意圖。
[0015]圖像處理單元2在接收到圖形工作站發(fā)送的建模信息后，將G色彩通道低3位與R色彩通道8為數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接產(chǎn)生一個新的11位灰度圖像數(shù)據(jù)。在將此11位圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行6乘6矩陣像素合并，合并結(jié)果對36取商，商數(shù)送入紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器3_1中對應(yīng)6乘6矩陣鏡片翻轉(zhuǎn)，余數(shù)送入紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器3-2中對應(yīng)6乘6矩陣鏡片翻轉(zhuǎn)。再將商數(shù)與余數(shù)復(fù)制后分別送入紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器3-3、3-4中。
【具體實(shí)施方式】
[0016]結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，在幀頻范圍內(nèi)任意積分時間實(shí)現(xiàn)對比度為單套DMD顯示4倍灰度級為1296級灰度的紅外景象生成。
[0017]圖形工作站I將一幅灰度級為1296級的灰度圖像高3位建模到G (綠色)色彩通道的低3位上，將低8位建模到R (紅色)色彩通道8位上；圖像處理單元2在接收到圖形工作站發(fā)送的建模信息后，將G色彩通道低三位與R色彩通道8位數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接產(chǎn)生一個新的11位灰度圖像數(shù)據(jù)。將此11位圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行6乘6矩陣像素合并(如圖3)，合并后求得平均值對36取商，商數(shù)送入第一套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器3-1中對應(yīng)6乘6矩陣鏡片翻轉(zhuǎn)，余數(shù)送入第二套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器3-2中對應(yīng)6乘6矩陣鏡片翻轉(zhuǎn)。再將商數(shù)與余數(shù)復(fù)制后分別送入第三套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器3-3和第四套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器3-4中(如圖4);四套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器3-1、3-2、3-3、3-4分別將所接收到的數(shù)字圖像信息經(jīng)過DMD —次翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換通過和束成為一幅1296級灰度的紅外輻射圖像，，DMD在接收到經(jīng)過圖像處理單元處理之后的圖像數(shù)據(jù)將是全O或者全I(xiàn)的8位圖像數(shù)據(jù)，當(dāng)像素值為全O時，對應(yīng)DMD微鏡片處于關(guān)閉狀態(tài)(不反射能量)。當(dāng)像素值為全I(xiàn)時，對應(yīng)DMD微鏡片處于開態(tài)(反射能量)。
[0018]紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器3-1、3-2、3-3、3-4的DMD8都位于紅外成像光學(xué)系統(tǒng)4的物面上，四幅紅外輻射圖像在物面上疊加，對應(yīng)像素重合，保證紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器
3-1、3-2、3-3、3-4輸出的紅外輻射圖像經(jīng)過紅外分束器合束，在經(jīng)過紅外成像光學(xué)系統(tǒng)后成像在成像面4上。
[0019]設(shè)紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器3-1的DMD處于開態(tài)的一個微鏡輸出的紅外輻射在在第一紅外分束器5-1與紅外成像系統(tǒng)之間的任意一個與光軸垂直的面10上的光強(qiáng)為EJP么紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器3-2的DMD處于開態(tài)的一個微鏡輸出的紅外輻射在第一紅外分束器5-1與紅外成像系統(tǒng)之間的任意一個與光軸垂直的面10上的光強(qiáng)為36E。由于另外兩套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器3-3，3-4與以上兩路相同，因此最終得到最高74E的能量，每增加兩套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器，能量相應(yīng)增加37E。從而在物面上實(shí)現(xiàn)高對比度圖像顯示效果，生成高對比度紅外動態(tài)光學(xué)景象。
[0020]本實(shí)施方式中，紅外景象生成系統(tǒng)的主要構(gòu)成如下:圖像工作站1、圖像處理單元
2、四套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器(3-1、3-2、3-3、3-4)、三個紅外分束器(5-1、5-2、5-3)、紅外成像光學(xué)系統(tǒng)4，圖像工作站I與圖像處理單元2連接，圖像處理單元2與四套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器連接，三個紅外分束器位于四套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器與紅外成像光學(xué)系統(tǒng)之間。
[0021]本實(shí)施方式中，所述的四套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器均包含紅外光源6、紅外光源光學(xué)系統(tǒng)7、位于紅外成像光學(xué)系統(tǒng)物面上的DMD8和紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動器9。
[0022]本實(shí)施方式中，所述的DMD8采用單次翻轉(zhuǎn)，依靠圖像處理單元、紅外分束器以及紅外光源系統(tǒng)對能量的調(diào)節(jié)以及圖像像素合并方法實(shí)現(xiàn)對圖像灰度的控制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種四套DMD疊加成像的高對比度紅外景象生成方法和系統(tǒng)，是基于一種四套DMD顯示圖像在物面疊加的紅外生成方法，其特點(diǎn)在于: 根據(jù)摘要附圖所標(biāo)記信息，圖形工作站(I)將特殊方式建模產(chǎn)生的1296灰度級的紅外建模圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過DVI接口傳輸至圖像處理模塊(2)； 圖像處理模塊(2)將接收到的1296級灰度圖像按照6乘6像素合并在求平均，平均值對36取商，商數(shù)與余數(shù)分別對應(yīng)兩套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器(3-1，3-2)中6乘6像素鏡片中翻轉(zhuǎn)鏡片的個數(shù)；將這兩路商數(shù)與余數(shù)進(jìn)行相應(yīng)復(fù)制送入另外兩套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器(3-3，3-4)中6乘6像素鏡片中翻轉(zhuǎn)鏡片的個數(shù)； 四套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器(3-1，3-2，3-3，3-4)將四幅數(shù)字灰度圖像轉(zhuǎn)換為一幅灰度為1296，對比度為原來兩倍的紅外輻射圖像； 四套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器均包含紅外光源(6)、紅外光源光學(xué)系統(tǒng)(7)、位于紅外成像光學(xué)系統(tǒng)(4)物面上的DMD (8)和紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動器(9)； 四幅紅外輻射圖像在物面上疊加，對應(yīng)像素重合； 四幅紅外輻射圖像經(jīng)過其后面紅外分束器(5-1，5-2，5-3 )合束，在經(jīng)過紅外成像光學(xué)系統(tǒng)(4)成像在成像面(11)上； 通過設(shè)計紅外分束器(5-1，5-2，5-3)的反射率和透射率以及選擇紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器的光源強(qiáng)度，使位于紅外分束器(5-1)與紅外成像光學(xué)系統(tǒng)(4)之間的任意一個與光軸垂直的面(10)上的光強(qiáng)滿足關(guān)系E1/E2=36、E3/E4=36，E1為第一套紅外DMD動態(tài)轉(zhuǎn)換器(3-1)的DMD (8)處于開態(tài)的一個像素經(jīng)過紅外分束器(5-1，5-2)反射或者透射后在面(10)上的光強(qiáng)，E2為第二套紅外DMD動態(tài)轉(zhuǎn)換器(3-2)的DMD (8)處于開態(tài)的一個像素經(jīng)過紅外分束器(5-1，5-2)透射后在面(10)上的光強(qiáng)，E3為第三套紅外DMD動態(tài)轉(zhuǎn)換器(3-3)的DMD (8)處于開態(tài)的一個像素經(jīng)過紅外分束器(5-1, 5-3)反射后在面(10)上的光強(qiáng),E4為第四套紅外DMD動態(tài)轉(zhuǎn)換器(3-4)的DMD (8)處于開態(tài)的一個像素經(jīng)過紅外分束器(5_1，5-3)反射或者透射后在面(10)上的光強(qiáng)，從而在該物面上實(shí)現(xiàn)1296級灰度對比度為兩套DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器件能量兩倍的顯示效果，生成具有高對比度動態(tài)紅外圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四套DMD顯示圖像在物面疊加的紅外景象生成系統(tǒng)，器特征在于圖像工作站(I)與圖像處理單元(2)連接，圖像處理單元(2)與四套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器連接，紅外分束器(5-1，5-2，5-3)位于四套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器(3-1，3-2，3-3，3-4)與紅外成像光學(xué)系統(tǒng)(4)之間； 四套DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器均包含紅外光源(6)、紅外光源光學(xué)系統(tǒng)(7)、位于紅外成像光學(xué)系統(tǒng)(4)物面上的DMD (8)和紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動器(9)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四套DMD顯示圖像在物面疊加的紅外景象生成方法，其特征在于只需要增加兩個圖像處理單元輸出接口，再增加兩套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器與紅外分束器，并使之滿足相同的空間位置關(guān)系和光強(qiáng)關(guān)系，即可將生成的紅外景象的對比度提高到原來的兩倍。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種四套DMD疊加成像的高對比度紅外景象生成方法和系統(tǒng)。根據(jù)說明書摘要附圖所示，建模時產(chǎn)生灰度級為1296的圖像，圖像數(shù)據(jù)以DVI協(xié)議傳輸至圖像處理模塊，圖像處理模塊將數(shù)據(jù)以6乘6矩陣進(jìn)行合并，將合并后數(shù)據(jù)進(jìn)行36求平均數(shù)，平均數(shù)對36取余，商數(shù)與余數(shù)分別對應(yīng)兩套DMD中6乘6像素鏡片中翻轉(zhuǎn)鏡片的個數(shù)。商數(shù)為余數(shù)對應(yīng)DMD能量的36倍。在圖像處理單元增加商與余數(shù)的復(fù)制輸出，每增加兩套紅外DMD動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換器和紅外分束器，使之滿足相同的空間位置關(guān)系和光強(qiáng)關(guān)系，既可將生成的動態(tài)紅外景象的對比度提高兩套DMD輻射能量的一倍。本發(fā)明可用于幀周期范圍內(nèi)任意積分時間、高對比度的基于DMD的紅外景象模擬器的研制。
【IPC分類】G01J5/10, H04N5/33
【公開號】CN105588645
【申請?zhí)枴緾N201410553687
【發(fā)明人】康為民, 邵冬亮
【申請人】哈爾濱新光光電科技有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2014年10月20日