一种基于双DMD的编码曝光高动态成像方法技术

本发明专利技术提出了一种基于双DMD的编码曝光高动态成像方法，能够对运动目标成像，实现传感器饱和时的动态图像重构。首先，利用DMD器件自身的光效率和1bit的0

【技术实现步骤摘要】
一种基于双DMD的编码曝光高动态成像方法


[0001]本专利技术涉及光场调制和计算成像
，具体涉及一种基于双DMD(数字微镜阵列)的编码曝光高动态成像方法。

技术介绍

[0002]现有航天侦察及深空星体观测、高超目标预警探测、运载火箭的发射等太空态势感知和航天测控任务中，目标场景的动态范围往往高于120dB，甚至可以达到180dB，而普通成像传感器的动态范围一般仅能达到50
‑
60dB，即使科学研究领域所使用的图像传感器的动态范围在制冷条件下也只有80
‑
90dB左右，远远超出了成像系统本身所能探测和显示的动态范围，造成图像传感器的大面积饱和，形成光晕(blooming)和漏光(smearing)等现象，造成成像设备无法准确获取关键目标的图像数据。
[0003]目前高动态范围成像技术的实现手段主要分为基于专用硬件单次曝光捕获生成、基于多曝光图像合成、基于物理渲染技术和基于单曝光图像软件生成四种实现方式，其中适用于运动目标高动态成像的主要是基于硬件实现的单次曝光高动态范围成像方法。单次曝光高动态范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双DMD的编码曝光高动态成像方法，其特征在于，利用DMD单元上的微反射镜片处于开或关的状态，将成像物镜上的光线分别反射至sCMOS1和sCMOS2的成像光路；其中sCMOS1的成像光路，直接将进入的光线会聚到CMOS图像探测器上，实现像素级的光强调控；sCMOS2的成像光路中，折叠反射镜再将光线反射并改变光线传播方向使光线会聚到DMD2上，然后再通过中继镜会聚到CMOS图像探测器上，通过DMD1和DMD2之间的协同控制实现亚像素的光强调控；由sCMOS1和sCMOS2获取多曝光重构图像；利用多曝光图像融合实现高动态范围成像。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用多曝光图像融合实现高动态范围成像前，利用SIFT特征光流求取多曝光图像之间的运动矢量，利用运动补偿实现不同曝光图像之间的配准。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，图像重构采用基于ADMM+TV的压缩编码孔径重构算法。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤一，获取基于双DMD孔径编码的动态目标压缩混叠图像；步骤二，获得基于静态目标多曝光低动态范围图像序列的相机响应函数；步骤三，将sCMOS1和sCMOS2获得经过压缩编码孔径后的混叠图像，进行基于TV的编码孔径压缩混叠图像复原；步骤四，利用系统获取动态场景的多曝光图像序列，针对存在动态问题影响的多曝光输入图像序列，利用基于置信度传播的SIFT特征光流，获得多曝光量图像序列中各帧图像与参考图像之间目标偏移量的光流估计，利用运动补偿实现不同曝光图像之间的配准；步骤五，对配准后的多曝光图像序列进行高动态范围图像融合。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤二具体过程为：采用系统对静态场景拍摄获取多曝光图像序列，对DMD1与DMD2之间的失配系数φ(x
1i
,y
1i
,x
2j
,y
2j
)和相机响应函数f进行标定处理；像素点的亮度值与该点对应真实场景的辐照度值之间的关系，利用相机响应函数f表达如式(7)所示：Z
kl
＝f(E
k
Δt

【专利技术属性】
技术研发人员：张廷华，李迎春，丛宝海，田磊源，樊桂花，孙华燕，张怀利，栾成龙，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：