[发明专利]日盲紫外相机及紫外光子计数方法

权利要求书

1.紫外光子计数方法，其特征在于：预先标定紫外像增强器不同增益电压条件下对应的单光子信号的平均灰度值、单光子信号的成像连通区域像素面积以及暗背景的平均灰度值三个参数；应用拍摄时，利用图像拍摄时的紫外像增强器的增益电压所对应的上述三个参数获得每一帧图像中的紫外光子个数；统计一段时间内的每一帧图像上的紫外光子个数，计算单位时间内的紫外光子数。

2.根据权利要求1所述的紫外光子计数方法，其特征在于：预先标定时，利用激光泵浦获得宽带白光，宽带白光经双级联单色仪系统获得紫外单色光，紫外单色光经积分球获得均匀紫外单色光，均匀紫外单色光经在暗箱内部日盲紫外相机成像，调节日盲紫外相机输出帧率，直至日盲紫外相机可接受最强紫外信号的输出灰度值Y_th小于日盲紫外相机的图像传感器的最大输出灰度值Y_max 。

3.根据权利要求2所述的紫外光子计数方法，其特征在于：预先标定时，利用激光泵浦获得宽带白光，宽带白光经双级联单色仪系统获得紫外单色光，紫外单色光经积分球和衰减系统获得单光子强度的均匀紫外单色光，均匀紫外单色光经在暗箱内部的日盲紫外相机成像；调节紫外像增强器的增益电压，采集对应电压下的成像数据；统计紫外像增强器不同增益电压U_i下，成像中的单光子信号的平均灰度值和单光子信号的成像连通区域像素面积。

4.根据权利要求3所述的紫外光子计数方法，其特征在于：预先标定时，在暗箱入口处无入射光的情况下，调节紫外像增强器的增益电压，采集在暗箱内部的日盲紫外相机对应的成像数据；统计紫外像增强器不同增益电压U_i下，成像中的暗背景的平均灰度值。

5.根据权利要求4所述的紫外光子计数方法，其特征在于：将预先标定的紫外像增强器不同增益电压条件下的相关参数关系存储于日盲紫外相机中。

6.根据权利要求5所述的紫外光子计数方法，其特征在于：

应用拍摄时，启动日盲紫外相机对目标进行拍摄，获得每一帧的灰度图像，其中分别为每一帧灰度图像中的像素位置的横坐标和纵坐标；

根据拍摄时的紫外像增强器的增益电压U_i获得存储于日盲紫外相机内的对应的单光子信号的平均灰度值、单光子信号的成像连通区域像素面积以及暗背景的平均灰度值；

根据下式计算每一帧的原始图像内的紫外光子数：

其中，M、N分别为原始图像的有效宽度和高度，为应用拍摄时日盲紫外相机前端的衰减装置的衰减系数；

统计一段时间内所有原始图像内的紫外光子数总和，求出单位时间内接收到的紫外光子数。

7.日盲紫外相机，其特征在于：包括图像传感器、紫外像增强器、处理器以及存储器；

所述存储器内部预存有紫外像增强器不同增益电压U_i条件下对应的单光子信号的平均灰度值、单光子信号的成像连通区域像素面积以及暗背景的平均灰度值三个参数；

所述处理器响应于在紫外像增强器以增益电压为U_i条件下在图像传感器上成像后读取存储器内对应的单光子信号的平均灰度值、单光子信号的成像连通区域像素面积以及暗背景的平均灰度值，并计算成像中的每一帧图像的紫外光子数 ：

其中，M、N分别为每一帧图像的有效宽度和高度，为应用拍摄时日盲紫外相机前端的衰减装置的衰减系数；

统计一段时间内所有原始图像内的紫外光子数总和，获得单位时间内接收到的紫外光子数。

8.根据权利要求7所述的日盲紫外相机，其特征在于：所述图像传感器的动态范围，满足其可探测的最大饱和亮度大于紫外像增强器荧光屏输出亮度；所述图像传感器的输出帧率，满足其可接受的最强紫外信号的输出灰度值Y_th小于图像传感器的最大输出灰度值Y_max。

9.根据权利要求7所述的日盲紫外相机，其特征在于：所述图像传感器为CCD传感器或CMOS传感器。