【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及cmos图像传感器的寄生光感应校正方法，具体涉及一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法。
技术介绍
1、在生物影像、生物医学、高能物理等研究领域中，需要成像的目标图像往往具有很大的动态范围，这就要求成像系统也具有很大的线性动态范围。目前通过多次曝光技术获取多幅不同强度的图像并进行融合，从而获得大线性动态范围图像是一种应用广泛的成像技术。然而普通的多次曝光技术要求成像目标光强不变或者变化很小，这对于瞬态成像的目标来说是无法实现的。
2、基于像增强器来实现高时间分辨，并在其余辉衰减时间内多次曝光是对瞬态过程进行大动态范围成像的有效手段。然而由于cmos图像传感器的电荷存储节点感光而导致的寄生光感应会使图像在曝光结束后依然受到光照的影响。对于瞬态成像来说，短的曝光时间和长的等待读出时间会加剧寄生光感应对成像的影响。因此，校正多曝光大动态范围瞬态成像进行寄生光感应，对于准确获取瞬态图像具有重要价值。
3、目前，对寄生光感应影响的消除主要是对图像传感器进行特殊设计，但这种特殊设计会导致系统复杂度增加。此外，还有少量基于获取图像的校正方法，这些校正方法要求成像对象的光强不变，无法适用于成像目标光强变化快的瞬态成像中。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正系统复杂度高，或者现有校正方法不适用于成像目标光强变化快的瞬态成像的技术问题，而提供一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法。
3、一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
4、步骤1、选取具有m行n列像素的全局快门型cmos图像传感器，并获取全局快门型cmos图像传感器每行像素的读出时间t0和寄生光灵敏度，其中，m、n均为正整数；
5、步骤2、选取像增强器，获取像增强器的余辉时间，以及余辉强度随着时间变化的余辉强度曲线，并计算在像增强器的余辉时间内，全局快门型cmos图像传感器的最大曝光次数n，其中，n为整数，且n＞2；
6、步骤3、根据步骤2获得的余辉强度曲线，建立以全局快门型cmos图像传感器每行像素的读出时间t0为单位时间的余辉强度表达式，得到像增强器在第k个t0时间内的余辉强度y(kt0)，其中，k为不小于0的整数；
7、步骤4、将像增强器与全局快门型cmos图像传感器进行耦合；
8、步骤5、在像增强器的余辉时间内对全局快门型cmos图像传感器进行n次曝光，获得n帧曝光图像，并获得n帧曝光图像的本底图像；
9、步骤6、分别对n帧曝光图像采用其对应的本底图像进行去本底处理，获得n帧曝光图像的去本底图像i0、i1、…、in-1；
10、步骤7、根据步骤1得到的全局快门型cmos图像传感器的寄生光灵敏度、步骤3得到的像增强器在第k个t0时间内的余辉强度y(kt0)，分别对步骤6得到得的n帧曝光图像的去本底图像i0、i1、…、in-1进行寄生光感应校正，获得n帧寄生光感应校正后的图像ci0、ci1、…、cin-1，完成多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正。
11、进一步地，步骤7中，n帧寄生光感应校正后的图像ci0、ci1、…、cin-1内，第h+1帧所述寄生光感应校正后的图像中，第一行像素的值cih0,j通过以下公式计算：
12、cih0,j＝ih0,j
13、其中，h为整数，且0≤h≤n-1；
14、j表示像素的列坐标，j为整数，且0≤j≤n-1；
15、ih0,j表示第h+1帧曝光图像的去本底图像中坐标为(0,j)的像素的值。
16、进一步地，步骤7中，n帧寄生光感应校正后的图像ci0、ci1、…、cin-1内，第h+1帧所述寄生光感应校正后的图像中，第i+1行的像素值cihi,j通过以下公式计算：
17、cihi,j＝ihi,j(1-plsi,j×(y((k2h+1+1)t0)+y((k2h+1+2)t0)+…+y((k2h+1+i)t0))/(y(k2ht0)+
18、y((k2h+1)t0)…+y(k2h+1t0)+y((k2h+1+1)t0)+y((k2h+1+2)t0)+…+y((k2h+1+i)t0))
19、其中，i表示像素的行坐标，i为整数，且1≤i≤m-1；
20、cihi,j表示第h+1帧校正后的图像中坐标为(i,j)的像素的值；
21、ihi,j表示第h+1帧曝光图像的去本底图像中坐标为(i,j)的像素的值；
22、pls为全局快门型cmos图像传感器的寄生光灵敏度，plsi,j表示全局快门型cmos图像传感器中坐标为(i,j)的像素的寄生光灵敏度；
23、k2h表示第h+1帧曝光图像曝光开始时刻的单位时间数量，k2ht0表示第h+1帧曝光图像曝光的开始时刻；
24、k2h+1表示第h+1帧曝光图像曝光结束时刻的单位时间数量，k2h+1表示第h+1帧曝光图像曝光的结束时刻；
25、y((k2h+1+i)t0)表示像增强器在第k2h+1+i个t0时间内的余辉强度。
26、进一步地，步骤4具体为：将像增强器与全局快门型cmos图像传感器通过光锥或者直接进行耦合。
27、进一步地，步骤1中，所述全局快门型cmos图像传感器的像素设置有光敏区和电荷存储节点。
28、进一步地，步骤1中，所述寄生光灵敏度为电荷存储节点的光感应效率与光敏区的光感应效率之比。
29、进一步地，步骤5中，所述获取n帧曝光图像的本底图像的具体方法为：分别在获取每帧曝光图像前，或者在获取每帧曝光图像后，获取其对应的本底图像。
30、进一步地，步骤7中，n帧寄生光感应校正后的图像ci0、ci1、…、cin-1内，第一帧所述寄生光感应校正后的图像中，第一行像素的值ci00,j通过以下公式计算：
31、ci00,j＝i10,j
32、其中，j表示像素的列坐标，j为整数，且0≤j≤n-1；
33、ci00,j表示第一帧寄生光感应校正后的图像中坐标为(0,j)的像素的值；
34、i00,j表示第一帧曝光图像的去本底图像中坐标为(0,j)的像素的值；
35、第一帧所述寄生光感应校正后的图像中，第二行像素的值ci01,j通过以下公式计算：
36、ci01,j＝i01,j(1-pls1,j×y((k1+1)t0)/(y(k0t0)+y((k0+1)t0)+…+y(k1t0)+y((k1+1)t0))；
37、其中，ci01,j表示第一帧寄生光感应校正后的图像中坐标为(1,j)的像素的值；
38、i01,j表示第一帧曝光图像的去本底图像中坐标为(1,j)的像素的值；
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【技术保护点】
1.一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法，其特征在于：步骤7中，N帧寄生光感应校正后的图像CI0、CI1、…、CIN-1内，第h+1帧所述寄生光感应校正后的图像CIh中，第一行像素的值CIh0,j通过以下公式计算：
3.根据权利要求2所述的一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法，其特征在于：步骤7中，N帧寄生光感应校正后的图像CI0、CI1、…、CIN-1内，第h+1帧所述寄生光感应校正后的图像CIh中，第i+1行的像素值CIhi,j通过以下公式计算：
4.根据权利要求3所述的一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法，其特征在于，步骤4具体为：将像增强器与全局快门型CMOS图像传感器通过光锥或者直接进行耦合。
5.根据权利要求4所述的一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法，其特征在于：步骤1中，所述全局快门型CMOS图像传感器的像素设置有光敏区和电荷存储节点。
6.根据权利要求5所
7.根据权利要求6所述的一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法，其特征在于，步骤5中，所述获取N帧曝光图像的本底图像的具体方法为：分别在获取每帧曝光图像前，或者在获取每帧曝光图像后，获取其对应的本底图像。
8.根据权利要求3-7任一所述的一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法，其特征在于：
9.根据权利要求3-7任一所述的一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法，其特征在于：步骤7中，n帧寄生光感应校正后的图像ci0、ci1、…、cin-1内，第h+1帧所述寄生光感应校正后的图像cih中，第一行像素的值cih0,j通过以下公式计算：
3.根据权利要求2所述的一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法，其特征在于：步骤7中，n帧寄生光感应校正后的图像ci0、ci1、…、cin-1内，第h+1帧所述寄生光感应校正后的图像cih中，第i+1行的像素值cihi,j通过以下公式计算：
4.根据权利要求3所述的一种多曝光大动态范围瞬态图像的寄生光感应校正方法，其特征在于，步骤4具体为：将像增强器与全局快门型cmos图像传感器通过光锥或者直接进行耦合。
...【专利技术属性】
技术研发人员：周二瑞，严明，盛亮，李斌康，白琼，杨少华，刘璐，李刚，郭明安，王晶，时明月，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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