[发明专利]一种暗电平指标可控的成像系统和方法

权利要求书

1.一种暗电平指标可控的成像系统，其特征在于：包括暗电平测试环境、实时图像采集与显示系统以及放置于暗电平测试环境中的光电成像传感器、运算放大器、图像信号处理芯片、开关控制电路、模拟开关和参考电平补偿网络，

所述光电成像传感器的模拟图像信号输出端与运算放大器的输入端+IN连接，所述运算放大器的输出端OUTPUT通过电容与图像信号处理芯片的输入端连接，所述图像信号处理芯片的数字图像信号输出端与实时图像采集与显示系统的输入端连接，

所述参考电平补偿网络通过模拟开关与运算放大器的输入端-IN连接，所述开关控制电路根据光电成像传感器所输出模拟图像信号的哑像元段与有效像元段的时序关系控制模拟开关的闭合与断开。

2.根据权利要求1所述的暗电平指标可控的成像系统，其特征在于：所述图像信号处理芯片包括对输入信号进行偏置钳位的偏置钳位电路、采样保持电路以及A/D转换器，所述偏置钳位电路、采样保持电路以及A/D转换器依次连接。

3.根据权利要求1或2所述的暗电平指标可控的成像系统，其特征在于：所述光电成像传感器为CCD芯片、CMOS芯片或CIS芯片。

4.根据权利要求3所述的暗电平指标可控的成像系统，其特征在于：所述参考电平补偿网络包括能够提供正参考电平的正电源、能够提供负参考电平的负电源、可变电阻R1、可变电阻R2以及电阻R3,所述可变电阻R1一端与正电源连接，所述可变电阻R2的一端与负电源连接，所述可变电阻R1和可变电阻R2的另一端均与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端通过模拟开关与运算放大器的输入端-IN连接。

5.一种暗电平指标可控的成像方法,其特征在于：包括以下步骤：

1】光电成像传感器向运算放大器输出模拟图像信号；

2】对模拟图像信号的哑像元段的偏置电平进行电平补偿：

开关控制电路根据光电成像传感器所输出模拟图像信号的哑像元段与有效像元段的时序关系控制模拟开关的打开与关闭，对哑像元段的偏置电平进行补偿处理，使得哑像元段的偏置电平改变ΔV，得到补偿后的模拟图像信号，具体补偿方式为：

当模拟图像信号为哑像元段时，开关控制电路控制模拟开关闭合；

当模拟图像信号为有效像元时段时，开关控制电路控制模拟开关打开；

3】对补偿后的模拟图像信号的哑像元段的偏置电平进行偏置钳位处理：

图像信号处理芯片的偏置钳位电路提供一个固定直流偏置电平V1，偏置钳位电路对输入的补偿后的模拟图像信号的哑像元段进行偏置钳位处理，具体步骤如下：偏置钳位电路将输入的补偿后的模拟图像信号的哑像元段的偏置电平信号钳位至固定直流偏置电平V1，且输出钳位后的模拟图像信号；

4】采样保持：

采样保持电路接收偏置钳位电路输出的钳位后的模拟图像信号，并对该钳位后的模拟图像信号利用S/H方法提取有效像元的电平信号，并输出至A/D转换器；

5】A/D转换处理：

A/D转换器将有效像元的电平信号转换为有效像元的数字图像信号，传输至实时图像采集与显示系统；

6】暗电平调节：

通过实时图像采集与显示系统进行实时统计数字图像信号，根据统计的结果，动态调节参考电平补偿网络的可变电阻以改变电平补偿量，直至显示的数字图像信号满足暗电平指标。

6.根据权利要求5所述的暗电平指标可控的成像方法，其特征在于：所述光电成像传感器为CCD芯片、CMOS芯片或CIS芯片。

7.根据权利要求5或6所述的暗电平指标可控的成像方法，其特征在于：：所述参考电平补偿网络包括能够提供正参考电平的正电源、能够提供负参考电平的负电源、可变电阻R1、可变电阻R2以及电阻R3,所述可变电阻R1一端与正电源连接，所述可变电阻R2的一端与负电源连接，所述可变电阻R1和可变电阻R2的另一端均与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端通过模拟开关与运算放大器的输入端-IN连接。

8.根据权利要求5所述的暗电平指标可控的成像方法，其特征在于：所述步骤6】暗电平调节的具体步骤如下：

通过实时图像采集与显示系统进行实时观测和统计数字图像信号，

当成像系统的暗电平大于零且过大时，

当光电成像传感器为CCD芯片时，调节可变电阻R1变小或调节可变电阻R2变大，使得ΔV变小；

当光电成像传感器为CMOS芯片或CIS芯片时，调节可变电阻R1变大或调节可变电阻R2变小，使得ΔV变大；

当成像系统的暗电平小于零时：

当光电成像传感器为CCD芯片时，调节可变电阻R1变大或调节可变电阻R2变小，使得ΔV变大；

当光电成像传感器为CMOS芯片或CIS芯片时，调节可变电阻R1变小或调节可变电阻R2变大，使得ΔV变小。