多通道匹配方法组成比例

在具有数字输出的多通道检测器中用于匹配一个或多个通道至参考通道的方法，该方法包括：为各通道从所述多通道检测器接收模数单元(ADU)的输入值；以及用来自查找表(LUT)的对应各通道的输出值替换ADU的输入值，其中LUT通过以下创建：在电压值的范围内，从与参考通道相比的各通道，获取信号的相对强度比率；计算在检测器上的信号值，所述检测器在该检测器的整个ADU范围内产生特定的ADU值；插补所述相对强度比率，以获得各通道的计算得到的信号值的相应比率；以及由相应插值比率分离各特定ADU，以获得各通道的相应输出值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多通道匹配方法相关申请的交叉引用本申请要求于2013年10月31日提交的序列号为61/898,099的美国临时申请的优先权。美国临时申请61/898,099的公开内容特此通过引用方式并入本文。
本专利技术涉及多通道探测器领域，特别涉及用于在具有数字输出的多通道检测器中匹配一个或多个通道至参考通道的方法和装置。
技术介绍
在多通道数字摄像机中，通道匹配或通道平衡对许多应用来说是基本需求，尤其是那些设计为人眼可见的输出，例如显示输出或硬拷贝输出。但是，通道平衡会需要相当多的计算和和校准资源。因此，需要一种不需要过多计算和校准资源的通道平衡方法。
技术实现思路
通道平衡会需要相当多的计算和和校准资源。本专利技术的实施例不需要过多的多的计算和和校准资源，恰恰相反，仅需要结合与参考通道相关的比率式特性描述，随后响应该摄像机的用户增益设置的数字查找表。在一实施例中，该方法在CCD摄像机上实现，并且在该设备的动态范围内和用户增益设置的范围内实现了非常好的匹配。本专利技术的一个实施例提供了在具有数字输出的多通道检测器中用于匹配一个或多个通道至参考通道的方法，该方法包括：为各通道从所述多通道检测器接收模数单元(ADU)的输入值；以及用来自查找表(LUT)的对应各通道的输出值替换ADU的输入值，其中LUT通过以下创建：在电压值的范围内，从与参考通道相比的各通道，获取信号的相对强度比率；计算在检测器上的信号值，所述检测器在该检测器的整个ADU范围内产生特定的ADU值；插补所述相对强度比率，以获得各通道的计算得到的信号值的相应比率；以及由相应的插值比率分离各特定ADU，以获得各通道的相应输出值。本专利技术的另一实施例提供了一种图像系统，包括：多通道检测器，其具有数字输出、一个或多个通道以及参考通道；存储器件；以及图像处理器，其配置为：从各通道接收模数单元(ADU)的输入值；以及用来自存储在所述存储器件内的查找表(LUT)的对应各通道的输出值，替换ADU的输入值，其中LUT通过以下创建：在电压值的范围内，从与参考通道相比的各通道，获取信号的相对强度比率；计算在检测器上的信号值，所述检测器在该检测器的整个ADU范围内产生特定的ADU值；插补所述相对强度比率，以获得各通道的计算得到的信号值的相应比率；以及由相应插值比率分离各特定ADU，以获得各通道的相应输出值。附图说明图1是简化的4输出(4-tap)CCD和数字化系统。图2表示来自4通道CCD摄像机的在象限2中获得的信号如何与在象限1中获得的信号相比的相对强度。图3表示来自4通道CCD摄像机的在象限3中获得的信号如何与在象限1中获得的信号相比的相对强度。图4表示来自4通道CCD摄像机的在象限4中获得的信号如何与在象限1中获得的信号相比的相对强度。具体实施方式根据本专利技术原理的示范性实施例描述应当结合附图理解，附图是整个文字描述的一部分。在此公开的本专利技术实施例的描述仅用于便于阐明本专利技术，而并非旨在以任何方式限制本专利技术的范围。关系词，例如“较低”、“较高”、“水平的”、“垂直的”、“高于”、“低于”、“上”、“下”、“顶部”和“底部”及其衍生用语应当被解释为参考涉及的附图。这些关系词仅用于方便描述，除非有明确的表述，否则并不要求装置按照特定的方向制造或操作。词语，例如“附”、“贴”、“连接”、“耦合”、“相互连接”以及涉及类似关系，除非另有明确说明，在上述关系中，结构通过直接或间接干涉的结构，彼此相互固定或连接，并且两者都可动或刚性附着或联系。而且，通过参考实施例说明本专利技术的特征和优点。因此，本专利技术不应当受到描述了一些可能的非限制性的特征组合的实施例限制，其中所述特征可以单独存在或存在其他的特征组合中；本专利技术的范围由所附的权利要求定义。本专利技术描述了最佳方式或目前预期的实践本专利技术的方式。这些描述不应当被理解为一种限制，而是以示例性目的提供仅通过引用附图表现本专利技术的示例，以引导一个本领域技术人员了解本专利技术的优势和结构。在附图的各视图中，相同的标号指示相同或相似的部分。在使用对接或集成的多通道焦平面阵列的图像系统中，由于在各信号路径中的个体参数差异，每个通道都具有其独特的传递函数。因此需要“平衡”各通道来产生平滑或“无缝”图像。纠正预输出(per-tap)差异的传统方法是，由一阶线性方程y＝mx+b为各通道建立模型，其中x为输入信号，y为输出信号。图1表示简化的4-tapCCD100和数字化系统。在本系统中，各通道假定为呈完全的线性，但相对于其他通道，在整体增益和偏移(直流偏置)上具有小差异。各通道利用可编程增益放大器(PGA)111、112、113、114和A/D转换器121、122、123、124，该放大器和模数转换器通常集成在被称为模拟前端或AFE的单独的设备上。通道2-4具有下游数字增益和偏移纠正，该下行数字增益和偏移纠正记作加法器132、133、134和具有系数Gi和OFSi(i＝2，3，4)的乘法器142、143、144。通道1视为参考通道。为了简化，假设通道1未经修正，而所有其他的通道都受到修正以尽可能按实际精确地匹配通道1。模拟PGA用户增益设置等于Guser。当用户调节增益滑块时，所有通道受到同样的调节，但是所有其他通道将需要对该增益设置deltai进行调整，其中i是通道索引(i＝2，3，4)。如果需要精密调节，利用修正因子Gi和OFSi(i＝2，3，4)的数字加法和乘法阶(addandmultiplystages)，能够实现额外的数字修正。需要考虑到模拟可编程增益放大器(PGA)的影响。结合通道非线性的可编程的模拟增益工序引入增益依赖误差的实际考虑(稍后再提及由于非线性效应的信号依赖)。因此，该系统将会需要工作在一组Guser值周围的增益设置的受限范围的一系列修正。在运作期间，由于用户增益在整个可用增益范围内调节，则根据预定阈值选择不同组的修正值。由于调节了各PGA放大器，本方案为偏离理想状态提供补偿，其部分地为上行非线性提供补偿，因为不同修正可用于不同区间的上游传递函数。例如，当Guser＝1和临近5、10、15、20、25、30和35，我们能够使用不同修正。在普遍情况下，存储值将变为：Guser1：delta21，delta31，delta41，G21，G31，G41，OFS21,OFS31,OFS41Guser2：delta22，delta32，delta42，G22，G32，G42，OFS22，OFS32，OFS42…Guserj：delta2j，delta3j，delta4j，G2j,G3j，G4j，OFS2j，OFS3j，OFS4j其中，j是需要唯一一组修正系数的增益范围内的间隔数，并且其中，j是通过表征一组典型系统来凭经验确定。该组系数对于各单元而言将是唯一的，并将在校准设备上计算得到。在摄像机或主机上可以完成简单的相乘，尽管在本文的场景中执行该操作的位置并不重要。在实践中本文档来自技高网...

【技术保护点】
在具有数字输出的多通道检测器中用于匹配一个或多个通道至参考通道的方法，所述方法包括：为每个通道从所述多通道检测器接收模数单元(ADU)的输入值；以及用来自查找表(LUT)的对应每个通道的输出值替换ADU的输入值，其中，通过以下方式创建LUT：在电压值的范围内，从与参考通道相比的每个通道获取信号的相对强度比率；计算在检测器上的信号值，所述检测器在该检测器的整个ADU范围内产生特定的ADU值；插补所述相对强度比率，以获得与每个通道的计算信号值相应的比率；以及由相应的插值比率分离每个特定的ADU，以获得每个通道的相应输出值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.31 US 61/898,0991.在具有数字输出的多通道检测器中用于匹配一个或多个通道至参考通道的方法，所述方法包括：
为每个通道从所述多通道检测器接收模数单元(ADU)的输入值；以及
用来自查找表(LUT)的对应每个通道的输出值替换ADU的输入值，其中
在所述LUT中的输出值与LUT中的ADU输入值相关联；
其中，通过以下方式创建LUT：
在电压值的范围内，从与参考通道相比的每个通道获取信号的相对强度比率；
对于检测器的整个ADU值范围内每个ADU值D，其中整个ADU值范围是0-DRange以及每个ADU值D为0至DRange，通过以下公式计算在检测器上的相应信号值，
所述检测器产生所述每个ADU值：



其中mV是所述检测器上的信号，VADU是检测器的最终模数转换的满电压量程，DRange是所述检测器的最大ADU值，以及Gain是在模数转换前的检测信号的放大率；
插补所述相对强度比率，以获得与每个通道的计算信号值相应的比率；以及
由相应的插值比率分离每个ADU值D，以获得每个通道的相应关联的输出值。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多通道检测器是电荷耦合器件(CCD)摄像机。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·戈西奇，
申请(专利权)人：统雷有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US