[發明專利]基于深空探測的高動態范圍TDICMOS成像系統

有效

• 申請號: 202010577880.4
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111654650B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 余達;劉金國;司國良;石俊霞;張雨;周影;孫銘
• 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;H04N5/378;H04N5/353
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 朱紅玲

基于深空探測的高動態范圍TDI CMOS成像系統，現有對深空探測相機的圖像特性進行動態范圍優化過程中，存在統計的區域段過多，耗費的資源過多；若統計的區段過少，又存在統計的精度太差等問題，包括TDI CMOS圖像傳感器和成像控制器；所述成像控制器產生TDI CMOS圖像傳感器的相關控制信號，并通過SPI接口對TDI CMOS圖像傳感器的成像參數進行控制，所述TDICMOS圖像傳感器返回SPI讀出數據的反饋信號，輸出串行圖像數據到成像控制器內部進行處理；本發明基于探測器可用的積分級數、像素增益和PGA增益范圍來設置使用的成像工作參數組，同時設置統計圖像的灰度直方圖的區域段數，實現與成像參數的最佳匹配。

技術領域

本發明涉及深空探測的高動態范圍相機成像技術領域，具體涉及一種與成像參數匹配的深空探測的高動態范圍相機系統。

背景技術

航天相機特別是深空探測相機，針對星球的兩極和赤道成像，所經歷的太陽高度角變化范圍接近89.5度，太陽高度角引起的入射光能量變化超過了114倍，地面反射率的變化會導致所需的動態范圍進一步加大。TDICMOS探測器可調節積分級數、像素增益和PGA增益來改變輸出的灰度值，但不同調節方式獲得的信噪比是不同的。基于圖像的灰度直方圖統計圖像的特性進行動態范圍的優化，若統計的區域段過多，耗費的資源過多；若統計的區段過少，又存在統計的精度太差等問題。

發明內容

本發明為解決現有對深空探測相機的圖像特性進行動態范圍優化過程中，存在統計的區域段過多，耗費的資源過多；若統計的區段過少，又存在統計的精度太差等問題，提供一種基于深空探測的高動態范圍TDICMOS成像系統。

基于深空探測的高動態范圍TDICMOS成像系統，包括TDICMOS圖像傳感器和成像控制器；所述成像控制器產生TDICMOS圖像傳感器的相關控制信號，并通過SPI接口對TDICMOS圖像傳感器的成像參數進行控制，所述TDICMOS圖像傳感器返回SPI讀出數據的反饋信號，輸出串行圖像數據到成像控制器內部進行處理；

所述成像控制器按照最小的像素增益、PGA增益和m個TDI積分級數，制作出m組成像參數，每組成像參數為：k_{pix_gain_min},k_{pga_gain_min},k_{tdi_i}，k_{pix_gain_min}為像素增益最小值，k_{pga_gain_min}為PGA增益最小值，k_{tdi_i}為第i個TDI積分級數，i的取值為0～m-1；

若k_{pix_gain_max}為像素增益最大值，k_{pga_gain_max}為PGA增益最大值，k_{tdi_i+1}為第i+1個TDI積分級數，n_i的取值大于2，則需要在參數(k_{pix_gain_min},k_{pga_gain_min},k_{tdi_i})與(k_{pix_gain_min},k_{pga_gain_min},k_{tdi_i+1})之間插入n_i-1組參數；

或若

且則需要在參數(k_{pix_gain_min},k_{pga_gain_min},k_{tdi_i})與(k_{pix_gain_min},k_{pga_gain_min},k_{tdi_i+1})之間插入n_i-1組參數；

當時，則對應的n_i-1值設置為1。

插入n_i-1組參數可以表示為：