一种电子轰击CMOS成像方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种电子轰击CMOS成像方法及装置，该方法包括：获取图像灰度值；根据所述图像灰度值选择器件的工作模式，所述工作模式包括昼模式和夜模式；根据所述器件的工作模式和所述图像灰度值调节所述器件的高压电源和曝光时间。所述电子轰击CMOS成像方法通过自动调节高压电源及曝光时间，实现了高效成像的效果。的效果。的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种电子轰击CMOS成像方法及装置


[0001]本专利技术涉及计算机
，具体地涉及一种电子轰击CMOS成像方法及装置。

技术介绍

[0002]目前EBAPS器件实现了关键技术的突破，不仅在10
‑3～10
‑4lx照明条件下具有较好的实验室成像特性，而且在夜晚野外场景(约10
‑3lx)也相对传统ICMOS具有更细腻(高分辨、低噪声)的成像质量。在不同照明条件下，EBAPS器件需要人工手动调节高压电源及曝光时间，这不仅不能获取有效的连续成像，还会产生偶然误差，影响成像效果。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例的目的是提供一种电子轰击CMOS成像方法及装置，所述电子轰击CMOS成像方法通过自动调节高压电源及曝光时间，实现了高效成像的效果。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种电子轰击CMOS成像方法，该方法包括：获取图像灰度值；根据所述图像灰度值选择器件的工作模式，所述工作模式包括昼模式和夜模式；根据所述器件的工作模式和所述图像灰度值调节所述器件的高压电源和曝光时间。
[0005]可选的，所述根据图像灰度值选择器件的工作模式，包括：所述器件的初始工作模式为昼模式；如果所述图像灰度值大于昼模式阈值，则所述工作模式为昼模式；如果所述图像灰度值小于夜模式阈值，则所述工作模式为夜模式；如果所述图像灰度值不大于昼模式阈值，且所述图像灰度值不小于夜模式阈值，则所述工作模式保持当前模式；所述昼模式阈值大于所述夜模式阈值。
[0006]可选的，根据所述器件的工作模式和所述图像灰度值调节所述器件的高压电源和曝光时间，包括：所述工作模式为夜模式时，开启所述器件的最大曝光时间，并根据所述图像灰度值调节高压电源的电压值；所述工作模式为昼模式时，关闭所述器件的高压电源，并根据所述图像灰度值调节曝光时间。
[0007]可选的，所述根据所述图像灰度值调节曝光时间为PID调节：
[0008][0009]其中，u(t)表示曝光时间或电压值，e(t)为目标灰度值与当前灰度值的差值，K
p
是比例调节参数，K
i
是积分调节参数，K
d
是微分调节参数。
[0010]可选的，所述根据所述图像灰度值调节高压电源的电压值为步进调节。
[0011]相应的，本专利技术实施例还提供一种电子轰击CMOS成像装置，该装置包括：采集模块，用于获取图像灰度值；选择模块，用于根据所述图像灰度值选择器件的工作模式，所述工作模式包括昼模式和夜模式；调节模块，用于根据所述器件的工作模式和所述图像灰度值调节所述器件的高压电源和曝光时间。
[0012]可选的，所述根据图像灰度值选择器件的工作模式，包括：所述器件的初始工作模
式为昼模式；如果所述图像灰度值大于昼模式阈值，则所述工作模式为昼模式；如果所述图像灰度值小于夜模式阈值，则所述工作模式为夜模式。
[0013]可选的，根据所述器件的工作模式和所述图像灰度值调节所述器件的高压电源和曝光时间，包括：所述工作模式为夜模式时，开启所述器件的最大曝光时间，并根据所述图像灰度值调节高压电源的电压值；所述工作模式为昼模式时，关闭所述器件的高压电源，并根据所述图像灰度值调节曝光时间。
[0014]可选的，所述根据所述图像灰度值调节曝光时间为PID调节：
[0015][0016]其中，u(t)表示曝光时间，e(t)为目标灰度值与当前灰度值的差值，K
p
是比例调节参数，K
i
是积分调节参数，K
d
是微分调节参数。
[0017]可选的，所述根据所述图像灰度值调节高压电源的电压值为步进调节。
[0018]可选的，所述器件为EBAPS器件或EBCCD器件。
[0019]本专利技术提供的电子轰击CMOS成像方法根据所述器件的工作模式和所述图像灰度值自动调节所述器件的高压电源和曝光时间，实现了高效成像的效果。
[0020]本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0021]附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：
[0022]图1是现有技术的EBAPS/EBCCD器件结构示意图；
[0023]图2是本专利技术的一种多电子轰击CMOS成像方法示意图；
[0024]图3a和图3b是本专利技术的昼夜切换判断示意图；
[0025]图4是本专利技术的一种夜模式下电压值的调节方法流程图；
[0026]图5a和图5b是本专利技术不同照明情况下的EBAPS分辨率靶测试对比图；
[0027]图6a和图6b是本专利技术野外场景EBAPS与ICMOS的成像效果对比图。
具体实施方式
[0028]以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施例，并不用于限制本专利技术实施例。
[0029]图1是现有技术的EBAPS/EBCCD器件结构示意图。如图1所示，所述EBAPS/EBCCD器件至少包括光阴极、输入窗、高压电源及背照CMOS，所述光阴极与背照CMOS之间为真空腔体。电子轰击CMOS直接通过高速电子轰击半导体产生二次电子增益，它将像增强器的荧光屏或者MCP及荧光屏直接替换为背部减薄的背照式CMOS器件，通过高能光电子轰击到半导体中的倍增模式来实现低照度条件下微弱信号的放大。其中，EBAPS的典型特点之一是该器件有电子和光敏两种工作模式，在电子模式，光阴极加高压，进行电子轰击，实现微弱信号的放大；光敏模式，光阴极不加高压，光子直接穿过光阴极到达CMOS。
[0030]图2是本专利技术的一种电子轰击CMOS成像方法示意图。如图2所示，步骤S201为获取
图像灰度值，具体的，CMOS传感器使用片上模数转换器(ADC)将光子转换为电子，然后转换为电压，最后转换为数字值。传感器有8路LVDS信号同步输出，由读出电路进行数据读出、重构、处理。，所述原图像优选黑白图像，即灰度图像。计算所述灰度图像的灰度值，所述灰度值的范围一般从0到255，白色为255，黑色为0。
[0031]步骤S202为根据所述图像灰度值选择器件的工作模式，所述工作模式包括昼模式和夜模式。所述EBAPS器件的昼夜切换技术为电子模式和光敏模式之间的自动转换。本专利技术借鉴施密特触发器电路的思想，在昼夜之间设置两个阈值。
[0032]图3a和图3b是本专利技术的昼夜切换判断示意图，所述根据图像灰度值选择器件的工作模式，包括：所述器件的初始工作模式为昼模式；如果所述图像灰度值大于昼模式阈值，则所述工作模式为昼模式；如果所述图像灰度值小于夜模式阈值，则所述工作模式为夜模式；如果所述图像灰度值不大于昼模式阈值，且所述图像灰度值不小于夜模式阈值，则所述工作模式保持当前模式；所述昼模式阈值大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子轰击CMOS成像方法，其特征在于，该方法包括：获取图像灰度值；根据所述图像灰度值选择器件的工作模式，所述工作模式包括昼模式和夜模式；根据所述器件的工作模式和所述图像灰度值调节所述器件的高压电源和曝光时间。2.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述根据图像灰度值选择器件的工作模式，包括：所述器件的初始工作模式为昼模式；如果所述图像灰度值大于昼模式阈值，则所述工作模式为昼模式；如果所述图像灰度值小于夜模式阈值，则所述工作模式为夜模式；如果所述图像灰度值不大于昼模式阈值，且所述图像灰度值不小于夜模式阈值，则所述工作模式保持当前模式；所述昼模式阈值大于所述夜模式阈值。3.根据权利要求2所述的成像方法，其特征在于，根据所述器件的工作模式和所述图像灰度值调节所述器件的高压电源和曝光时间，包括：所述工作模式为夜模式时，开启所述器件的最大曝光时间，并根据所述图像灰度值调节高压电源的电压值；所述工作模式为昼模式时，关闭所述器件的高压电源，并根据所述图像灰度值调节曝光时间。4.根据权利要求3所述的成像方法，其特征在于，所述根据所述图像灰度值调节曝光时间为PID调节：其中，u(t)表示曝光时间，e(t)为目标灰度值与当前灰度值的差值，K
p
是比例调节参数，K
i
是积分调节参数，K
d
是微分调节参数。5.根据权利要求3所述的成像方法，其特征在于，所述根据所述图像灰度值调节高压电源的电压值为步进调节。6.一种电子轰击CMOS成像装置，其特征在于，该装置包括：采集模块，用于获取图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：李力，刘璇，金伟其，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：