[發明專利]光信號長積分模式成像方法及成像系統

有效

• 申請號: 201711470694.5
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109996006B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 劉建強;黃顯國;趙杰;徐永;潘東華
• 申請（專利權）人: 江蘇康眾數字醫療科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/235
• 分類號: H04N5/235;H04N5/232;H04N5/353;H04N5/355
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;汪青

本發明公開了一種光信號長積分模式成像方法及成像系統，成像系統可實現同步或異步的長積分模式成像；成像方法包括：根據光源預設的發光條件，采集序列曝光圖像，并在執行偏置校正和增益校正后，進行合并運算，生成平均圖像作為目標圖像；或者采集序列曝光圖像后，先進行合并運算，生成平均圖像后，再執行偏置校正和增益校正，生成目標圖像。通過長積分圖像合成方式，提高了光信號接收裝置的動態范圍；通過合成圖像生成的平均曝光圖像，對比序列中單幀曝光圖像，提高了圖像的信噪比；既解決因器件物理因素限制導致的光信號接收裝置動態范圍不足的問題，又解決光源單次曝光強度或劑量不足的問題，從而有效解決了物體成像信噪比不足的情形。

技術領域

本發明涉及成像影像設備領域，特別涉及一種光信號長積分模式成像方法及成像系統。

背景技術

在工業檢測和某些特殊應用領域，感興趣區對于待成像物體，往往有著非常低的對比度差異，而受限于光源提供的光照強度和光信號接受裝置本身的飽和劑量等因素，致使在常規光照劑量下，難以得到滿足檢測要求的高信噪比圖像；

鑒于此，本發明提供一種新的長積分模式成像系統及其實現方法，解決上述圖像信噪比不足導致的檢測應用問題。

該成像系統將支持該長積分模式在其內部實現。

該方法的基本原理，是基于相同采集條件下，在時間軸上進行多幀圖像疊加和平均運算，最終生成的圖像信噪比SNR會得到改善。

同時，多幀圖像疊加運算，可以在數字域中，解決因模數轉換器ADC位深限制導致的動態范圍不足問題。

發明內容

為了解決單幀曝光信號不足導致的圖像信噪比難以滿足實際應用的問題，本發明提供了一種光信號長積分模式成像方法及成像系統，以改善單次曝光不足引起的成像效果不佳的問題。所謂長積分模式，是指發光裝置進行連續或間歇性發光的持續時間，應覆蓋多幀(兩幀或兩幀以上)圖像的成像時間。本發明的技術方案如下：

一方面，本發明提供了第一種光信號長積分模式成像方法，基于成像系統，所述成像系統包括光源和光信號接收裝置，所述成像方法包括：

根據預設的成像系統配置參數條件和曝光條件，采集原始序列曝光圖像；

在保持與獲取原始序列曝光圖像相同的成像系統配置參數條件下，獲取未曝光的原始序列暗場圖像，生成偏置校正用圖像；

在預設曝光條件下，獲取無物體的原始序列曝光圖像，生成增益校正用圖像；

根據所述偏置校正用圖像和增益校正用圖像，對所述原始序列曝光圖像中的每一幀曝光圖像進行偏置校正和增益校正，得到校正后圖像；

獲取原始序列曝光圖像對應的校正后圖像的平均圖像，得到目標圖像。

另一方面，本發明提供了第二種光信號長積分模式成像方法，基于成像系統，所述成像系統包括光源和光信號接收裝置，所述成像方法包括：

根據預設的成像系統配置參數條件和曝光條件，采集原始序列曝光圖像；

獲取所述原始序列曝光圖像的平均曝光圖像；

在保持與獲取原始序列曝光圖像相同的成像系統配置參數條件下，獲取未曝光的原始序列暗場圖像，生成偏置校正用圖像；

根據所述偏置校正用圖像，對所述平均曝光圖像進行偏置校正；

在預設曝光條件下，獲取無物體的原始序列曝光圖像，生成增益校正用圖像；

根據所述增益校正用圖像，對完成偏置校正的圖像進行增益校正，得到目標圖像。

再一方面，本發明提供了第三種光信號長積分模式成像方法，基于成像系統，所述成像系統包括光源和光信號接收裝置，所述成像方法包括：