【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于数字相机的方法，特别是涉及一种可通过实时信号处理有效和显著扩大相机输出图像动态范围值或信噪比的用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法。
技术介绍
随着成像器件技术的迅速提高，在许多领域中，基于数字相机的成像方法被越来越多地用于定量测量光辐射能量和其他电磁场如x光辐射能量的空间分布，因此需要增加数字相机输出图像的动态范围或信噪比，以提高定量测量能量分布的信号精度。例如基于数字相机的成像测量技术已应用于混浊介质散射光空间分布的快速定量测量，出现了可以准确测量散射光能量的空间分布并据此确定混浊介质光学参数的反射成像方法和系统(美国专利“MethodsandSystemsforOpticallyCharacterizingaTurbidMaterialUsingaStructuredIncidentBeam”，专利号：8,634,077)。在这种成像测量方法中，用于定量测量辐射能量空间分布的数字相机可以采用基于电荷耦合器件(简称CCD)类或互补金属氧化物半导体(简称CMOS)类的图像传感器，测量混浊介质样品和反射率标准板在入射光束照射下所产生的反射光信号能量的空间分布，输出相应的数字图像数据，然后由一个信号分析单元根据反射光图像数据获得样品的反射率图像，再根据所测量的反射率图像确定样品的光学参数，如吸收、散射系数和各向异性参数以及其他参数如样品某一个区域的形状参数等。在上述混浊介质材料分析以及其他应用中，测量光辐...
【技术保护点】
一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法，其特征在于，当使用数字相机时，由用户使用设置在外部的控制装置中的成像控制和图像分析装置(6)完成对图像控制处理程序的修改和成像参数的更新，然后通过数据传输线(5)将修改和更新参数后的图像控制处理程序传输存储在数字相机中的图像信号处理电路(4)中的存储器(43)内，从而完成数字相机装置的初始化，数字相机装置启动后，可编程逻辑器件(42)读入图像信号处理电路(4)中的存储器(43)内的图像控制处理程序，可编程逻辑器件(42)根据所读入的图像控制处理程序和成像参数控制成像传感器(1)采集第一幅传感器图像，曝光后由成像传感器(1)通过像素脉冲信号线(2)将模拟视频信号传至图像信号处理电路(4)，由图像信号处理电路(4)转为数字传感器图像后储存在图像信号处理电路(4)中的存储器(43)内，可编程逻辑器件(42)根据所读入的图像控制处理程序和第一幅传感器图像数据内饱和像素的数目与全部像素的数目的比例确定采集其他幅传感器图像的曝光时间或第一幅传感器图像内的像素平均值与像素最大值的比例，逐次增加或逐次减小传感器图像曝光时间，采集并在可编程逻辑器件(42)内...
【技术特征摘要】
1.一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法，其特征在于，当使用数字相机时，
由用户使用设置在外部的控制装置中的成像控制和图像分析装置(6)完成对图像控制处理
程序的修改和成像参数的更新，然后通过数据传输线(5)将修改和更新参数后的图像控制
处理程序传输存储在数字相机中的图像信号处理电路(4)中的存储器(43)内，从而完成
数字相机装置的初始化，数字相机装置启动后，可编程逻辑器件(42)读入图像信号处理电
路(4)中的存储器(43)内的图像控制处理程序，可编程逻辑器件(42)根据所读入的图
像控制处理程序和成像参数控制成像传感器(1)采集第一幅传感器图像，曝光后由成像传
感器(1)通过像素脉冲信号线(2)将模拟视频信号传至图像信号处理电路(4)，由图像信
号处理电路(4)转为数字传感器图像后储存在图像信号处理电路(4)中的存储器(43)内，
可编程逻辑器件(42)根据所读入的图像控制处理程序和第一幅传感器图像数据内饱和像素
的数目与全部像素的数目的比例确定采集其他幅传感器图像的曝光时间或第一幅传感器图
像内的像素平均值与像素最大值的比例，逐次增加或逐次减小传感器图像曝光时间，采集并
在可编程逻辑器件(42)内存储多幅传感器图像数据，其中所采集传感器图像的总幅数h为
默认值，并由用户在数字相机初始化时通过修改成像参数进行设定，待获得由图像控制处理
程序所规定的所有传感器图像后，再由图像信号处理电路(4)根据图像控制处理程序计算
获得相机图像，最后通过数据传输线(5)输出至成像控制和图像分析装置(6)。
2.根据权利要求1所述的一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法，其特征
在于，所述更新的成像参数包括：采集传感器图像的总幅数、第一幅传感器图像的曝光时间
和其他幅传感器图像的曝光时间。
3.根据权利要求1所述的一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法，其特征
在于，所述的图像控制处理程序包括：判断采集到的第一幅传感器图像是否出现饱和像素，
当第一幅传感器图像未出现饱和像素的条件下，计算第一幅传感器图像内的像素平均值与像
素饱和值的比例a，然后使用过饱和成像的图像控制处理方法变化其他幅传感器图像的曝光
时间，当第一幅传感器图像出现饱和像素的条件下，计算第一幅传感器图像内的饱和像素数
与全部像素数的比例b，然后使用退饱和成像的图像控制处理方法变化其他幅传感器图像的
曝光时间。
4.根据权利要求3所述的一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法，其特征
在于，所述的使用过饱和成像的图像控制处理方法变化其他幅传感器图像的曝光时间包括如
下步骤：
1)依次采集曝光时间为t1的第一幅传感器图像和采集曝光时间为t2＝r3t1的第二幅传感
器图像，其中，r为变化曝光时间的底数，r取默认值r＝1/a，或由用户修改为其他设定值；
2)判断第二幅传感器图像是否含有饱和像素，是则进入下一步骤，否则进入步骤9)；
3)采集曝光时间为t3＝r2t1的第三幅传感器图像；
4)判断第三幅传感器图像是否含有饱和像素，是则进入下一步骤，否则进入步骤7)；
5)采集曝光时间为t4＝rt1的第四幅传感器图像；
6)根据步骤1)、步骤3)和步骤5)采集的四幅传感器图像，计算获得数字相机输出图
像，所述输出图像的动态范围值Dc为：
DS是传感器图像动态范围值，S为传感器图像最大像素
值，Z为传感器图像噪声像素值；
7)采集曝光时间为t3＝r4t1的第四幅传感器图像；
8)根据步骤1)、步骤3)和步骤7)采集的四幅传感器图像计算获得数字相机输出图像，
所述输出图像的动态范围值Dc为：
D c = 20 log ( r 4 S Z ) = 80 log r + D s ; ]]>9)采集曝光时间为t3＝r5t1的第三幅传感器图像；
10)判断第三幅传感器图像是否含有饱和像素，是进入下一步骤，否则进入步骤13)；
11)采集曝光时间为t4＝r6t1的第四幅传感器图像；
12)根据步骤1)、步骤9)和步骤11)采集的四幅传感器图像，计算获得数字相机输出
图像，所述输出图像的动态范围值Dc为：
D c = 20 log ( r 6 S Z ) = 120 log r + D s ; ]]>13)采集曝光时间为t3＝r7t1的第四幅传感器图像；
14)根据步骤1)、步骤9)和步骤13)采集的四幅传感器图像，计算获得数字相机输出
图像，所述输出图像的动态范围值Dc为：
D c = 20 log ( r 7 S Z ) = 140 log r + D s . ]]>5.根据权利要求3所述的一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法，其特征
在于，所述的退饱和成像的图像控制处理方法包括如下步骤：
1)依次采集曝光时间为t1的第一幅传感器图像和采集曝光时间为t2＝r3t1的第二幅传感
器图像，其中，r是变化曝光时间的底数，r可取默认值r＝(1-b)，或由用户根据b值修改为
其他设定值；
2)判断第二幅传感器图像是否含有饱和像素，是则进入下一步骤，否则进入步骤9)；
3)采集曝光时间为t3＝r5t1的第三幅传感器图像；
4)判断第三幅传感器图像是否含有饱和像素，是则进入下一步骤，否则进入步骤7)；
5)采集曝光时间为t4＝r7t1的第四幅传感器图像；
6)根据步骤1)、3)和5)采集的四幅传感器图像，计算获得数字相机输出图像，所述
输出图像的动态范围值Dc为：
其中DS是传感器图像动态范围值，r取默认值r＝0.5，
或由用户修改为设定值，S为传感器图像最大像素值，Z为传感器图像噪声像素值；
7)采集曝光时间为t4＝r4t1的第四幅传感器图像；
8)根据步骤1)、步骤3)和步骤7)采集的四幅传感器图像，计算获得数字相机输出图
像，所述输出图像的动态范围值Dc为：
D c = 20 log ( S r 5 Z ) = 100 log ( 1 r ) + D s ; ]]>9)采集曝光时间为t3＝r2t1的第三幅传感器图像；
10)判断第三幅传感器图像是否含有饱和像素，是则进入下一步骤，否则进入步骤13)；
11)采集曝光时间为t4＝r4t1的第四幅传感器图像；
12)根据步骤1)、9)和11)采集的四幅传感器图像，计算获得数字相机输出图像，所
述输出图像的动态范围值Dc为：
D c = 20 log ( S r 4 Z ) = 80 log ( 1 r ) + D s ; ]]>13)采集曝光时间为t3＝rt1的第四幅传感器图像；
14)根据步骤1)、步骤9)和步骤13)采集的四幅传感器图像，计算获得数字相机输...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡新华，马玉祥，
申请(专利权)人：天津炜辐医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。