專利名稱:用電子成像手段實現(xiàn)的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種用電子成像手段實現(xiàn)的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡測試裝置。
背景技術(shù):
穩(wěn)像系統(tǒng)按照作用原理可分為三類機械式穩(wěn)像、光學(xué)穩(wěn)像和電子穩(wěn)像。機械式穩(wěn)像是將整個系統(tǒng)置于一個穩(wěn)定的平臺上,通過慣性元件敏感載體的姿態(tài)角變化,得到系統(tǒng)振動信號,經(jīng)過放大后驅(qū)動電機或壓電陶瓷來保持成像系統(tǒng)整體或穩(wěn)像關(guān)鍵部件的穩(wěn)定,以保證圖像穩(wěn)定。光學(xué)穩(wěn)像則是在光路中設(shè)置一些光學(xué)元件(如可變光鍥、佩肯棱鏡)作為對不穩(wěn)定圖像的補償。而電子穩(wěn)像則是直接從數(shù)字圖像中找到每一幀圖像相對于參考圖像的全局運動矢量,然后解算出的運動參數(shù)進而控制圖像傳感器輸出像素各行列的起始讀取位置,從而達到圖像補償穩(wěn)定的目的。
目前的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡普遍采用光學(xué)穩(wěn)像的方法,即把一個固定在機械陀螺環(huán)架上的佩肯棱鏡裝入成像光路中,陀螺環(huán)架允許佩肯棱鏡有一定程度的空間自由度。當(dāng)成像系統(tǒng)的整體發(fā)生晃動時,利用機械陀螺的慣性,控制成像光路中佩肯棱鏡的空間姿態(tài)保持不變,達到圖像穩(wěn)定的目的。
目前,人們對光學(xué)穩(wěn)像效果的測試都是通過穩(wěn)像前后所見圖像的對比憑主觀判斷,這樣的測試一方面缺少客觀的測試標(biāo)準(zhǔn),另一方面只有穩(wěn)像系統(tǒng)是否有效的定性結(jié)論,而不能對多個穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡進行定量的比較,更無法進一步對穩(wěn)像的中間過程進行分析,因此也難以定義這方面的技術(shù)指標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種用電子成像手段實現(xiàn)的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡測試裝置。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是1、本實用新型的的測試方法包括單幅圖像的圖像熵計算和圖像序列的測試曲線的獲取。單幅圖像的圖像熵按照公式H=-Σi=0npiln(pi)]]>計算,式中n為灰級數(shù),i為各點像素灰度值,pi為像素在每個灰度級i上出現(xiàn)的相對概率,然后以獲取圖像的時間作為橫坐標(biāo),以各幅圖像的圖像熵作為縱坐標(biāo)繪制成圖像序列的測試曲線。
2、本實用新型的的測試裝置包括成像標(biāo)板、振動平臺、穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡、圖像傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換卡、計算機;穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡安裝在振動平臺上,圖像傳感器固定在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡一個鏡筒末端的人眼觀察位置,成像標(biāo)板安裝在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的視場范圍內(nèi),圖像傳感器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換卡接入計算機。
所述的成像標(biāo)板由黑條紋和白條紋構(gòu)成一組,沿橫行和縱向均勻排列組成,振動平臺是以小于30Hz的頻率振動的振動平臺,圖像傳感器是敏通MTV-368型電荷耦合器件CCD或OV8610型互補性氧化金屬半導(dǎo)體傳感器CMOS,模數(shù)轉(zhuǎn)換卡為雅美森MPEG-TV型,計算機為華碩M2E型或兼容型計算機。
本實用新型具有的有益的效果是用電子成像手段解決了穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的評價問題,提供了評價穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的客觀指標(biāo),為多個穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡效果提供了定量比較的參數(shù),同時也提供了對穩(wěn)像的中間過程進行分析的手段。
圖1是本實用新型的測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本實用新型所需要的成像標(biāo)板樣式圖;圖3是用本實用新型的測試方法和測試裝置獲得的一條典型的測試曲線。
具體實施方式
測試方法包括單幅圖像的圖像熵計算和圖像序列的測試曲線的獲取。單幅圖像的圖像熵按照公式H=-Σi=0npiln(pi)]]>計算,式中n為灰級數(shù),i為各點像素灰度值,pi為像素在每個灰度級i上出現(xiàn)的相對概率,然后以獲取圖像的時間作為橫坐標(biāo),以各幅圖像的圖像熵作為縱坐標(biāo)繪制成圖像序列的測試曲線。
測試裝置如圖1所示,包括成像標(biāo)板1、振動平臺2、穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡3、圖像傳感器4、模數(shù)轉(zhuǎn)換卡5、計算機6。如圖2所示,成像標(biāo)板1由黑條紋和白條紋構(gòu)成一組,沿橫行和縱向均勻排列組成,一組黑白條紋在視場中占據(jù)的位置較小,以保證振動平臺振動時,視場中兩種條紋的面積比值基本上保持不變。振動平臺2是以小于30Hz的頻率振動的振動平臺,穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡3用剛性連接安裝在振動平臺上,使穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡與振動平臺以相同的頻率運動。圖像傳感器4是敏通MTV-368型電荷耦合器件CCD或OV8610型互補性氧化金屬半導(dǎo)體傳感器CMOS,圖像傳感器固定在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡一個鏡筒末端的人眼觀察位置,獲得成像標(biāo)板的圖像,以保證獲得的圖像與人眼觀察到的圖像一致。成像標(biāo)板1安裝在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡3的視場范圍內(nèi),圖像傳感器4通過模數(shù)轉(zhuǎn)換卡5接入計算機6(如果圖像傳感器是CMOS,模數(shù)轉(zhuǎn)換卡可以省略,因為這種情況下模數(shù)轉(zhuǎn)換是集成在圖像傳感器中的)。模數(shù)轉(zhuǎn)換卡為雅美森MPEG-TV型,計算機為華碩M2E型或兼容型計算機。
測試時,首先開啟振動臺,這時望遠(yuǎn)鏡的穩(wěn)像機構(gòu)不發(fā)揮作用,圖像處于不穩(wěn)定狀態(tài)。然后啟動穩(wěn)像機構(gòu),圖像將逐漸穩(wěn)定,這樣計算機記錄的圖像序列就是圖像從不穩(wěn)定到穩(wěn)定的整個變化過程,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理,得出穩(wěn)定程度測試曲線(一條典型的測試曲線如圖3所示)。
權(quán)利要求1.一種用電子成像手段實現(xiàn)的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡測試裝置,其特征在于包括成像標(biāo)板(1)、振動平臺(2)、穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡(3)、圖像傳感器(4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換卡(5)、計算機(6);穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡(3)安裝在振動平臺(2)上,圖像傳感器(4)固定在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡(3)一個鏡筒末端的人眼觀察位置,成像標(biāo)板(1)安裝在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡(3)的視場范圍內(nèi),圖像傳感器(4)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換卡(5)接入計算機(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用電子成像手段實現(xiàn)的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡測試裝置,其特征在于所述的成像標(biāo)板(1)由黑條紋和白條紋構(gòu)成一組,沿橫行和縱向均勻排列組成,振動平臺(2)是以小于30Hz的頻率振動的振動平臺,圖像傳感器(4)是敏通MTV-368型電荷耦合器件CCD或OV8610型互補性氧化金屬半導(dǎo)體傳感器CMOS,模數(shù)轉(zhuǎn)換卡(5)為雅美森MPEG-TV型,計算機(6)為華碩M2E型或兼容型計算機。
專利摘要一種用電子成像手段實現(xiàn)的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡測試裝置。穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的測試方法是使用圖像的圖像熵評價圖像的穩(wěn)定程度,并將圖像序列的圖像熵繪制成測試曲線以評價望遠(yuǎn)鏡穩(wěn)像系統(tǒng)的性能。穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的測試裝置是穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡安裝在振動平臺上,圖像傳感器固定在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡一個鏡筒末端的人眼觀察位置,成像標(biāo)板安裝在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的視場范圍內(nèi),圖像傳感器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換卡接入計算機。其中成像標(biāo)板由黑白條紋組成,并沿著橫向和縱向均勻分布。用電子成像手段解決了穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的評價問題,提供了評價穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的客觀指標(biāo),為多個穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡效果提供了定量比較的參數(shù),同時也提供了對穩(wěn)像的中間過程進行分析的手段。
文檔編號G01M11/00GK2763826SQ20042008649
公開日2006年3月8日 申請日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者李奇, 徐之海, 馮華君, 嚴(yán)安柱, 項舒年 申請人:浙江大學(xué), 浙江華東光電儀器有限公司