热成象检测系统MTF校准

　　引言

　　在进行热象仪性能参数测试工作中，对测量仪器校准和标定，是测量之前必须进行的一项工作。因为它关系到被测热象系统的测量结果精度。校准的目的，一是检验测试仪器的性能，二是完成测出数据的定量处理工作。

　　我们于1987年从英国Sira公司引进了一套微机控制的可测红外和可见光系统MTF的检测仪器。由于仪器本身无精度校正标准，虽经一段时间的安装调试后开始正常运转，但未经验证其精度是否符合标准，也就无法保证检测结果的可靠性。为此，我们对该检测仪器进行了MTF校准，其目的是标定仪器的测量误差，确保被测热象仪MTF数据的准确性，使该检测仪有一系统的MTF校正值。

　　1原理

　　在热象仪中，定义光学传递函数OTF是在扫描方向上线扩展函数LSF的付立叶变换，LSF付氏变换的模即为调制传递函数MTF。它作为评价热成象系统图象清晰度的重要指标，反映了系统对正弦波空间频率振幅的响应，这是目前在设计、评价热象仪中常用的参数之一。对于一维X坐标OTF的表示式为:

　　从(2)式可看出OTF)是由调制传递函数MTF(尹)和虚部相位传递函数PTF(f)两部分组成。由此可得知，只要对被测系统的LSF实现付氏变换，就可测量到它在某一方向上的OTF。

　　本仪器正是基于以上原理，通过微机对测量所得的LSF进行快速模数转换，再进行数据的抽样采集，从而实现离散付立叶变换的功能，以求得MTF和pTF。

　　2校正程序

　　根据仪器的测量原理，我们选定对应的LSF的付氏变换法对仪器MTF进行校准。首先，用光刻法作一个具有一定宽度的标准狭缝作为基准模拟目标，并配制相应光源系统与其一起构成一基准目标发生器。见图1。

　　光源通过聚光镜照亮狭缝，为了使狭缝获得均匀照明，使进入的光通量充满整个狭缝，分别在聚光镜前后加入毛玻璃和漫射屏，并将整个狭缝系统光屏蔽，以防止环境杂光干扰。

　　为了精确地得到象的强度分布，应使用宽度无限窄的狭缝，但是在实际中不可能做出理想意义上所要求的狭缝。同时，太窄的狭缝通过的光能太弱，不利于提高信噪比。根据理论计算得知:对热成象系统，当狭缝的高、宽之比为50:1时，其宽度本身带来的测量误差可忽略不计。为此，我们刻制的狭缝尺寸是以用作校准狭缝。

　　在满足检测仪所要求的各种环境条件下，操作微机，测出在不同扫描位置上的一系列LSF值，随之得到在不同空间频率f下的一系列MTF值，微机打印、显示出的结果和绘制的曲线见表1、表2和图2、图3。