[發明專利]成像系統的操作偏置的自適應調整

在審

• 申請號: 201580044511.6
• 申請日: 2015-08-18
• 公開（公告）號: CN106797440A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: J·烏爾夫;W·J·帕里希
• 申請（專利權）人: 塞克熱量股份有限公司
• 主分類號: H04N5/33
• 分類號: H04N5/33;H04N5/365
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 宋巖

技術領域

本公開大體上涉及成像系統(諸如包括用于熱成像系統的紅外照相機的照相機)的操作偏置的自適應調整，并且特別地涉及用于調整光電檢測器的操作偏置以補償隨時間的行為變化的系統和方法。

背景技術

高性能、低成本的非致冷紅外成像設備(諸如測輻射熱計焦平面陣列(FPA))的日益增加的可用性使得能夠設計和生產大規模生產的、面向消費者的、能夠進行高質量熱成像的紅外(IR)照相機。這種熱成像傳感器長期以來既昂貴又難以生產，因而將高性能、長波成像的使用限制到高價值儀器，諸如航空航天、軍事或大規模商業應用。大規模生產的IR照相機可以具有與復雜的軍事或工業系統不同的設計需求。對于諸如溫度漂移的影響的圖像校正的新方法對于低成本、大規模生產的系統可以是期望的。

發明內容

本文所述的示例性實施例具有創新特征，其中沒有哪一特征是不可或缺的或僅負責其期望的屬性。在不限制權利要求的范圍的情況下，現在將總結一些有利的特征。

成像系統的一些實施例包括快門、光電檢測器的陣列和與光電檢測器相關聯以從光電檢測器讀取強度值的電子電路，該電子電路包括被配置為提供光電檢測器的操作偏置點的元件。成像系統可以包括被配置為自適應地調整光電檢測器的操作偏置的部件，諸如控制器，其中該調整至少部分地基于間歇地獲取的平場場景的圖像數據。在使用期間，成像系統可以被配置為基于所獲取的平場圖像的光電檢測器值的改變來進行操作偏置的間歇調整。操作偏置的調整可以提供對由于包括但不限于溫度改變的效應而產生的、光電檢測器和/或電子器件隨時間的漂移的補償。

在第一方面，提供了一種用于對成像系統的光電檢測器的操作偏置進行自適應調整的方法。成像系統包括快門、光電檢測器的陣列和用于從光電檢測器的陣列讀出圖像數據的檢測器電子電路。該方法包括在第一時段期間通過快門閉合以遮蔽光電檢測器的陣列來從光電檢測器的陣列獲取圖像數據，圖像數據包括像素值的陣列。該方法包括調整各個像素的操作偏置點，其中對于單獨像素的調整后的操作偏置點被配置為調整通過快門閉合所獲取的圖像數據，使得來自單獨像素的像素值在分配給參考偏置點的數據值周圍的閾值范圍內。該方法包括在第一時段之后的時間通過快門打開以暴露光電檢測器的陣列來獲取場景的圖像數據，圖像數據是使用調整后的操作偏置點獲取的。該方法包括在第一時段之后的第二時段期間通過快門閉合以遮蔽光電檢測器的陣列來從光電檢測器的陣列獲取圖像數據，圖像數據包括像素值的陣列。該方法包括對于具有在閾值范圍之外的像素值的各個像素重新調整操作偏置點，其中對于單獨像素的重新調整后的操作偏置點被配置為調整通過快門閉合所獲取的圖像數據，使得來自單獨像素的像素值在分配給參考偏置點的數據值周圍的閾值范圍內。該方法包括在第二時段之后的時間通過快門打開以暴露光電檢測器的陣列來獲取場景的圖像數據，其中圖像數據是使用重新調整后的操作偏置點獲取的。

在第一方面的一些實施例中，該方法還包括重復以下步驟：通過快門閉合來獲取圖像數據、重新調整各個像素的操作偏置點，以及使用重新調整后的操作偏置點通過快門打開來獲取圖像數據。在第一方面的一些實施例中，該方法還包括將圖像數據轉換為數字圖像數據。

在第一方面的一些實施例中，調整操作偏置點包括調整電阻器數模轉換器(“RDAC”)網絡中的至少一個部件，使得最精細的調整級別對應于RDAC網絡中一個最低有效位的改變。在另一實施例中，重新調整操作偏置點包括調整RDAC，使得通過快門閉合所獲取的圖像數據接近分配給參考偏置點的數據值。在另一實施例中，該方法還包括調整RDAC，使得通過快門閉合所獲取的圖像數據接近分配給參考偏置點的數據值，其中高于閾值范圍的圖像數據被減小至小于分配給參考偏置點的數據值并且低于閾值范圍的圖像數據被調整為大于分配給參考偏置點的數據值，使得使用調整后的RDAC設置所獲取的像素值與分配給參考偏置點的數據值的差值在RDAC網絡中的最低有效位的一半之內。