【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及cmos相机的成像方法，具体涉及一种改善像增强型cmos相机的成像方法。
技术介绍
1、像增强型cmos相机是由像增强器与cmos相机组成的一种高灵敏度相机。目前较常用的一种像增强器是由阴极、微通道板mcp和荧光屏组成，光照射到阴极完成光电转换后，光电子通过微通道板mcp将光电子加速、倍增后输出到荧光屏上进行成像，而后端的cmos相机用于将荧光屏上的图像进行读出和存储。一般情况下，在使用像增强器时，阴极上会加一个选通开关，需要曝光成像时，开启阴极选通；图像收集结束后，关闭阴极选通。
2、cmos相机的曝光模式主要有三种，分别是卷帘曝光、全局曝光以及全局复位释放曝光。全局复位释放曝光模式简称grr模式，结合了卷帘和全局曝光的优势，可以实现所有像元同时开启曝光，并具有低噪声、拍摄高速运动物体不失真等优势；在该模式下，所有像素同时开始曝光，并按照数据读出顺序从上到下依次结束曝光，如果曝光时间小于荧光屏余辉衰减完成的时间，则由于曝光时长不一致导致的各行图像失真比较大，会严重影响成像的效果。目前该类相机在使用过程中，曝光时间受荧光粉余辉衰减时间的限制，极大地影响了相机曝光时间的选择和使用范围。
技术实现思路
1、本专利技术目的是解决现有使用全局复位释放曝光模式的cmos相机，存在如果曝光时间小于荧光屏余辉衰减完成时间，则由于曝光时长不一致导致图像失真率较大，严重影响成像效果，以及使用过程中曝光时间选择和使用范围受限等不足之处，而提出一种改善像增强型cmos相机的成像
2、为实现上述目的，本专利技术提出的技术解决方案为：
3、一种改善像增强型cmos相机的成像方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
4、s1、通过设置在cmos相机前端的像增强器对入射图像光源进行增强，然后cmos相机对增强后的入射图像光源进行全局复位释放曝光和数据读取；
5、s2、利用像增强器的荧光屏余辉特性，计算出cmos相机各行曝光时间对应的修正系数；
6、s3、利用步骤s2中的修正系数和各行的曝光时间，计算出各行与第一行曝光同时结束时的真实光强值；
7、s4、根据步骤s3完成所有行实际光强值的修正，使得各行修正后的光强值为与第一行相同曝光时间对应的光强值，进而完成改善像增强型cmos相机的同步成像。
8、进一步地，所述步骤s1具体为：
9、s1.1、开启像增强器的阴极选通；
10、s1.2、像增强器对入射图像光源进行增强；
11、s1.3、关闭像增强器的阴极选通；
12、像增强型cmos相机在工作过程中，首先开启像增强器的阴极选通，像增强器完成光收集后，需要先将像增强器的阴极选通关闭，然后采用全局复位释放曝光方式的cmos图像传感器开始收集图像，直到cmos图像传感器完成所有行的曝光和数据接收后，再开始下一帧图像的采集；全局复位释放曝光方式的cmos图像传感器在曝光过程中，由于每一行的曝光时间不同，会导致图像出现失真。
13、s1.4、cmos相机通过全局复位释放曝光的方式采集增强后的入射图像光源数据，cmos相机每次曝光采集到的像元为1行，共曝光采集n行像元，第n行像元所对应的曝光时间tn＝t1+(n-1)t，n≥1；
14、其中，t1为第一行曝光时间，tn为第n行的曝光时间，t为每行数据的读出时间。
15、进一步地，步骤s2具体为：利用像增强器的荧光屏余辉特性，根据余辉衰减曲线，算出t1、t2、…、tn各个曝光时间对应的修正系数kn；
16、其中，余辉衰减曲线中0～tn区间内的积分值为sn，0～t1的区间内的积分值为s1，则第n行的修正系数kn＝sn/s1；对于荧光粉，该修正系数只与时间t1和tn有关，与光强大小无关，这样即可以实现不同亮度图像的修正。
17、其中，kn为第n行的修正系数，sn为区间积分值。
18、进一步地，步骤s3所述各行与第一行同时结束曝光时的真实光强值为qn，真实光强值qn满足下式：
19、qn＝wn/kn
20、其中：wn为第n行在tn时刻实际采集的光强值，kn为第n行的修正系数。
21、对于cmos相机在曝光时，若第n行在与第一行同时结束曝光时的真实光强值为qn，而实际采集的光强值为wn。第一行曝光时间为t1，所采集到的光强为真实光强，即k1＝1，w1＝q1，第二行曝光时间为t2，此时刻光强w2＝k2q2，第三行曝光时间为t3，此时刻光强w3＝k3q3，第n行曝光时间为tn，该时刻光强wn＝knqn；荧光屏的余辉衰减曲线固定，第一行曝光时间和每一行的读出时间确认，只要选定荧光粉的种类，利用修正系数kn和每行的曝光时间tn，就可以计算出各行的真实光强值，即q2＝w2/k2，q3＝w3/k3，qn＝wn/kn。
22、进一步地，所述步骤s4中，通过cmos相机内的处理器对各行实际采集的光强值进行修正，修正后重新组合、同步成像，生成新的图像数据。
23、进一步地，一种改善像增强型cmos相机的成像方法也可以适用于每次曝光采集到i行，即i行为一次采集行；共采集n次，即共曝光采集ni行像元，其具体步骤如下：所述步骤s1具体为：
24、s1.1、开启像增强器的阴极选通；
25、s1.2、像增强器对入射图像光源进行增强；
26、s1.3、关闭像增强器的阴极选通；
27、s1.4、cmos相机通过全局复位释放曝光的方式采集增强后的入射图像光源数据，cmos相机每次曝光采集到的像元为i行，共曝光采集ni行像元，i＞1；同时，得到ni行的采集光强值，第ni行像元所对应的曝光时间tin＝ti1+(n-1)tn，n＞1；
28、其中，第1行至第i行的曝光时间为ti1，第i+1至第2i行的曝光时间为ti2，第2i+1行至第3i行的曝光时间为ti3，…，第(ni-1)i+1行至ni行的曝光时间为tin，tn为每次曝光i行数据的读出时间。
29、进一步地，步骤s2具体为：利用像增强器的荧光屏余辉特性，根据余辉衰减曲线，计算出ti1、ti2、…、tin各个曝光时间对应的修正系数kin；
30、令余辉衰减曲线中0～tin区间内的积分值为sin，0～ti1的区间内的积分值为si1，则第(ni-1)i+1行至ni行的修正系数kin＝sin/si1；
31、其中，kin为第(ni-1)i+1行至ni行的修正系数，sin为区间积分值。
32、进一步地，步骤s3中，所述第(ni-1)i+1行至ni行与第1至第i行同时结束曝光时的真实光强值为qin，真实光强值qin满足下式：
33、qin＝win/kin
34、其中：win为第(ni-1)i+1行至ni行在tin时刻的采集光强值。
35、进一步地，步骤s4具体为：根据步骤s3得到的真实光强值qi本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改善像增强型CMOS相机的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种改善像增强型CMOS相机的成像方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
3.根据权利要求2所述一种改善像增强型CMOS相机的成像方法，其特征在于，步骤S2具体为：利用像增强器(1)的荧光屏(2)余辉特性，根据余辉衰减曲线，计算出T1、T2、…、Tn各个曝光时间对应的修正系数Kn；
4.根据权利要求3所述一种改善像增强型CMOS相机的成像方法，其特征在于：步骤S3中，所述各行与第一行同时结束曝光时的真实光强值为Qn，真实光强值Qn满足下式：
5.根据权利要求4所述一种改善像增强型CMOS相机的成像方法，其特征在于，步骤S4具体为：根据步骤S3得到的真实光强值Qn，通过CMOS相机(3)内的处理器完成对各行的采集光强值进行修正，使得各行修正后的光强值与第一行曝光时间对应的光强值相同，修正后重新组合，生成新的图像数据，完成改善像增强型CMOS相机(3)的同步成像。
6.根据权利要求1所述一种改善像增强型CMOS相机的成像方法，其特征
7.根据权利要求6所述一种改善像增强型CMOS相机的成像方法，其特征在于，步骤S2具体为：利用像增强器(1)的荧光屏(2)余辉特性，根据余辉衰减曲线，计算出Ti1、Ti2、…、Tin各个曝光时间对应的修正系数Kin；
8.根据权利要求7所述一种改善像增强型CMOS相机的成像方法，其特征在于：步骤S3中，所述第(Ni-1)i+1行至Ni行与第1至第i行同时结束曝光时的真实光强值为Qin，真实光强值Qin满足下式：
9.根据权利要求8所述一种改善像增强型CMOS相机的成像方法，其特征在于，步骤S4具体为：根据步骤S3得到的真实光强值Qin，通过CMOS相机(3)内的处理器完成对各Ni行的采集光强值进行修正，使得各Ni行修正后的光强值与Ti1曝光时间对应的光强值相同，修正后重新组合，生成新的图像数据，完成改善像增强型CMOS相机(3)的同步成像。
...【技术特征摘要】
1.一种改善像增强型cmos相机的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种改善像增强型cmos相机的成像方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：
3.根据权利要求2所述一种改善像增强型cmos相机的成像方法，其特征在于，步骤s2具体为：利用像增强器(1)的荧光屏(2)余辉特性，根据余辉衰减曲线，计算出t1、t2、…、tn各个曝光时间对应的修正系数kn；
4.根据权利要求3所述一种改善像增强型cmos相机的成像方法，其特征在于：步骤s3中，所述各行与第一行同时结束曝光时的真实光强值为qn，真实光强值qn满足下式：
5.根据权利要求4所述一种改善像增强型cmos相机的成像方法，其特征在于，步骤s4具体为：根据步骤s3得到的真实光强值qn，通过cmos相机(3)内的处理器完成对各行的采集光强值进行修正，使得各行修正后的光强值与第一行曝光时间对应的光强值相同，修正后重新组合，生成新的图像数据，完成改善像增强型cmos相机(3)的同...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁晓祯，高佳锐，白永林，曹伟伟，吕林蔚，石大莲，李然，郑锦坤，秦君军，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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