CN115776614A - 焦平面成像系统最佳积分时间计算系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焦平面成像系统最佳积分时间计算系统，属于焦平面成像系统技术领域，包括命令接收模块、参数预设模块、图像采集模块、灰度电压值转换模块、最佳积分时间判断模块以及积分步长计算模块。本发明可以实现自动化计算最佳积分时间，有效提高工作效率，保证最佳积分时间的一致性，实用性高。

Description

焦平面成像系统最佳积分时间计算系统及其工作方法

技术领域

本发明属于焦平面成像系统技术领域，具体涉及一种焦平面成像系统最佳积分时间计算系统及其工作方法。

背景技术

积分时间是指红外焦平面成像系统探测器像元积累辐射信号产生电荷的时间，是红外焦平面成像系统的一个重要参数，对红外焦平面成像系统的很多性能参数均有影响。积分时间选取得是否合适直接影响到成像的清晰度。目前传统的焦平面测试系统不具备实现自动化计算最佳积分时间的功能。传统的计算最佳积分时间的方法为：先根据探测器读出电路规范中的积分脉冲的实际情况计算出大致的积分时间范围；再由人工设定、人工判定多次取值得出。即使是同种规格的探测器，由于读出电路性能差异，也会导致最佳积分时间不同。可以说，每一只组件都需要单独找出最佳积分时间，效率不高，且不能保证每次人工判读的最佳积分时间的一致性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种焦平面成像系统最佳积分时间计算系统及其工作方法，可以实现自动化计算最佳积分时间，有效提高工作效率，保证最佳积分时间的一致性，实用性高。

为实现上述目的，本发明提供一种焦平面成像系统最佳积分时间计算系统，包括用于接收计算积分时间命令的命令接收模块、用于预设初始积分时间t0、初始积分步长∆t1、阈值σ和目标电压值Ve的参数预设模块、用于采集具体积分时间对应的灰度图像的图像采集模块、用于将控件平均灰度计算并转换为电压值的灰度电压值转换模块、用于判断是否得到最佳积分时间的最佳积分时间判断模块以及用于计算新的积分步长的积分步长计算模块。

其进一步技术方案为：所述最佳积分时间判断模块的工作方法为：判断每次计算得到的电压值与Ve的差值的绝对值是否大于σ；若否，则判定最佳积分时间T为当前累计的积分时间；若是，则判定没有找到最佳积分时间，需要继续采集新的积分时间对应的灰度图像，计算控件平均灰度并转换为电压值。

其进一步技术方案为：所述积分步长计算模块的工作方法为：比较连续两次的计算得到的电压值与Ve的差值的绝对值，如果差值的绝对值呈现减小的趋势，则新的积分步长保持不变；如果差值的绝对值呈现增大的趋势，则新的积分步长等于原来的积分步长乘以（-1/K），其中K为大于1的常数。

其进一步技术方案为：K=2。

本发明还提供了焦平面成像系统最佳积分时间计算系统的工作方法，包括如下步骤：

S1、在参数预设模块中设置初始积分时间t0、初始积分步长∆t1、阈值σ和目标电压值Ve；

S2、命令接收模块接受积分时间计算命令，开始计算积分时间：图像采集模块采集初始积分时间t0对应的灰度图像，灰度电压值转换模块计算控件平均灰度并转换为电压值V1；

S3、最佳积分时间判断模块判断是否找到最佳积分时间：判断V1与Ve的差值的绝对值是否大于σ；即∆V1=V1-Ve，判断|∆V1|是否大于σ；若否，则判定最佳积分时间T=t0；若是，则图像采集模块采集积分时间t1=t0+∆t1对应的灰度图像，灰度电压值转换模块计算控件平均灰度并转换为电压值V2；

S4、积分步长计算模块计算得到新的积分步长：分别计算V1、V2与Ve的差值，得到∆V1和∆V2；∆V1=V1-Ve；∆V2=V2-Ve；比较|∆V1|和|∆V2|的大小，计算得到新的积分步长∆t2：若|∆V2|＜|∆V1|，则判定新的积分步长∆t2=∆t1；否则，则判定新的积分步长∆t2=（-1/K）*∆t1；其中K为大于1的常数；

S5、最佳积分时间判断模块再次判断是否找到最佳积分时间：判断V2与Ve的差值的绝对值是否大于σ；即∆V2=V2-Ve，判断|∆V2|是否大于σ；若否，则判定最佳积分时间T=t0+∆t1；若是，则图像采集模块采集积分时间t2=t0+∆t1+∆t2对应的灰度图像，灰度电压值转换模块计算控件平均灰度并转换为电压值V3；

S6、积分步长计算模块再次计算得到新的积分步长：计算V3与Ve的差值，得到∆V3=V3-Ve；比较|∆V2|和|∆V3|的大小，计算得到新的积分步长∆t3：若|∆V3|＜|∆V2|，则判定新的积分步长∆t3=∆t2；否则，则判定新的积分步长∆t3=（-1/K）*∆t2；其中K为大于1的常数；

S7、最佳积分时间判断模块再次判断是否找到最佳积分时间：判断V3与Ve的差值的绝对值是否大于σ；即∆V3=V3-Ve，判断|∆V3|是否大于σ；若否，则判定最佳积分时间T=t0+∆t1+∆t2；若是，则图像采集模块采集积分时间t2=t0+∆t1+∆t2+∆t3对应的灰度图像，灰度电压值转换模块计算控件平均灰度并转换为电压值V4；

S8、重复上述操作S6-S7，直至找到|∆Vn|≤σ，则判定最佳积分时间T=t0+∆t1+∆t2+……+∆t（n-1）。

其进一步技术方案为：所述步骤S5和S8中的K均为定值，且K=2。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明可以实现自动化计算最佳积分时间，相比与传统的手动找积分时间，减少测试人员的操作，有效提高工作效率，保证最佳积分时间的一致性，实用性高。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例提供的焦平面成像系统最佳积分时间计算系统的示意性框图。

实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，本实施例提供的焦平面成像系统最佳积分时间计算系统，包括用于接收计算积分时间命令的命令接收模块、用于预设初始积分时间t0、初始积分步长∆t1、阈值σ和目标电压值Ve的参数预设模块、用于采集具体积分时间对应的灰度图像的图像采集模块、用于将控件平均灰度计算并转换为电压值的灰度电压值转换模块、用于判断是否得到最佳积分时间的最佳积分时间判断模块以及用于计算新的积分步长的积分步长计算模块。

具体的，最佳积分时间判断模块的工作方法为：判断每次计算得到的电压值与Ve的差值的绝对值是否大于σ；若否，则判定最佳积分时间T为当前累计的积分时间；若是，则判定没有找到最佳积分时间，需要继续采集新的积分时间对应的灰度图像，计算控件平均灰度并转换为电压值。

具体的，积分步长计算模块的工作方法为：比较连续两次的计算得到的电压值与Ve的差值的绝对值，如果差值的绝对值呈现减小的趋势，则新的积分步长保持不变；如果差值的绝对值呈现增大的趋势，则新的积分步长等于原来的积分步长乘以（-1/K），其中K为大于1的常数。

具体的，K=2。

实施例

一种焦平面成像系统最佳积分时间计算系统的工作方法，包括如下步骤：

S1、在参数预设模块中设置初始积分时间t0、初始积分步长∆t1、阈值σ和目标电压值Ve；

S2、命令接收模块接受积分时间计算命令，开始计算积分时间：图像采集模块采集初始积分时间t0对应的灰度图像，灰度电压值转换模块计算控件平均灰度并转换为电压值V1；

S3、最佳积分时间判断模块判断是否找到最佳积分时间：判断V1与Ve的差值的绝对值是否大于σ；即∆V1=V1-Ve，判断|∆V1|是否大于σ；若否，则判定最佳积分时间T=t0；若是，则图像采集模块采集积分时间t1=t0+∆t1对应的灰度图像，灰度电压值转换模块计算控件平均灰度并转换为电压值V2；

S4、积分步长计算模块计算得到新的积分步长：分别计算V1、V2与Ve的差值，得到∆V1和∆V2；∆V1=V1-Ve；∆V2=V2-Ve；比较|∆V1|和|∆V2|的大小，计算得到新的积分步长∆t2：若|∆V2|＜|∆V1|，则判定新的积分步长∆t2=∆t1；否则，则判定新的积分步长∆t2=（-1/K）*∆t1；其中K为大于1的常数；

S5、最佳积分时间判断模块再次判断是否找到最佳积分时间：判断V2与Ve的差值的绝对值是否大于σ；即∆V2=V2-Ve，判断|∆V2|是否大于σ；若否，则判定最佳积分时间T=t0+∆t1；若是，则图像采集模块采集积分时间t2=t0+∆t1+∆t2对应的灰度图像，灰度电压值转换模块计算控件平均灰度并转换为电压值V3；

S6、积分步长计算模块再次计算得到新的积分步长：计算V3与Ve的差值，得到∆V3=V3-Ve；比较|∆V2|和|∆V3|的大小，计算得到新的积分步长∆t3：若|∆V3|＜|∆V2|，则判定新的积分步长∆t3=∆t2；否则，则判定新的积分步长∆t3=（-1/K）*∆t2；其中K为大于1的常数；

S7、最佳积分时间判断模块再次判断是否找到最佳积分时间：判断V3与Ve的差值的绝对值是否大于σ；即∆V3=V3-Ve，判断|∆V3|是否大于σ；若否，则判定最佳积分时间T=t0+∆t1+∆t2；若是，则图像采集模块采集积分时间t2=t0+∆t1+∆t2+∆t3对应的灰度图像，灰度电压值转换模块计算控件平均灰度并转换为电压值V4；

S8、重复上述操作S6-S7，直至找到|∆Vn|≤σ，则判定最佳积分时间T=t0+∆t1+∆t2+……+∆t（n-1）。

具体的：步骤S5和S8中的K均为定值，且K=2。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种焦平面成像系统最佳积分时间计算系统，其特征在于：包括用于接收计算积分时间命令的命令接收模块、用于预设初始积分时间t0、初始积分步长∆t1、阈值σ和目标电压值Ve的参数预设模块、用于采集具体积分时间对应的灰度图像的图像采集模块、用于将控件平均灰度计算并转换为电压值的灰度电压值转换模块、用于判断是否得到最佳积分时间的最佳积分时间判断模块以及用于计算新的积分步长的积分步长计算模块。

2.根据权利要求1所述的焦平面成像系统最佳积分时间计算系统，其特征在于：所述最佳积分时间判断模块的工作方法为：判断每次计算得到的电压值与Ve的差值的绝对值是否大于σ；若否，则判定最佳积分时间T为当前累计的积分时间；若是，则判定没有找到最佳积分时间，需要继续采集新的积分时间对应的灰度图像，计算控件平均灰度并转换为电压值。

3.根据权利要求2所述的焦平面成像系统最佳积分时间计算系统，其特征在于：所述积分步长计算模块的工作方法为：比较连续两次的计算得到的电压值与Ve的差值的绝对值，如果差值的绝对值呈现减小的趋势，则新的积分步长保持不变；如果差值的绝对值呈现增大的趋势，则新的积分步长等于原来的积分步长乘以（-1/K），其中K为大于1的常数。

4.根据权利要求3所述的焦平面成像系统最佳积分时间计算系统，其特征在于：K=2。

5.一种权利要求1所述的焦平面成像系统最佳积分时间计算系统的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、在参数预设模块中设置初始积分时间t0、初始积分步长∆t1、阈值σ和目标电压值Ve；

S2、命令接收模块接受积分时间计算命令，开始计算积分时间：图像采集模块采集初始积分时间t0对应的灰度图像，灰度电压值转换模块计算控件平均灰度并转换为电压值V1；

S3、最佳积分时间判断模块判断是否找到最佳积分时间：判断V1与Ve的差值的绝对值是否大于σ；即∆V1=V1-Ve，判断|∆V1|是否大于σ；若否，则判定最佳积分时间T=t0；若是，则图像采集模块采集积分时间t1=t0+∆t1对应的灰度图像，灰度电压值转换模块计算控件平均灰度并转换为电压值V2；

S4、积分步长计算模块计算得到新的积分步长：分别计算V1、V2与Ve的差值，得到∆V1和∆V2；∆V1=V1-Ve；∆V2=V2-Ve；比较|∆V1|和|∆V2|的大小，计算得到新的积分步长∆t2：若|∆V2|＜|∆V1|，则判定新的积分步长∆t2=∆t1；否则，则判定新的积分步长∆t2=（-1/K）*∆t1；其中K为大于1的常数；

S5、最佳积分时间判断模块再次判断是否找到最佳积分时间：判断V2与Ve的差值的绝对值是否大于σ；即∆V2=V2-Ve，判断|∆V2|是否大于σ；若否，则判定最佳积分时间T=t0+∆t1；若是，则图像采集模块采集积分时间t2=t0+∆t1+∆t2对应的灰度图像，灰度电压值转换模块计算控件平均灰度并转换为电压值V3；

S6、积分步长计算模块再次计算得到新的积分步长：计算V3与Ve的差值，得到∆V3=V3-Ve；比较|∆V2|和|∆V3|的大小，计算得到新的积分步长∆t3：若|∆V3|＜|∆V2|，则判定新的积分步长∆t3=∆t2；否则，则判定新的积分步长∆t3=（-1/K）*∆t2；其中K为大于1的常数；

S7、最佳积分时间判断模块再次判断是否找到最佳积分时间：判断V3与Ve的差值的绝对值是否大于σ；即∆V3=V3-Ve，判断|∆V3|是否大于σ；若否，则判定最佳积分时间T=t0+∆t1+∆t2；若是，则图像采集模块采集积分时间t2=t0+∆t1+∆t2+∆t3对应的灰度图像，灰度电压值转换模块计算控件平均灰度并转换为电压值V4；

S8、重复上述操作S6-S7，直至找到|∆Vn|≤σ，则判定最佳积分时间T=t0+∆t1+∆t2+……+∆t（n-1）。

6.根据权利要求5所述的焦平面成像系统最佳积分时间计算系统的工作方法，其特征在于：所述步骤S5和S8中的K均为定值，且K=2。

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