基于图像处理的调制传递函数测试方法研究

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1、学号：S13040452硕士学位论文基于图像处理的调制传递函数测试方法研究研究生姓名：陈燕芹学科、专业：控制科学与工程二○一六年三月分类号：TP391密级：可公开UDC：621.3编号：基于图像处理的调制传递函数测试方法研究RESEARCHONTHEMODULATIONTRANSFERFUNCTIONTESTINGMETHODBASEDONIMAGEPROCESSING学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：控制科学与工程（0811）研究方向：智能信息系统与仿真申请学位级别：工学硕士指导

2、教师：段锦教授研究生：陈燕芹论文起止时间：2014.09—2015.11I摘要近些年，人们对光学系统成像质量精度的要求越来越高，光学系统成像质量的评价技术也受到越来越多的关注。其中，光学传递函数测试技术在图像质量评价领域占有非常重要的地位，且已经取得了相当丰硕的成果。在光学系统中，调制传递函数(MTF)被公认为评价成像质量最有效和最准确的方法之一，调制传递函数的测试技术也被广泛应用在镜头检测、图像处理和光学系统性能评价等学术及工程领域。本文在深入研究了光学传递函数理论和常用MTF测试方法的基础上，结合数字图像处理

3、技术，采用了一种基于图像处理的调制传递函数测试方法。该测试方法以LCD屏上输出的频率可调的光栅图像为目标物，以CCD为图像采集器件，通过计算机控制光栅图像频率的改变和图像的采集，经处理后得到不同频率的对比度，最终获得被测系统的MTF曲线。搭建了MTF测试实验平台，开发了相应MTF测试算法程序，进行了一系列测试实验和对比实验，对测试系统的稳定性、有效性以及产生的误差和解决方案进行了分析和探讨。MTF测试结果表明，本文所用MTF测试方法具有很好的有效性，能够降低测试误差，获得的MTF曲线与其他方法得到的MTF曲线的变

4、化趋势基本上是一致的。同时证明了本测试系统具有良好的稳定性且能够很好地反映被测光学系统的成像性能，得到的MTF曲线对成像质量的评价具有一定指导意义。关键词：光学传递函数，图像处理，调制传递函数，光栅图像，对比度，MTF曲线IIABSTRACTInrecentyears,peopleishigherandhigherrequirementforthequalityofopticalsystemimaging,opticalsystemimagingqualityevaluationhavealsobeenmorea

5、ndmoreattention.Amongthem,theopticaltransferfunction(OTF)testingtechnologyplaysaveryimportantpositioninthefieldofimagequalityassessment,andquitefruitfulresultshavebeenachieved.Inopticalsystems,themodulationtransferfunction(MTF)isrecognizedasoneofthemosteffect

6、iveandaccuratemethodstoevaluatetheimagingquality.MTFofthetesttechnologyhasbeenwidelyusedinthelensdetection,imageprocessingandopticalsystemperformanceevaluationandotheracademicandengineeringfields.Inthispaper,basedonthefurtherstudyofthetheoryofopticaltransferf

7、unctionandthecommonlyusedMTFtestmethodonthebasisofthecombinationofdigitalimageprocessingtechnology,akindofMTFtestmethodbasedonimageprocessingisadopted.ThetestmethodisbasedonthefrequencyoftheoutputoftheLCDscreencanbeadjustedtothegratingimageasthetarget,withCCD

8、astheimageacquisitiondeviceandcomputertodoimageprocessingwork,itcangetthecontrastofimagesunderdifferentferquencies.Finally,theMTFcurveofopticalsystemisobtained.TheMTFtestplatformisbuilt,a