Dmd在高動態范圍成像中的控制方法
【專利摘要】DMD在高動態范圍成像中的控制方法，涉及高動態輻射場景成像探測領域的DMD光強調制控制方式，解決現有DMD光強調制技術容易導致在一幀光強調制中出現多次微鏡翻轉的問題，本發明包括光強調制權值的約束；DMD光強調制權值的二進制值中每一位在一幀時間內的持續時間約束；本發明通過重新約束DMD控制方法，能夠降低DMD在高動態輻射場景成像探測中的翻轉次數、提高DMD調光精度的DMD控制方式。
【專利說明】DMD在高動態范圍成像中的控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及高動態福射場景的成像探測領域，涉及到一種DMD (DigitalMicromirrorDevice)光強調制方式,具體地說是一種能夠降低DMD在高動態福射場景成像探測中的翻轉次數、提高DMD調光精度的DMD控制方式。
【背景技術】
[0002]微鏡陣列DMD空間光調制器結合圖像傳感器能夠解決高動態輻射場景成像探測中強弱目標同時探測的問題，獲得高動態圖像數據，能使光電成像設備動態范圍擴展到130db以上。
[0003]DMD對某像素點入射光的光強調制需要調整DMD上相應位置的微反射鏡的開關狀態以及開關時間，以達到調整像面局部區域光強的目的，表現出對對應的圖像傳感器像素點不同層次的光強控制。DMD微鏡的翻轉過程大約需要4us，微鏡翻轉后還存在大約6us的阻尼振蕩。因此每次微鏡狀態的改變帶來1us左右的不穩定期，在調光系統中微鏡狀態的最小保持時間接近這一不穩定時間時(如30us)，微鏡的翻轉會對DMD光強調制的精度造成較大影響。
[0004]一般的光強調制方法為標準灰度調制，例如，一個長為8位的數據可以表示256級調光等級。這256級由象素點處于“開態”的持續時間的長短來實現。將DMD光強調制的一幀時間分為 255 份，00000000 就是 0/255,00000001 = 1/255......11111111 = 255/255 ;而每一位則代表在一幀時間內不同的持續時間，bitl (00000001) = 1/255，bit2 (00000010)
=2/255, bit3 (00000100) = 4/255......bit8 (10000000) = 128/255，兩相鄰位的后一位滯留時間均是前一位的2倍，通過對8位二進制中每一位(I或O)的控制來實現DMD微鏡狀態和保持時間的控制，使微鏡迅速的轉動將光線反射進入或偏離透光孔，產生一串數字脈沖光，由數字信息模擬的光強調制等級被圖像探測器感知，達到光強調制的結果。依據同樣的原理可以實現更高的調光等級。采用此種調光方法容易導致在一幀光強調制中出現多次微鏡翻轉，例如當光強調制權值為5/255 (00000101)時，微鏡狀態從ON到0FF，然后從OFF到0N,最后從ON到0FF，至少經歷三次微鏡翻轉。若此時微鏡狀態的最小保持時間為40us ( 一幀時間為255X40us = 10200us)，則微鏡翻轉會帶來30us的光污染，而微鏡ON狀態的保持時間為5X40us = 200us，因此光污染在ON狀態中的比重為30/200 = 15%。雖然光強調制權值的增大(靠近I)會減小這一比重，但在低光強調制權值處微鏡翻轉對調光精度的影響不可忽視。
【發明內容】
[0005]本發明為解決現有DMD光強調制技術容易導致在一幀光強調制中出現多次微鏡翻轉的問題，提供一種DMD在高動態范圍成像中的控制方法。
[0006]DMD在高動態范圍成像中的控制方法，該方法由以下步驟實現:
[0007]步驟一、對光強調制權值進行約束；獲得約束后的光強調制權值；
[0008]具體過程為:最小光強調制權值R1設定為l/2n，則
[0009]Ri = 2H/2n ；
[0010]上式中，i大于等于I小于等于n+l，n = 1,2,3……M，所述M為相機的位寬；
[0011]第i個光強調制權值與第i個光強調制權值二進制值中每一位的關系為:
【權利要求】
1.DMD在高動態范圍成像中的控制方法，其特征是，該方法由以下步驟實現: 步驟一、對光強調制權值進行約束；獲得約束后的光強調制權值； 具體過程為:最小光強調制權值R1設定為l/2n，則 Ri = 2i_1/2n ； 上式中，i大于等于I小于等于n+1，η = I, 2，3……Μ，所述M為相機的位寬； 第i個光強調制權值與第i個光強調制權值二進制值中每一位的關系為:
Tg為二進制值中每一位的持續時間； 步驟二、對步驟一約束后的光強調制權值的二進制值中每一位在一幀時間內的持續時間進行約束； 具體過程為:對所述光強調制權值二進制值中每一位在一幀內的持續時間作如下約束，用公式表示為:
實現在高動態光強調制中DMD微鏡的控制。
【文檔編號】H04N5/235GK104184955SQ201410367024
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】王延杰, 孫宏海, 李靜宇, 陳懷章 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所