一种多光谱TDI成像方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光电探测成像领域，具体涉及一种多光谱TDI成像方法及装置，该方法及装置在数字域TDI模式下，在面阵CMOS图像传感器架构中为全色(P)和蓝(B1)、绿(B2)、红(B3)、近红外(B4)谱段单独设置成像参数，采用面阵CMOS图像传感器在推扫工作模式下实现多谱段数字TDI推扫成像，将面阵CMOS图像传感器中全色波段影像与多波段影像进行融合处理，合成得到彩色图像，将全色遥感影像与多波段影像融合处理，得到既有全色影像的高分辨率，又有多波段影像的彩色信息的影像，成像精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种多光谱TDI成像方法及装置
本专利技术涉及光电探测成像领域，具体而言，涉及一种多光谱TDI成像方法及装置。
技术介绍
TDI(TimeDelayedandIntegration，时间延迟积分)技术通过对同一目标多次曝光累加，在像移速度与推扫速度严格匹配时，可大幅提高成像系统的灵敏度和信噪比，因此被广泛应用于航天遥感领域。尤其随着人们对遥感图像分辨率的要求越来越高，TDI成像技术广泛应用于高分辨力航天遥感领域。目前高分辨力航天遥感领域普遍采用TDICCD作为探测器。TDICCD是实现TDI的理想器件，其时间延迟积分过程发生于电荷域。在严格的垂直转移时序和水平转移时序的驱动下，电荷在垂直移位寄存器和水平移位寄存器间转移、积分、输出。一旦TDICCD器件制造成型后，光电子在垂直转移时序的控制下只能沿着特定的单一方向转移，而且电荷的转移方向必须与推扫方向一致时才可以使累加的图像不会发生混叠模糊。因此受TDICCD内部构造的约束，TDICCD只能正向扫描清晰成像。然而在很多应用场合，单次过境扫描获取不了足够多的信息，因轨道周期长若等到第二次过境再成像则实时性太差，尤其对于稍纵即逝的突发情况更是机不可失。因此若能实现对感兴趣区域的回扫成像，则可以极大地提高获取遥感信息的效率，并提高遥感相机的利用率。另外，受到相机光机部件的限制，传感器的安装方向有时只能反向才能安装，此时若传感器具备双向扫描成像功能，则可以放松对光机结构件的布局要求。随着CMOS制造工艺的不断进步，CMOS传感器凭借其成本低、集成度高、功耗小、成像控制简单等诸多优势，近年来受到广泛关注并占领了大部分工业和民用市场，在空间监视器、星敏感器等空间应用领域也展现出强大的潜力。因为CMOS传感器内部构造的原因，电荷在其内部无法长时间存储，因此类似TDICCD的TDICMOS器件不易获得。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种多光谱TDI成像方法及装置，以至少实现精度较高的多光谱TDI成像。根据本专利技术的实施例，提供了一种多光谱TDI成像方法，包括以下步骤：数字域TDI模式下，在面阵CMOS图像传感器架构中为全色(P)和蓝(B1)、绿(B2)、红(B3)、近红外(B4)谱段单独设置成像参数；采用面阵CMOS图像传感器在推扫工作模式下实现多谱段数字TDI推扫成像；将面阵CMOS图像传感器中全色波段影像与多波段影像进行融合处理，合成得到彩色图像。进一步地，方法还包括：将合成得到的彩色图像以多谱段同步的方式输出。进一步地，将合成得到的彩色图像以多谱段上下两个方向同步的方式输出。进一步地，多谱段上方向输出为面阵CMOS图像传感器奇数行图像数据，多谱段下方向输出为面阵CMOS图像传感器偶数行图像数据。进一步地，成像参数包括积分级数和增益。进一步地，全色(P)、蓝(B1)、绿(B2)、红(B3)、近红外(B4)谱段级数行数分别为2*N1行、2*N2行、2*N3行、2*N4行、2*N5行；其中N1、N2、N3、N4、N5为大于等于1的整数。进一步地，采用面阵CMOS图像传感器在推扫工作模式下实现多谱段数字TDI推扫成像包括：将面阵CMOS图像传感器在全色(P)和蓝(B1)、绿(B2)、红(B3)、近红外(B4)谱段上开窗。进一步地，将面阵CMOS图像传感器中全色波段影像与多波段影像进行融合处理，合成得到彩色图像包括：将面阵CMOS图像传感器架构中R、G、B通道分别赋予R、G、B三个波段的光谱信息。根据本专利技术的另一实施例，提供了一种多光谱TDI成像装置，包括：参数设置单元，用于在数字域TDI模式下，在面阵CMOS图像传感器架构中为全色(P)和蓝(B1)、绿(B2)、红(B3)、近红外(B4)谱段单独设置成像参数；推扫成像单元，用于采用面阵CMOS图像传感器在推扫工作模式下实现多谱段数字TDI推扫成像；融合处理单元，用于将面阵CMOS图像传感器中全色波段影像与多波段影像进行融合处理，合成得到彩色图像。进一步地，装置还包括:同步输出单元，用于将合成得到的彩色图像以多谱段同步的方式输出。本专利技术实施例中的多光谱TDI成像方法及装置，采用面阵CMOS图像传感器在推扫工作模式下实现多谱段数字TDI推扫成像，将面阵CMOS图像传感器中全色波段影像与多波段影像进行融合处理，合成得到彩色图像，将全色遥感影像与多波段影像融合处理，得到既有全色影像的高分辨率，又有多波段影像的彩色信息的影像，成像精度高。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术多光谱TDI成像方法的流程图；图2为本专利技术多光谱TDI成像方法的优选流程图；图3为本专利技术中面阵CMOS图像传感器的结构示意图；图4为本专利技术多光谱TDI成像装置的模块图；图5为本专利技术多光谱TDI成像装置的优选模块图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。实施例1根据本专利技术一实施例，提供了一种多光谱TDI成像方法，参见图1，包括以下步骤：步骤S101：数字域TDI模式下，在面阵CMOS图像传感器架构中为全色(P)和蓝(B1)、绿(B2)、红(B3)、近红外(B4)谱段单独设置成像参数；步骤S102：采用面阵CMOS图像传感器在推扫工作模式下实现多谱段数字TDI推扫成像；步骤S103：将面阵CMOS图像传感器中全色波段影像与多波段影像进行融合处理，合成得到彩色图像。本专利技术实施例中的多光谱TDI成像方法，采用面阵CMOS图像传感器在推扫工作模式下实现多谱段数字TDI推扫成像，将面阵CMOS图像传感器中全色波段影像与多波段影像进行融合处理，合成得到彩色图像，将全色遥感影像与多波段影像融合处理，得到既有全色影像的高分辨率，又有多波段影像的彩色信息的影像，成像精度高。作为优选的技术方案中，参见图2，方法还包括：步骤S104：将合成得到的彩色图像以多谱段同步的方式输出。输出图像的方式设定为多谱段同步输出，以便于存储和后期的融合处理与显示。作为优选的技术方案中，将合成得到的彩色图像以多谱段上下两个方向同步的方式输出，参见图3。作为优选的技术方案中，多谱段上方向输出为面阵CMOS图像传感器奇数行图像数据，多谱段下方向输出为面阵CMOS图像传感器偶数行图像数据，参见图3。作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多光谱TDI成像方法，其特征在于，包括以下步骤：数字域TDI模式下，在面阵CMOS图像传感器架构中为全色(P)和蓝(B1)、绿(B2)、红(B3)、近红外(B4)谱段单独设置成像参数；采用面阵CMOS图像传感器在推扫工作模式下实现多谱段数字TDI推扫成像；将面阵CMOS图像传感器中全色波段影像与多波段影像进行融合处理，合成得到彩色图像。

【技术特征摘要】
1.一种多光谱TDI成像方法，其特征在于，包括以下步骤：数字域TDI模式下，在面阵CMOS图像传感器架构中为全色(P)和蓝(B1)、绿(B2)、红(B3)、近红外(B4)谱段单独设置成像参数；采用面阵CMOS图像传感器在推扫工作模式下实现多谱段数字TDI推扫成像；将面阵CMOS图像传感器中全色波段影像与多波段影像进行融合处理，合成得到彩色图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将合成得到的彩色图像以多谱段同步的方式输出。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将合成得到的彩色图像以多谱段上下两个方向同步的方式输出。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多谱段上方向输出为面阵CMOS图像传感器奇数行图像数据，所述多谱段下方向输出为面阵CMOS图像传感器偶数行图像数据。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成像参数包括积分级数和增益。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述全色(P)、蓝(B1)、绿(B2)、红(B3)、近红外(B4)谱段级数行数分别为2*N1行、2*N2行、2*N3行、2*N4行、2*N5行；其中N1、N2、N...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛旭成，韩诚山，胡长虹，黄良，李洪法，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22