红外成像系统结构分析及红外成像的系统测试

　　通常人们把红外辐射称为红外光、红外线。实际上其波段是指其波长约在0.75μm到1000μm的电磁波。人们将其划分为近、中、远红外三部分。近红外指波长为0.75-3.0μm；中红外指波长为3.0-20μm；远红外则指波长为20-1000μm。由于大气对红外辐射的吸收，只留下三个重要的“窗口”区，即1-3μm、3-5μm和8-13μm可让红外辐射通过。

　　自然界中凡是温度高于绝对零度的物体，就会一直向外辐射能量。通过探测并收集这些辐射能，再现物体的辐射起伏，进而显示出物体的特征信息，这样的成像系统就是红外成像系统。

　　基于光电图像的测量，是以图像的获取及其处理为手段，来确定被测对象的诸如空间、时间、温度、速度以及功能等等有关参数或者特性的一种测量方法。把图像当作检测和传递的手段或载体加以利用，是一种建立在光学成像技术基础上并融入了计算机技术、光电子学数字图像处理技术以及光机电一体化的综合测量技术，其目的在于从图像中提取有用的信号。由于其具有非接触、高灵敏度和高准确度等特点，在信息科学、生命科学、工农业生产和制造业、航空航天、国防军事、科学研究以及人们的日常生活等领域中得到了广泛应用，是当代先进测试技术之一。

　　红外成像系统结构如下图显示：

　　图1.1 红外成像系统性能模型基本框图

　　经过近几十年的发展，红外成像系统经历数次变革，已经由最初的点源和线阵扫描型发展到现在的第三代红外焦平面凝视型系统，目前国外对红外成像系统实验室测试的性能参数多达十六七项。

　　位于美国马萨诸塞州的Optikos公司有35年的光学测试研发历时，专注于光学镜头、可见光及红外系统测试

　　I-SITE系统是最灵活的测试装置，可从整个系统中测试分立元件。I-SITE系统是设计于在信号处理链的多个点为各种类型的光电系统提供测量。I-SITE软件可以拓展适应新的测量以及可以升级结合另外的模块从而适应用户系统的需求改变。I-SITE的测试原理图如下。

　　I-SITE™系统支持以下光电测量：

　　线扩展函数（LSF） 、调制传递函数（MTF） 、信号传递函数（SiTF） 、噪声功率谱（NPS） 、噪声电压的均方根值（RMS） 、噪声等效亮度（NEL） 、最小可分辨对比度（MRC） 、最小可检测的对比度（MDC）

　　红外系统：

　　噪声等效温差（NETD）

　　噪声等效辐射率（NER）

　　最小可分辨温差（MRTD）

　　最小可探测温差（MDTD）

　　3D噪音

　　线扩展函数（LSF）

　　调制传递函数（MTF）

　　信号传递函数（SiTF）

　　噪声功率谱（NPS）

　　噪声电压的均方根值（RMS）

　　探测器灵敏度（D*）

　　固定轴线校准

　　多个FOV轴线校准

　　1D-2D非均匀性

　　Jitter

　　Narcissus

　　视场（FOV）

　　FOV变化

　　热像仪多个FOV转换时间

　　固润光电主营Optikos等光电测试仪器。随着红外成像系统性能水平的提高，Optikos红外成像测试系统性能模型也在不断地改进以适应新一代的热成像系统的性能预测要求。建立详尽的目标背景统计模型：模拟各种图像处理算法和搜索跟踪算法；干扰效应的模拟；成像系统的载体和目标的机动性建模；完善动态性能模型对红外搜索跟踪系统和导引头性能的闭环预测等，将是未来红外成像系统性能模型发展的重点。计算机性能水平的提高为动态性能模型更准确更快的预测现场性能提供了可能。