本發(fā)明涉及航天光學遙感技術(shù)領域，特別是一種空間面陣相機亞像元點擴散函數(shù)測量裝置及方法。

背景技術(shù)：

光學系統(tǒng)在理想狀態(tài)下，物空間一點發(fā)出的光能量在像空間也集中在一點上，但是實際的光學系統(tǒng)成像時，由于衍射和像差以及其它因素的影響，物空間一點發(fā)出的光在像空間是分布在一定的區(qū)域內(nèi)，其分布曲線稱為點擴散函數(shù)PSF。調(diào)制傳遞函數(shù)MTF是客觀評價光學系統(tǒng)成像質(zhì)量的重要指標，目前國內(nèi)為了定量化評價相機成像質(zhì)量，發(fā)射之前都進行實驗室的MTF測試，但MTF只是PSF在頻域的幅值信息，不包含相位信息。目前常用的MTF測試方法包括以下三種，第一種是對比度矩形靶標法，可以用于面陣或推掃相機MTF測試，黃巧林等人2006年在《航天返回與遙感》上發(fā)表的《航天光學遙感器MTF測試技術(shù)研究》一文中給出兩種測試方法，一種是高對比度矩形靶標測試方法，該方法受采樣相位的影響，測試誤差較大，另一種低頻靶標法對相位不敏感，但易受噪聲影響；第二種是斜刃邊靶標法，適用于面陣CCD的MTF地面測試，張孝弘等人2006年在中國空間科學學會空間探測專業(yè)委員會第十九次學術(shù)會議上發(fā)表的《面陣CCD相機的MTF測試技術(shù)》一文介紹了實驗方法和數(shù)據(jù)處理算法，該處理方法增加了采樣點，但無法準確定位初始相位；第三種是點源或狹縫測試法，適用于面陣CCD的MTF測試，吳海平碩士學位論文《點源法MTF測試技術(shù)研究》中詳細介紹了點源法實驗系統(tǒng)，實驗方法是對點光源成像，該方法計算精度較高，但對準直顯微物鏡的對準精度要求較高，必須保證點光源在一個像素內(nèi)成像。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種空間面陣相機亞像元點擴散函數(shù)測量裝置及方法，通過靶標設計和數(shù)據(jù)處理方法解決一個像素內(nèi)相位問題，可以準確定位到0.1像素，保證空間面陣相機亞像元PSF的測試準確性，進一步提高了空間面陣相機PSF地面測試精度，并可用于提高遙感圖像的空間分辨率。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種空間面陣相機亞像元點擴散函數(shù)測量裝置，其特征在于包括光源系統(tǒng)、靶標、平行光管、面陣相機、圖像采集系統(tǒng)，其中

靶標放置在平行光管的焦面上，平行光管與面陣相機的光軸共軸放置；

光源系統(tǒng)產(chǎn)生均勻光后照射在靶標上，然后經(jīng)過平行光管和面陣CCD相機，成像在面陣相機的焦面上，形成靶標的圖像，圖像采集系統(tǒng)對面陣相機的成像結(jié)果進行采集和處理；

靶標包括第一定標線，第二定標線，第三定標線…第十二定標線和定標星點；

第一定標線至第十二定標線形狀和尺寸相同，均為長方形透光孔，長方形透光孔的寬度為標準長度L的1倍，長度為標準長度L的20.1倍；第一星點為正方形透光孔，正方形透光孔的邊長為標準長度L的0.9倍；所述L＝(f_col/f_cam)d，其中，f_col為平行光管的焦距，f_cam為面陣相機的焦距，d為面陣CCD相機中探測器單元間距；

第一定標線至第十二定標線、定標星點在靶標平面直角坐標系XOY中的坐標分別為：第一定標線長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(0，0)；第二定標線長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(40.2·L，0)；第三定標線長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(80.4·L，0)；第四定標線長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(120.6·L，0)；第五定標線長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(160.8·L，0)；第六定標線長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(201·L，0)；第七定標線長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(100·L，50·L)；第八定標線長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(100·L，90.2·L)；第九定標線長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(100·L，130.4·L)；第十定標線長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(100·L，170.6·L)；第十一定標線長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(100·L，210.8·L)；第十二定標線長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(100·L，251.0·L)；定標星點正方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(0，50·L)；其中，第一定標線，第二定標線，第三定標線…第六定標線的長方形結(jié)構(gòu)的長均與x軸平行，第七定標線，第八定標線，第九定標線…第十二定標線的長方形結(jié)構(gòu)的長均與y軸平行，定標星點(13)正方形的至少一條邊與y軸平行；所述靶標平面直角坐標系XOY的坐標原點O為第一定標線長方形結(jié)構(gòu)位于左上角的頂點，X軸的正方向為第一定標線指向第二定標線，Y軸的正方向為第一定標線指向第一定標星點；所述的靶標大小長度和寬度均大于300·L；所述的靶標中的第一定標線至第十二定標線(12)、第一定標星點透光，其余部分不透光，透光部分與不透光部分對比度不低于100:1。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間面陣相機亞像元點擴散函數(shù)測量方法，包括如下步驟：

(1)使用圖像采集系統(tǒng)采集靶標在面陣相機焦面上的圖像，同時調(diào)整靶標的位置，直至靶標的第一定標線位于面陣相機產(chǎn)生圖像的某一行、第七定標線位于面陣相機圖像某一列，固定此時靶標的位置；

(2)設置面陣相機的曝光時間，使得定標星點在面陣相機產(chǎn)生圖像中灰度值的范圍為[0.5K，0.6K]；利用圖像采集系統(tǒng)采集得到P幀當前曝光時間下的靶標的圖像；所述的K為面陣相機的飽和灰度值，P為大于100的正整數(shù)；

(3)分別對步驟(2)采集得到的第X幀靶標圖像上的第一定標線所在行進行采樣得到圖像序列灰度值A、第七定標線所在列進行采樣得到圖像序列灰度值B，X＝1,2,3…P；

(4)根據(jù)面陣相機的滿阱電子數(shù)M以及圖像量化位數(shù)bs將步驟(3)中得到的圖像灰度值序列A和圖像灰度值序列B轉(zhuǎn)換為電子數(shù)序列，轉(zhuǎn)換過程由公式

給出，其中，x為圖像灰度值序列中采樣點的灰度值，x^e為電子數(shù)序列中采樣點灰度值的電子數(shù)；進而得到電子數(shù)序列數(shù)組C和電子數(shù)序列數(shù)組D；

(5)定義二維數(shù)組E，數(shù)組E大小為10行*222列，其中，二維數(shù)組E中前10行的1-20列、42-60列、82-100列、122-140列、162-180列、202-222列中所有元素為1，前10行的22-40列、62–80列、102-120列、142-160列、182-200列中所有元素為0，E(1,21)＝0.1，E(1,41)＝0.8，E(1,61)＝0.3，E(1,81)＝0.6，E(1,101)＝0.5，E(1,121)＝0.4，E(1,141)＝0.7，E(1,161)＝0.2，E(1,181)＝0.9，E(1,201)＝0，E(2,21)＝0.2，E(2,41)＝0.7，E(2,61)＝0.4，E(2,81)＝0.5，E(2,101)＝0.6，E(2,121)＝0.3，E(2,141)＝0.8，E(2,161)＝0.1，E(2,181)＝0，E(2,201)＝0.9，E(3,21)＝0.3，E(3,41)＝0.6，E(3,61)＝0.5，E(3,81)＝0.4，E(3,101)＝0.7，E(3,121)＝0.2，E(3,141)＝0.9，E(3,161)＝0，E(3,181)＝0.1，E(3,201)＝0.8，E(4,21)＝0.4，E(4,41)＝0.5，E(4,61)＝0.6，E(4,81)＝0.3，E(4,101)＝0.8，E(4,121)＝0.1，E(4,141)＝0，E(4,161)＝0.9，E(4,181)＝0.2，E(4,201)＝0.7，E(5,21)＝0.5，E(5,41)＝0.4，E(5,61)＝0.7，E(5,81)＝0.2，E(5,101)＝0.9，E(5,121)＝0，E(5,141)＝0.1，E(5,161)＝0.8，E(5,181)＝0.3，E(5,201)＝0.6，E(6,21)＝0.6，E(6,41)＝0.3，E(6,61)＝0.8，E(6,81)＝0.1，E(6,101)＝0，E(6,121)＝0.9，E(6,141)＝0.2，E(6,161)＝0.7，E(6,181)＝0.4，E(6,201)＝0.5，E(7,21)＝0.7，E(7,41)＝0.2，E(7,61)＝0.9，E(7,81)＝0，E(7,101)＝0.1，E(7,121)＝0.8，E(7,141)＝0.3，E(7,161)＝0.6，E(7,181)＝0.5，E(7,201)＝0.4，E(8,21)＝0.8，E(8,41)＝0.1，E(8,61)＝0，E(8,81)＝0.9，E(8,101)＝0.2，E(8,121)＝0.7，E(8,141)＝0.4，E(8,161)＝0.5，E(8,181)＝0.6，E(8,201)＝0.3，E(9,21)＝0.9，E(9,41)＝0，E(9,61)＝0.1，E(9,81)＝0.8，E(9,101)＝0.3，E(9,121)＝0.6，E(9,141)＝0.5，E(9,161)＝0.4，E(9,181)＝0.7，E(9,201)＝0.2，E(10,21)＝0，E(10,41)＝0.9，E(10,61)＝0.2，E(10,81)＝0.7，E(10,101)＝0.4，E(10,121)＝0.5，E(10,141)＝0.6，E(10,161)＝0.3，E(10,181)＝0.8，E(10,201)＝0.1；其中，E(i，j)為二維數(shù)組E中第i行第j列元素的取值，i、j均為正整數(shù)；

(6)對二維數(shù)組E的每一行一維數(shù)組分別與C數(shù)組進行相關積分，得到

其中，C(j)為C數(shù)組中的第j個數(shù)值；

尋找最大的J(i)，令t＝最大的J(i)對應的i，然后將二維數(shù)組E中的第t行作為電子數(shù)序列數(shù)組C的準確相位序列，得到二維數(shù)組E第t行數(shù)組中第k個數(shù)值的非整數(shù)數(shù)值為電子數(shù)序列數(shù)組C中第k個數(shù)值對應的準確相位，使用準確相位對電子數(shù)序列數(shù)組C的數(shù)值按照從小到大進行重新排列，得到電子數(shù)序列數(shù)組C1，k＝1,2,3…222；

對二維數(shù)組E的每一行一維數(shù)組分別與D數(shù)組進行相關積分，得到

其中，D(j)為D數(shù)組中的第j個數(shù)值；

尋找最大的J'(i)，令t’＝最大的J'(i)對應的i，然后將二維數(shù)組E中的第t’行作為電子數(shù)序列數(shù)組D的準確相位序列，得到二維數(shù)組E第t’行數(shù)組中第k個數(shù)值的非整數(shù)數(shù)值為電子數(shù)序列數(shù)組D中第k個數(shù)值對應的準確相位，使用準確相位對電子數(shù)序列數(shù)組D的數(shù)值按照從小到大進行重新排列，得到電子數(shù)序列數(shù)組D1，k＝1,2,3…222；

(7)使用費米函數(shù)對電子數(shù)序列數(shù)組C1進行擬合，得到邊緣擴散函數(shù)F₁，使用費米函數(shù)對電子數(shù)序列數(shù)組D1進行擬合，得到邊緣擴散函數(shù)F₂，其中，邊緣擴散函數(shù)F₁包含M個數(shù)值，邊緣擴散函數(shù)F₂包含N個數(shù)值，M、N為小于222的正整數(shù)；

(8)對邊緣擴散函數(shù)F₁使用離散差分函數(shù)進行離散點差分得到線擴散函數(shù)L₁，對邊緣擴散函數(shù)F₂使用離散差分函數(shù)進行離散點差分得到線擴散函數(shù)L₂；

(9)對當前曝光時間下P幀圖像中的每一幀圖像按照步驟(3)～步驟(8)的方法進行處理，得到每一幀圖像的L₁、L₂，然后計算每一幀圖像的L₁、L₂的方差，并分別記為σ_p1、σ_p2，最終得到P幀圖像線擴散函數(shù)方差序列σ_p1和σ_p2，對σ_p1和σ_p2作直方圖分布統(tǒng)計，得到直方圖序列，并將該直方圖序列擬合得到高斯分布函數(shù)N(u_h1,σ_p1)、N(u_h2,σ_p2)，進而得到面陣CCD相機的亞像元點擴散函數(shù)N(0，0，u_h1,u_h2)；

(10)利用步驟(9)中得到的面陣相機的亞像元點擴散函數(shù)對面陣CCD相機的成像數(shù)據(jù)進行亞像元重建，得到提高空間分辨率的成像數(shù)據(jù)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：

(1)本發(fā)明克服了空間面陣相機地面主要測MTF的缺陷，開展亞像元PSF地面測試，對PSF做傅立葉變換可以同時獲得MTF，測試亞像元PSF可以直接描述相機的成像性能，同時對提高遙感圖像的空間分辨率也起到重要的作用；

(2)本發(fā)明通過靶標中的定標線位置和形狀的設計，使得靶標的第一定標線位于圖像矩陣同一行上，同時第七定標線位于圖像矩陣同一列上，保證了靶標平面與面陣探測器平行，從而保證了測量精度；

(3)本發(fā)明通過定標線長度的設計，使得靶標中第一定標線到第六定標線(第七定標線到第十二定標線)的邊緣落在一個像元內(nèi)的不同相位，并使用相關積分的方法找到準確相位，從而得到準確的亞像元PSF函數(shù)，增加了測試裝置和方法的準確性；

(4)本發(fā)明通過統(tǒng)計方法對多次測量結(jié)果進行了平差處理，降低了噪聲影響，減小了測量誤差；

(5)本發(fā)明可以完全利用現(xiàn)有MTF測試系統(tǒng)設備，易于工程實現(xiàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明PSF測試靶標設計圖；

圖2為本發(fā)明PSF實驗裝置示意圖；

圖3為本發(fā)明測試方法流程圖；

圖4為本發(fā)明數(shù)據(jù)處理流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細地闡述。

本發(fā)明涉及的實驗裝置如圖2所示，包括：光源系統(tǒng)14、靶標15、平行光管16、面陣CCD相機17和圖像采集系統(tǒng)18。

靶標15放置在平行光管16的焦面上，平行光管16與面陣相機17的光軸共軸放置，靶標15被光源系統(tǒng)14產(chǎn)生的均勻光照亮，經(jīng)過平行光管16和面陣CCD相機17，成像在面陣相機17的焦面上，形成靶標15的圖像，圖像采集系統(tǒng)18對成像結(jié)果進行采集和處理。

如圖1所示為本發(fā)明PSF實驗裝置示意圖，由圖1可知，靶標15上包括第一定標線1至第十二定標線12、第一定標星點13。

靶標15上所有星點和定標線透光，其余部分不透光，透光與不透光部分對比度不低于100:1。

定義標準長度L，L＝(f_col/f_cam)d，其中f_col為平行光管16的焦距，f_cam為面陣CCD相機17的焦距，d為面陣相機17中探測器單元間距；L表示探測器單元間距對應在靶標15位置的實際長度。

第一定標線1至第十二定標線12形狀和尺寸相同，均為長方形透光孔，長方形透光孔的寬度為標準長度L的0.9倍，長度為標準長度L的20.1倍；第一星點13為正方形透光孔，正方形透光孔的邊長為標準長度L的1倍；所述L＝(f_col/f_cam)d，其中f_col為平行光管16的焦距，f_cam為面陣相機17的焦距，d為面陣CCD相機17中探測器單元間距；

在靶標15上建立直角坐標系x-y，x軸為第一定標線1的上邊沿，y軸為第一定標線1的左邊沿，x軸的正方向為第一定標線1指向第二定標線2，y軸的正方向為第一定標線指向第一星點13；

在靶標15上定標線和定標點的位置依次為：第一定標線1長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(0，0)；第二定標線2長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(40.2·L，0)；第三定標線3長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(80.4·L，0)；第四定標線4長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(120.6·L，0)；第五定標線5長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(160.8·L，0)；第六定標線6長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(201·L，0)；第七定標線7長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(100·L，50·L)；第八定標線8長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(100·L，90.2·L)；第九定標線9長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(100·L，130.4·L)；第十定標線10長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(100·L，170.6·L)；第十一定標線11長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(100·L，210.8·L)；第十二定標線12長方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(100·L，251.0·L)；第一定標星點13正方形結(jié)構(gòu)左上角的頂點坐標為(0，50·L)。

本發(fā)明一種利用上述測量裝置的空間面陣相機亞像元點擴散函數(shù)的測量方法，分為測量步驟和對靶標圖像進行逐幀處理，如圖3為本發(fā)明測試方法流程圖，步驟具體如下：

一、測量步驟：

(1)將靶標15安裝在平行光管16的焦平面上(定標線1和定標線7均垂直于平行光管的光軸，且靶標15平行于探測器平面)，調(diào)整好光源系統(tǒng)14的位置；

(2)將面陣相機17擺放在平行光管16出口前，通過相機調(diào)整裝置調(diào)整好相機的位置，保證相機入光口與平行光管16的出光口對準，平行光管16的有效口徑充滿相機入瞳；

(3)連接好面陣相機17與圖像采集系統(tǒng)18之間的電纜，并通電檢查，確保工作正常；

(4)打開光源系統(tǒng)14；

(5)觀察圖像采集系統(tǒng)18采集靶標15的圖像，根據(jù)定標線寬度變化在x方向和y方向上移動靶標15，直至定標線1出現(xiàn)在圖像矩陣的同一行上，同時定標線7出現(xiàn)在圖像矩陣的同一列上，并固定靶標15的位置；

(6)設置面陣相機17的曝光時間，使得第一定標星點13在圖像中灰度值的范圍為：[0.5K，0.6K]；利用圖像采集系統(tǒng)18采集得到P幀當前曝光時間下的靶標15的圖像，所述K為飽和灰度值，P為大于100的正整數(shù)；

(7)調(diào)整相機焦面至最佳焦面位置；

(8)重復測試并存儲圖像，圖像采集幀數(shù)大于100；

二、對靶標15的圖像進行逐幀處理步驟，如圖4所示本發(fā)明數(shù)據(jù)處理流程圖，具體步驟如下：

(1)分別對第X幀靶標15圖像上的第一定標線1所在行和第七定標線7所在列進行采樣，得到圖像序列灰度值A和圖像序列灰度值B；

(2)根據(jù)面陣相機17的滿阱電子數(shù)M以及圖像量化位數(shù)bs將步驟(1)中得到的圖像灰度值序列A和B轉(zhuǎn)換為電子數(shù)序列，所述轉(zhuǎn)換過程具體由公式：

給出，其中x為采樣點的灰度值，x^e為電子數(shù)，得到電子數(shù)序列數(shù)組C和D；

(3)定義二維數(shù)組E：數(shù)組E大小為10行*222列，其中，二維數(shù)組E中前10行的1-20列、42-60列、82-100列、122-140列、162-180列、202-222列中所有元素為1，前10行的22-40列、62–80列、102-120列、142-160列、182-200列中所有元素為0，E(1,21)＝0.1，E(1,41)＝0.8，E(1,61)＝0.3，E(1,81)＝0.6，E(1,101)＝0.5，E(1,121)＝0.4，E(1,141)＝0.7，E(1,161)＝0.2，E(1,181)＝0.9，E(1,201)＝0，E(2,21)＝0.2，E(2,41)＝0.7，E(2,61)＝0.4，E(2,81)＝0.5，E(2,101)＝0.6，E(2,121)＝0.3，E(2,141)＝0.8，E(2,161)＝0.1，E(2,181)＝0，E(2,201)＝0.9，E(3,21)＝0.3，E(3,41)＝0.6，E(3,61)＝0.5，E(3,81)＝0.4，E(3,101)＝0.7，E(3,121)＝0.2，E(3,141)＝0.9，E(3,161)＝0，E(3,181)＝0.1，E(3,201)＝0.8，E(4,21)＝0.4，E(4,41)＝0.5，E(4,61)＝0.6，E(4,81)＝0.3，E(4,101)＝0.8，E(4,121)＝0.1，E(4,141)＝0，E(4,161)＝0.9，E(4,181)＝0.2，E(4,201)＝0.7，E(5,21)＝0.5，E(5,41)＝0.4，E(5,61)＝0.7，E(5,81)＝0.2，E(5,101)＝0.9，E(5,121)＝0，E(5,141)＝0.1，E(5,161)＝0.8，E(5,181)＝0.3，E(5,201)＝0.6，E(6,21)＝0.6，E(6,41)＝0.3，E(6,61)＝0.8，E(6,81)＝0.1，E(6,101)＝0，E(6,121)＝0.9，E(6,141)＝0.2，E(6,161)＝0.7，E(6,181)＝0.4，E(6,201)＝0.5，E(7,21)＝0.7，E(7,41)＝0.2，E(7,61)＝0.9，E(7,81)＝0，E(7,101)＝0.1，E(7,121)＝0.8，E(7,141)＝0.3，E(7,161)＝0.6，E(7,181)＝0.5，E(7,201)＝0.4，E(8,21)＝0.8，E(8,41)＝0.1，E(8,61)＝0，E(8,81)＝0.9，E(8,101)＝0.2，E(8,121)＝0.7，E(8,141)＝0.4，E(8,161)＝0.5，E(8,181)＝0.6，E(8,201)＝0.3，E(9,21)＝0.9，E(9,41)＝0，E(9,61)＝0.1，E(9,81)＝0.8，E(9,101)＝0.3，E(9,121)＝0.6，E(9,141)＝0.5，E(9,161)＝0.4，E(9,181)＝0.7，E(9,201)＝0.2，E(10,21)＝0，E(10,41)＝0.9，E(10,61)＝0.2，E(10,81)＝0.7，E(10,101)＝0.4，E(10,121)＝0.5，E(10,141)＝0.6，E(10,161)＝0.3，E(10,181)＝0.8，E(10,201)＝0.1；其中，E(i，j)為二維數(shù)組E中第i行第j列元素的取值，i、j均為正整數(shù)。

(4)對二維數(shù)組E的每一行一維數(shù)組分別與C數(shù)組進行相關積分，得到

其中，C(j)為C數(shù)組中的第j個數(shù)值；

尋找最大的J(i)，令t＝最大的J(i)對應的i，然后將二維數(shù)組E中的第t行作為電子數(shù)序列數(shù)組C的準確相位序列，得到二維數(shù)組E第t行數(shù)組中第k個數(shù)值的非整數(shù)數(shù)值為電子數(shù)序列數(shù)組C中第k個數(shù)值對應的準確相位，使用準確相位對電子數(shù)序列數(shù)組C的數(shù)值按照從小到大進行重新排列，得到電子數(shù)序列數(shù)組C1，k＝1,2,3…222；

對二維數(shù)組E的每一行一維數(shù)組分別與D數(shù)組進行相關積分，得到

其中，D(j)為D數(shù)組中的第j個數(shù)值；

尋找最大的J'(i)，令t’＝最大的J'(i)對應的i，然后將二維數(shù)組E中的第t’行作為電子數(shù)序列數(shù)組D的準確相位序列，得到二維數(shù)組E第t’行數(shù)組中第k個數(shù)值的非整數(shù)數(shù)值為電子數(shù)序列數(shù)組D中第k個數(shù)值對應的準確相位，使用準確相位對電子數(shù)序列數(shù)組D的數(shù)值按照從小到大進行重新排列，得到電子數(shù)序列數(shù)組D1，k＝1,2,3…222；

(5)使用費米函數(shù)對電子數(shù)序列數(shù)組C1進行擬合，得到邊緣擴散函數(shù)F₁，使用費米函數(shù)對電子數(shù)序列數(shù)組D1進行擬合，得到邊緣擴散函數(shù)F₂，其中，邊緣擴散函數(shù)F₁包含M個數(shù)值，邊緣擴散函數(shù)F₂包含N個數(shù)值，M、N為小于222的正整數(shù)；

(6)對邊緣擴散函數(shù)F₁使用離散差分函數(shù)進行離散點差分得到線擴散函數(shù)L₁，對邊緣擴散函數(shù)F₂使用離散差分函數(shù)進行離散點差分得到線擴散函數(shù)L₂；

(7)對當前曝光時間下P幀圖像中的每一幀圖像按照步驟(1)～步驟(6)的方法進行處理，得到每一幀圖像的L₁、L₂，然后計算每一幀圖像的L₁、L₂的方差，并分別記為σ_p1、σ_p2，最終得到P幀圖像線擴散函數(shù)方差序列σ_p1和σ_p2，對σ_p1和σ_p2作直方圖分布統(tǒng)計，得到直方圖序列，并將該直方圖序列擬合得到高斯分布函數(shù)N(u_h1,σ_p1)、N(u_h2,σ_p2)，進而得到面陣CCD相機17的亞像元點擴散函數(shù)N(0，0，u_h1,u_h2)；

(8)利用步驟(7)中得到的面陣相機17的亞像元點擴散函數(shù)對面陣CCD相機17的成像數(shù)據(jù)進行亞像元重建，得到提高空間分辨率的成像數(shù)據(jù)。

我國高分四號遙感衛(wèi)星的面陣相機首次采用了本發(fā)明設計的面陣相機亞像元點擴散函數(shù)測量裝置及方法進行了測試獲得了該相機的亞像元點擴散函數(shù)；使用地面測試得到的點擴散函數(shù)對地面圖像進行超分辨復原處理，圖像的空間分辨率提升1.2～1.3倍。

本發(fā)明設計了新的靶標和靶標圖像數(shù)據(jù)處理方法，實現(xiàn)了面陣相機亞像元PSF函數(shù)的測試，可以直觀地描述相機性能，可應用于星載和機載可見光/多光譜面陣凝視型CCD相機或CMOS相機的亞像元點擴散函數(shù)測試，可用于遙感圖像的空間分辨率提高。

本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬本領域技術(shù)人員的公知技術(shù)。