Termal objektiflerde görüntü keskinliğinin ölçülmesi /
Yazar: ZEHRA DERTLİ EMİR
Danışman: PROF. DR. HASAN ŞAKİR BİLGE
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Termal görüntüleme sistemlerinin üretimi sırasında, görüntü kalitesini etkileyen parametrelerin ölçülmesi, test edilmesi gerekmektedir. "Modülasyon Transfer Fonksiyonu" yani MTF hesabı, görüntü sistemlerinde keskinlik parametresinin ölçülmesi için kullanılmaktadır. Aynı zamanda bu ölçümlerin, görüntüleme sisteminin alt bileşenleri olan dedektör ve objektif seviyesinde de yapılması gerekmektedir. Bu çalışma, termal görüntüleme sisteminin alt bileşeni olan termal objektiflerin seri üretimi sırasında, ISO 12233 standardını temel alan "Eğik Kenar Yöntemi" ile MTF hesabının yapılması üzerine temellenmiştir. İlk adım olarak, doğrulanmış ve kullanımda olan bir kullanıcı ara yüzü ve test alt yapısı ile karşılaştırma yapılarak, MTF hesabı için tasarlanan algoritmanın matematiksel doğruluğu gösterilmiştir. Ardından, MTF hesabını etkileyecek değişkenleri araştırmak için deney düzenekleri hazırlanmıştır. Görüntüye bağlı değişkenleri incelemek için; kolimatör sistemi ile ideal yarım ay hedef ve ideal ısıl kaynak (kara cisim) kullanılarak oluşturulan test ortamında kontrollü deney yöntemi ile sonuçlar alınarak yorumlanmıştır. Deney düzeneğinde kullanılan alt yapıların etkilerini araştırmak için ise farklı özellikte kolimatör sistemleri kullanılarak ve ısıl kaynak farklı sıcaklıklarda ayarlanarak sonuçlar alınmış ve yorumlanmıştır. Tüm bu değerlendirmelerin sonucunda; MTF hesabı için kullanılan hedefin eğim açısının, kaydedilen görüntünün çerçeve sayısının, alınan görüntüde kullanılan kesit alanının ve objektif (veya lens) ve dedektör arası mesafenin odaklı görüntüye göre ayarlı olmasının sonuçları etkilediği görülmüştür. Aynı zamanda kullanılan dedektörün ayarlı olmasının ve kolimatör sisteminin de sonuçlara doğrudan etkisi olduğu gözlemlenmiştir. Bu bağlamda, sonuçları etkileyen bu değişkenlerin ön ayar olarak kaydedilebildiği hem tasarımcılar tarafından kullanılabilecek hem de üretime aktarılabilecek kullanıcı ara yüzünün tasarımında kullanılabilecek parametreler belirlenmiştir.

Abstract:
Production of imaging systems include measurement and testing of parameters that is affecting image quality. MTF (Modulation Transfer Function) calculation is used to measure the sharpness in vision systems. The measurements should be made at the detector and lens level, which are subcomponents of the imaging system. In this study, MTF calculation is done using the "Slanted Edge Method" based on the ISO 12233 standard during production of thermal lenses, which are a subcomponent of the thermal imaging system. Firstly, the mathematical accuracy of the algorithm designed for MTF calculation was shown by comparing it with a user interface that has been validated and in-use. To examine the variables related to the image; the results were obtained with the controlled test method in the test environment created using the half-moon target and the thermal source (black body) with the collimator system. To investigate the effects of the infrastructures used in the experimental setup, the results were obtained by using different collimator systems and thermal source which is adjusted at different temperatures. As a result; it was seen that the angle of the target used for MTF calculation, the number of frame the recorded image, the cross-sectional area used in the taken image and the focused distance between the lens and the detector are affect the MTF calculation. It was observed that the detector calibration and the collimator system had a direct effect on the results. In this context, user interface parameters has been specified for both the designers and operators.