[发明专利]一种非调制式DMD空间光调制器成像方法

说明书

一种非调制式DMD空间光调制器成像方法，属于红外光成像技术领域；为了解决现有的DMD成像方法对热响应模式红外探测器成像出来的灰度值不准确问题。本发明将一帧8bit位宽的图像转换为255位宽数据；将一帧8bit位宽数据作为DMD外部输入，DMD控制系统对一帧8bit位宽数据进行数据转换，将其扩展为一帧255bit位宽数据；将一帧255bit位宽数据存入高速DDR2内存中；DMD按照高位先读低位后读的顺序从高速DDR2内存读取一帧255bit位宽数据，并将一帧255bit位宽数据送入至DMD的内部寄存器；执行DMD翻转控制指令；其中，0为关态；1为开态；通过非调制的方式，将255bit位宽数据转换为图像进行显示。有益效果为热响应模式红外探测器准确地接收到DMD反射出去的全部光能量，成像以后灰度值准确。

技术领域

本发明属于红外光成像技术领域。

背景技术

红外热像仪广泛应用于天文学、空间科学、夜间观察、红外成像制导、搜索、跟踪、告警以及科学实验中；为了测试卫星、红外成像导引头、红外搜索与跟踪系统以及红外告警系统的红外成像传感器的性能，需要在实验室内为其提供一定的与使用条件匹配的红外景象作为输入图像，使红外成像传感器产生一定的输出，进行红外热像仪的仿真测试；数字微镜阵列器件(Digital Micromirror Devices,DMD)通过更换成像窗口可产生不同波段图像。

现阶段基于DMD成像方式采用8421调制形式，一帧图像通过8次翻转完成256灰度等级图像显示；众所周知DMD成像采用调制的形式，即接收外部图像(一般是8bit位宽图像，8bit位宽图像可实现256灰度等级)，通过8421码形式，DMD每次成像1bit，翻转8次完成8bit图像翻转，其中最低为图像显示时候打开周期是单位1；第二位是第一位打开周期的平方即2；第三位是第二位打开周期平方即4；以此类推完成8位图像的显示，最终通过调制的形式，实现8bit位宽256级的图像显示，具体如图1所示；在图1中，由曲线可知，调制模式下DMD输出168灰度时，最大光能量输出为128时间单位的光能量。以灰度168为例，以上方法显示方式为：十进制10转换成2进制10101010，DMD呈现出170灰度时方式如下：

打开1次(打开时间为128个时间单位)；

关闭1次(关闭时间为64个时间单位)；

打开1次(打开时间为32个时间单位)；

关闭1次(关闭时间为16个时间单位)；

打开1次(打开时间为8个时间单位)；

关闭1次(关闭时间为7个时间单位)；

通过以上计算，灰度168采用灰度调制方式进行显示，DMD打开和关闭共需要5个开关动作，整体开打的时间为168个时间单位(128+32+8)。

此种调制式成像方式，在图像显示时候，一帧图像要翻转8次，观测设备如果采用热相应形式的探测器，响应时间(收集光能量最小时间，超过最小时间，则收集不到光能量)较长的情况下，8次翻转的光输出，会产生断层现象，断层产生会让观测设备无法准确收集DMD反射出去的能量，因为DMD翻转状态为关闭和打开，完全是根据8位图像的各个位的值进行打开和关闭，当一帧中，有打开也有关闭的情况下，响应时间范围内，收集的总能量就会减少，导致最终响应时间内，光能量不准确，成像出来的灰度值也不准确。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的DMD成像方法对热响应模式红外探测器成像出来的灰度值不准确问题，提出了一种非调制式DMD空间光调制器成像方法。

本发明所述的一种非调制式DMD空间光调制器成像方法包括以下步骤：

步骤一、将一帧M×N分辨率8bit位宽的图像转换为一帧8bit位宽数据；其中，M为图像在水平方向上的像素个数，并且M为正整数；N为图像在竖直方向上的像素个数，并且N为正整数；