[发明专利]微镜阵列DMD在高动态范围成像中的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及高动态辐射场景的成像探测领域，涉及到一种DMD(Digital MicromirrorDevice)光强调制方式，具体地说是一种能够降低DMD在高动态辐射场景成像探测中的翻转次数、提高DMD调光精度的DMD控制方式。

背景技术

微镜阵列DMD空间光调制器结合图像传感器能够解决高动态辐射场景成像探测中强弱目标同时探测的问题，获得高动态图像数据，能使光电成像设备动态范围扩展到130db以上。

DMD对某像素点入射光的光强调制需要调整DMD上相应位置的微反射镜的开关状态以及开关时间，以达到调整像面局部区域光强的目的，表现出对对应的图像传感器像素点不同层次的光强控制。DMD微镜的翻转过程大约需要4us，微镜翻转后还存在大约6us的阻尼振荡。因此每次微镜状态的改变带来10us左右的不稳定期，在调光系统中微镜状态的最小保持时间接近这一不稳定时间时(如30us)，微镜的翻转会对DMD光强调制的精度造成较大影响。

一般的光强调制方法为标准灰度调制，例如，一个长为8位的数据可以表示256级调光等级。这256级由象素点处于“开态”的持续时间的长短来实现。将DMD光强调制的一帧时间分为255份，00000000就是0/255，00000001＝1/255……11111111＝255/255；而每一位则代表在一帧时间内不同的持续时间，bit1(00000001)＝1/255，bit2(00000010)＝2/255，bit3(00000100)＝4/255……bit8(10000000)＝128/255，两相邻位的后一位滞留时间均是前一位的2倍，通过对8位二进制中每一位(1或0)的控制来实现DMD微镜状态和保持时间的控制，使微镜迅速的转动将光线反射进入或偏离透光孔，产生一串数字脉冲光，由数字信息模拟的光强调制等级被图像探测器感知，达到光强调制的结果。依据同样的原理可以实现更高的调光等级。采用此种调光方法容易导致在一帧光强调制中出现多次微镜翻转，例如当光强调制权值为5/255(00000101)时，微镜状态从ON到OFF，然后从OFF到ON，最后从ON到OFF，至少经历三次微镜翻转。若此时微镜状态的最小保持时间为40us(一帧时间为255×40us＝10200us)，则微镜翻转会带来30us的光污染，而微镜ON状态的保持时间为5×40us＝200us，因此光污染在ON状态中的比重为30/200＝15％。虽然光强调制权值的增大(靠近1)会减小这一比重，但在低光强调制权值处微镜翻转对调光精度的影响不可忽视。

发明内容

本发明为解决现有DMD光强调制技术容易导致在一帧光强调制中出现多次微镜翻转的问题，提供一种DMD在高动态范围成像中的控制方法。

DMD在高动态范围成像中的控制方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、对光强调制权值进行约束；获得约束后的光强调制权值；

具体过程为：最小光强调制权值R₁设定为1/2ⁿ，则

R_i＝2^i-1/2ⁿ；

上式中，i大于等于1小于等于n+1，n＝1,2,3……M，所述M为相机的位宽；

第i个光强调制权值与第i个光强调制权值二进制值中每一位的关系为：

Ri=2i-1/2n=TBi+TBi-1+···TB1]]>