[發明專利]一種多光譜TDI成像方法及裝置

在審

• 申請號: 201811480714.1
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109640012A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 薛旭成;韓誠山;胡長虹;黃良;李洪法
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/372;H04N5/265;H04N9/04;H04N9/64;H04N9/44
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

本發明涉及光電探測成像領域，具體涉及一種多光譜TDI成像方法及裝置，該方法及裝置在數字域TDI模式下，在面陣CMOS圖像傳感器架構中為全色(P)和藍(B1)、綠(B2)、紅(B3)、近紅外(B4)譜段單獨設置成像參數，采用面陣CMOS圖像傳感器在推掃工作模式下實現多譜段數字TDI推掃成像，將面陣CMOS圖像傳感器中全色波段影像與多波段影像進行融合處理，合成得到彩色圖像，將全色遙感影像與多波段影像融合處理，得到既有全色影像的高分辨率，又有多波段影像的彩色信息的影像，成像精度高。

技術領域

本發明涉及光電探測成像領域，具體而言，涉及一種多光譜TDI成像方法及裝置。

背景技術

TDI(Time Delayed and Integration，時間延遲積分)技術通過對同一目標多次曝光累加，在像移速度與推掃速度嚴格匹配時，可大幅提高成像系統的靈敏度和信噪比，因此被廣泛應用于航天遙感領域。尤其隨著人們對遙感圖像分辨率的要求越來越高，TDI成像技術廣泛應用于高分辨力航天遙感領域。

目前高分辨力航天遙感領域普遍采用TDI CCD作為探測器。TDI CCD是實現TDI的理想器件，其時間延遲積分過程發生于電荷域。在嚴格的垂直轉移時序和水平轉移時序的驅動下，電荷在垂直移位寄存器和水平移位寄存器間轉移、積分、輸出。一旦TDI CCD器件制造成型后，光電子在垂直轉移時序的控制下只能沿著特定的單一方向轉移，而且電荷的轉移方向必須與推掃方向一致時才可以使累加的圖像不會發生混疊模糊。因此受TDI CCD內部構造的約束，TDI CCD只能正向掃描清晰成像。然而在很多應用場合，單次過境掃描獲取不了足夠多的信息，因軌道周期長若等到第二次過境再成像則實時性太差，尤其對于稍縱即逝的突發情況更是機不可失。因此若能實現對感興趣區域的回掃成像，則可以極大地提高獲取遙感信息的效率，并提高遙感相機的利用率。另外，受到相機光機部件的限制，傳感器的安裝方向有時只能反向才能安裝，此時若傳感器具備雙向掃描成像功能，則可以放松對光機結構件的布局要求。

隨著CMOS制造工藝的不斷進步，CMOS傳感器憑借其成本低、集成度高、功耗小、成像控制簡單等諸多優勢，近年來受到廣泛關注并占領了大部分工業和民用市場，在空間監視器、星敏感器等空間應用領域也展現出強大的潛力。因為CMOS傳感器內部構造的原因，電荷在其內部無法長時間存儲，因此類似TDI CCD的TDI CMOS器件不易獲得。

發明內容

本發明實施例提供了一種多光譜TDI成像方法及裝置，以至少實現精度較高的多光譜TDI成像。

根據本發明的實施例，提供了一種多光譜TDI成像方法，包括以下步驟：

數字域TDI模式下，在面陣CMOS圖像傳感器架構中為全色(P)和藍(B1)、綠(B2)、紅(B3)、近紅外(B4)譜段單獨設置成像參數；

采用面陣CMOS圖像傳感器在推掃工作模式下實現多譜段數字TDI推掃成像；

將面陣CMOS圖像傳感器中全色波段影像與多波段影像進行融合處理，合成得到彩色圖像。

進一步地，方法還包括：

將合成得到的彩色圖像以多譜段同步的方式輸出。

進一步地，將合成得到的彩色圖像以多譜段上下兩個方向同步的方式輸出。

進一步地，多譜段上方向輸出為面陣CMOS圖像傳感器奇數行圖像數據，多譜段下方向輸出為面陣CMOS圖像傳感器偶數行圖像數據。

進一步地，成像參數包括積分級數和增益。

進一步地，全色(P)、藍(B1)、綠(B2)、紅(B3)、近紅外(B4)譜段級數行數分別為2*N1行、2*N2行、2*N3行、2*N4行、2*N5行；其中N1、N2、N3、N4、N5為大于等于1的整數。