[发明专利]基于数字域TDI算法的CMOS相机图像调偏流方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字域TDI CMOS遥感相机应用领域，具体涉及一种基于数字域TDI技术的偏流角的图像域调整方法。

背景技术

TDI（Time Delayed and Integration，时间延迟积分）技术通过对同一目标多次曝光，在与推扫速度严格匹配时可大幅提高成像系统的灵敏度和信噪比。因此被广泛应用于高分辨力航天遥感、机器视觉、微光成像等众领域。目前航天高分辨遥感领域普遍采用TDI CCD作为图像传感器。然而，TDI CCD在应用中不断暴露出诸多缺陷，诸如体量大、功耗大、积分级数不可连续调整、不可双向扫描、在轨自主调焦困难、依赖复杂的机械调偏流机构等，这些都是由TDI CCD器件自身结构特点造成的固有缺陷，因此拥有一系列优势的CMOS图像传感器逐渐受到研究人员的重视，并且为了使CMOS图像传感器适用于高分辨航天遥感领域，提出了数字域TDI CMOS相机，即在CMOS相机面阵成像的基础上在数字域完成对应像素的时间延迟累加。显然，数字域TDI操作灵活且易实现。

然而，不管是TDI CCD相机还是数字域TDI CMOS相机，只要TDI成像模式必然存在像移失配，这是由于卫星在轨的姿态、轨道参数实时变化，星下点的经纬度也不断改变，导致像平面的像移速度矢量不固定；在敏捷成像模式下像移现象更为显著。因此在航天相机推摆扫成像过程中必须有精密的像移补偿机制，尤其在敏捷成像时还要求有甚高的卫星姿态稳定度，否则像移失配现象将引起光学系统传递函数下降，甚至使图像发生畸变和模糊。其中由于像移速度矢方向与推扫方向不重合引起的像移失配对应于偏流角的影响，即将像移速度与推扫方向组成的角度称为偏流角。

为了消除偏流角对成像的影响，目前我国航天相机采用的调整偏流角方法是：分析产生像移的各个环节，计算出像移速度矢和偏流角，然后由调偏流控制机构控制调偏流机构驱动焦面至合适的位置。这种方法实现起来复杂，不仅增加了额外的调偏流机构和控制机构，而且对调偏流控制机构的精度和实时性提出很高的要求。所以，目前急需一种适用于数字域TDI CMOS遥感相机的简单易行的高精度调偏流方法。

发明内容

本发明为解决现有像移补偿机制采用机械式调偏流的方法，需要采用精密复杂的调偏流机构，并且对调偏流控制机构要求精度高、实时性强等问题，提供一种基于数字域TDI算法的CMOS相机图像调偏流方法。

基于数字域TDI算法的CMOS相机图像调偏流方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、输入像移速度矢V_P和偏流角β；并根据当前输入的像移速度矢V_P和偏流角β计算纵向和横向像移对应的像素数；用公式一和公式二表示为：

公式一、n1=VP.cosβa]]>

公式二、n2=VP.sinβa]]>

式中，a为像元尺寸；

步骤二、采用公式三和公式四计算由偏流角β引起的纵向和横向像移在第i个行周期图像的像素偏差数；