[發明專利]一種非調制式DMD空間光調制器成像方法

有效

• 申請號: 202010752565.0
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111770244B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 邵冬亮
• 申請（專利權）人: 哈爾濱方聚科技發展有限公司
• 主分類號: H04N5/202
• 分類號: H04N5/202;H04N5/33
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 董玉嬌

一種非調制式DMD空間光調制器成像方法，屬于紅外光成像技術領域；為了解決現有的DMD成像方法對熱響應模式紅外探測器成像出來的灰度值不準確問題。本發明將一幀8bit位寬的圖像轉換為255位寬數據；將一幀8bit位寬數據作為DMD外部輸入，DMD控制系統對一幀8bit位寬數據進行數據轉換，將其擴展為一幀255bit位寬數據；將一幀255bit位寬數據存入高速DDR2內存中；DMD按照高位先讀低位后讀的順序從高速DDR2內存讀取一幀255bit位寬數據，并將一幀255bit位寬數據送入至DMD的內部寄存器；執行DMD翻轉控制指令；其中，0為關態；1為開態；通過非調制的方式，將255bit位寬數據轉換為圖像進行顯示。有益效果為熱響應模式紅外探測器準確地接收到DMD反射出去的全部光能量，成像以后灰度值準確。

技術領域

本發明屬于紅外光成像技術領域。

背景技術

紅外熱像儀廣泛應用于天文學、空間科學、夜間觀察、紅外成像制導、搜索、跟蹤、告警以及科學實驗中；為了測試衛星、紅外成像導引頭、紅外搜索與跟蹤系統以及紅外告警系統的紅外成像傳感器的性能，需要在實驗室內為其提供一定的與使用條件匹配的紅外景象作為輸入圖像，使紅外成像傳感器產生一定的輸出，進行紅外熱像儀的仿真測試；數字微鏡陣列器件(Digital Micromirror Devices,DMD)通過更換成像窗口可產生不同波段圖像。

現階段基于DMD成像方式采用8421調制形式，一幀圖像通過8次翻轉完成256灰度等級圖像顯示；眾所周知DMD成像采用調制的形式，即接收外部圖像(一般是8bit位寬圖像，8bit位寬圖像可實現256灰度等級)，通過8421碼形式，DMD每次成像1bit，翻轉8次完成8bit圖像翻轉，其中最低為圖像顯示時候打開周期是單位1；第二位是第一位打開周期的平方即2；第三位是第二位打開周期平方即4；以此類推完成8位圖像的顯示，最終通過調制的形式，實現8bit位寬256級的圖像顯示，具體如圖1所示；在圖1中，由曲線可知，調制模式下DMD輸出168灰度時，最大光能量輸出為128時間單位的光能量。以灰度168為例，以上方法顯示方式為：十進制10轉換成2進制10101010，DMD呈現出170灰度時方式如下：

打開1次(打開時間為128個時間單位)；

關閉1次(關閉時間為64個時間單位)；

打開1次(打開時間為32個時間單位)；

關閉1次(關閉時間為16個時間單位)；

打開1次(打開時間為8個時間單位)；

關閉1次(關閉時間為7個時間單位)；

通過以上計算，灰度168采用灰度調制方式進行顯示，DMD打開和關閉共需要5個開關動作，整體開打的時間為168個時間單位(128+32+8)。

此種調制式成像方式，在圖像顯示時候，一幀圖像要翻轉8次，觀測設備如果采用熱相應形式的探測器，響應時間(收集光能量最小時間，超過最小時間，則收集不到光能量)較長的情況下，8次翻轉的光輸出，會產生斷層現象，斷層產生會讓觀測設備無法準確收集DMD反射出去的能量，因為DMD翻轉狀態為關閉和打開，完全是根據8位圖像的各個位的值進行打開和關閉，當一幀中，有打開也有關閉的情況下，響應時間范圍內，收集的總能量就會減少，導致最終響應時間內，光能量不準確，成像出來的灰度值也不準確。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的DMD成像方法對熱響應模式紅外探測器成像出來的灰度值不準確問題，提出了一種非調制式DMD空間光調制器成像方法。

本發明所述的一種非調制式DMD空間光調制器成像方法包括以下步驟：

步驟一、將一幀M×N分辨率8bit位寬的圖像轉換為一幀8bit位寬數據；其中，M為圖像在水平方向上的像素個數，并且M為正整數；N為圖像在豎直方向上的像素個數，并且N為正整數；