[发明专利]成像光谱仪自适应调整曝光时间的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及成像光谱仪技术领域，尤其涉及一种成像光谱仪自适应调整曝光时间的方法及装置。

背景技术

成像光谱仪已经在野外光谱探测、航空航天遥感等方面得到很好的应用，与照相机类似，成像光谱仪获取的光谱图像随光照环境变化，但是到目前为止，只有照相机上实现了自动曝光补偿和自动增益补偿功能，成像光谱仪都不具备此项功能。随着成像光谱仪在诸多领域的应用逐步深入，所面临的环境也越来越复杂，因此为了保证成像光谱仪能够得到稳定的光谱图像数据，需要仪器能够根据使用环境的变化，自动补偿曝光和增益，提高仪器的普适性。

由于成像光谱仪获取的数据为光谱图像数据，与传统的相机有较大的区别，因此，自动曝光补偿所采取的方法与照相机所采用的方法不同。

目前的成像光谱仪无法自动曝光，必须人工手动调节曝光时间，虽然针对光学相机的自动曝光补偿有诸多的文章和专利，但是尚未有涉及成像光谱仪自动曝光的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种成像光谱仪自适应调整曝光时间的方法及装置，解决了成像光谱仪无法自动曝光的弊端，保证了成像光谱仪能够得到稳定的光谱图像数据。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种成像光谱仪自适应调整曝光时间的方法，该方法包括：

获取当前场景下的光谱图像；

读取该光谱图像各个像元的亮度值DN值；

判断所有DN值中的最大值DN_max与2^Q-1的大小，其中，Q表示像元分辨率位数；

若DN_max＜2^Q-1，则逐步增加曝光时间，直至DN_max值第一次达到DN_max＝2^Q-1，并将对应的曝光时间作为当前场景下的最佳曝光时间；若DN_max＝2^Q-1，则逐步减小曝光时间，直至DN_max值第一次达到DN_max＝2^Q-2后，再逐步增加曝光时间，直至DN_max值第一次达到DN_max＝2^Q-1，并将对应的曝光时间作为当前场景下的最佳曝光时间。

进一步的，所述的逐步增加曝光时间与逐步减小曝光时间包括：

逐步增加曝光时间包括：计算最大值DN_max与2^Q-1的差值：ΔDN＝|(2^Q-1)-DN_max|；若该差值ΔDN大于阈值，则加大曝光时间的调整步长；否则，减小曝光时间的调整步长；

逐步减小曝光时间包括：获取最大DN_max值DN_max＝2^Q-1的个数n，若n大于阈值，则加大曝光时间的调整步长；否则，减小曝光时间的调整步长。

一种成像光谱仪自适应调整曝光时间的装置，该方法包括：

光谱图像获取模块，用于获取当前场景下的光谱图像；

DN值读取模块，用于读取该光谱图像各个像元的亮度值DN值；

判断模块，用于判断所有DN值中的最大值DN_max与2^Q-1的大小，其中，Q表示像元分辨率位数；

曝光时间自适应调整模块，用于当DN_max＜2^Q-1时，逐步增加曝光时间，直至DN_max值第一次达到DN_max＝2^Q-1；以及，当DN_max＝2^Q-1时，逐步减小曝光时间，直至DN_max值第一次达到DN_max＝2^Q-2后，再逐步增加曝光时间，直至DN_max值第一次达到DN_max＝2^Q-1；

最佳曝光时间确定模块，用于将调整曝光时间后，DN_max＝2^Q-1时对应的曝光时间作为当前场景下的最佳曝光时间。

进一步的，所述的逐步增加曝光时间与逐步减小曝光时间包括：