Dmd在高動(dòng)態(tài)范圍成像中的控制方法
【專利摘要】DMD在高動(dòng)態(tài)范圍成像中的控制方法，涉及高動(dòng)態(tài)輻射場景成像探測領(lǐng)域的DMD光強(qiáng)調(diào)制控制方式，解決現(xiàn)有DMD光強(qiáng)調(diào)制技術(shù)容易導(dǎo)致在一幀光強(qiáng)調(diào)制中出現(xiàn)多次微鏡翻轉(zhuǎn)的問題，本發(fā)明包括光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值的約束；DMD光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值的二進(jìn)制值中每一位在一幀時(shí)間內(nèi)的持續(xù)時(shí)間約束；本發(fā)明通過重新約束DMD控制方法，能夠降低DMD在高動(dòng)態(tài)輻射場景成像探測中的翻轉(zhuǎn)次數(shù)、提高DMD調(diào)光精度的DMD控制方式。
【專利說明】DMD在高動(dòng)態(tài)范圍成像中的控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及高動(dòng)態(tài)福射場景的成像探測領(lǐng)域，涉及到一種DMD (DigitalMicromirrorDevice)光強(qiáng)調(diào)制方式,具體地說是一種能夠降低DMD在高動(dòng)態(tài)福射場景成像探測中的翻轉(zhuǎn)次數(shù)、提高DMD調(diào)光精度的DMD控制方式。

【背景技術(shù)】
[0002]微鏡陣列DMD空間光調(diào)制器結(jié)合圖像傳感器能夠解決高動(dòng)態(tài)輻射場景成像探測中強(qiáng)弱目標(biāo)同時(shí)探測的問題，獲得高動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)，能使光電成像設(shè)備動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展到130db以上。
[0003]DMD對某像素點(diǎn)入射光的光強(qiáng)調(diào)制需要調(diào)整DMD上相應(yīng)位置的微反射鏡的開關(guān)狀態(tài)以及開關(guān)時(shí)間，以達(dá)到調(diào)整像面局部區(qū)域光強(qiáng)的目的，表現(xiàn)出對對應(yīng)的圖像傳感器像素點(diǎn)不同層次的光強(qiáng)控制。DMD微鏡的翻轉(zhuǎn)過程大約需要4us，微鏡翻轉(zhuǎn)后還存在大約6us的阻尼振蕩。因此每次微鏡狀態(tài)的改變帶來1us左右的不穩(wěn)定期，在調(diào)光系統(tǒng)中微鏡狀態(tài)的最小保持時(shí)間接近這一不穩(wěn)定時(shí)間時(shí)(如30us)，微鏡的翻轉(zhuǎn)會(huì)對DMD光強(qiáng)調(diào)制的精度造成較大影響。
[0004]一般的光強(qiáng)調(diào)制方法為標(biāo)準(zhǔn)灰度調(diào)制，例如，一個(gè)長為8位的數(shù)據(jù)可以表示256級調(diào)光等級。這256級由象素點(diǎn)處于“開態(tài)”的持續(xù)時(shí)間的長短來實(shí)現(xiàn)。將DMD光強(qiáng)調(diào)制的一幀時(shí)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(shí)間內(nèi)不同的持續(xù)時(shí)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(shí)間均是前一位的2倍，通過對8位二進(jìn)制中每一位(I或O)的控制來實(shí)現(xiàn)DMD微鏡狀態(tài)和保持時(shí)間的控制，使微鏡迅速的轉(zhuǎn)動(dòng)將光線反射進(jìn)入或偏離透光孔，產(chǎn)生一串?dāng)?shù)字脈沖光，由數(shù)字信息模擬的光強(qiáng)調(diào)制等級被圖像探測器感知，達(dá)到光強(qiáng)調(diào)制的結(jié)果。依據(jù)同樣的原理可以實(shí)現(xiàn)更高的調(diào)光等級。采用此種調(diào)光方法容易導(dǎo)致在一幀光強(qiáng)調(diào)制中出現(xiàn)多次微鏡翻轉(zhuǎn)，例如當(dāng)光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值為5/255 (00000101)時(shí)，微鏡狀態(tài)從ON到0FF，然后從OFF到0N,最后從ON到0FF，至少經(jīng)歷三次微鏡翻轉(zhuǎn)。若此時(shí)微鏡狀態(tài)的最小保持時(shí)間為40us ( 一幀時(shí)間為255X40us = 10200us)，則微鏡翻轉(zhuǎn)會(huì)帶來30us的光污染，而微鏡ON狀態(tài)的保持時(shí)間為5X40us = 200us，因此光污染在ON狀態(tài)中的比重為30/200 = 15%。雖然光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值的增大(靠近I)會(huì)減小這一比重，但在低光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值處微鏡翻轉(zhuǎn)對調(diào)光精度的影響不可忽視。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決現(xiàn)有DMD光強(qiáng)調(diào)制技術(shù)容易導(dǎo)致在一幀光強(qiáng)調(diào)制中出現(xiàn)多次微鏡翻轉(zhuǎn)的問題，提供一種DMD在高動(dòng)態(tài)范圍成像中的控制方法。
[0006]DMD在高動(dòng)態(tài)范圍成像中的控制方法，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0007]步驟一、對光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值進(jìn)行約束；獲得約束后的光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值；
[0008]具體過程為:最小光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值R1設(shè)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(jī)的位寬；
[0011]第i個(gè)光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值與第i個(gè)光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值二進(jìn)制值中每一位的關(guān)系為:

【權(quán)利要求】
1.DMD在高動(dòng)態(tài)范圍成像中的控制方法，其特征是，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一、對光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值進(jìn)行約束；獲得約束后的光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值； 具體過程為:最小光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值R1設(shè)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(jī)的位寬； 第i個(gè)光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值與第i個(gè)光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值二進(jìn)制值中每一位的關(guān)系為:
Tg為二進(jìn)制值中每一位的持續(xù)時(shí)間； 步驟二、對步驟一約束后的光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值的二進(jìn)制值中每一位在一幀時(shí)間內(nèi)的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行約束； 具體過程為:對所述光強(qiáng)調(diào)制權(quán)值二進(jìn)制值中每一位在一幀內(nèi)的持續(xù)時(shí)間作如下約束，用公式表示為:
實(shí)現(xiàn)在高動(dòng)態(tài)光強(qiáng)調(diào)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(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】王延杰, 孫宏海, 李靜宇, 陳懷章 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所