[发明专利]一种高动态范围的推扫成像系统

说明书

一种高动态范围的推扫成像系统，涉及成像技术领域，保证景物的高动态范围线阵推扫成像。包括成像光学系统、具有高低增益通道的TDI CMOS图像传感器、成像控制器和外部存储器；成像光学系统将外部的景物信息成像在高低增益通道的TDI CMOS图像传感器上；成像控制器控制具有高低增益通道的TDI CMOS图像传感器输出高低增益的数字图像数据并传送至外部存储器进行片外高动态范围合成，输出高动态范围的图像；本发明使用单片TDICMOS实现高低增益通道输出。TDICMOS线阵的高增益通道针对低地物反射率应用，低增益通道针对高地物反射率应用；最终合成输出高动态范围的图像。本发明的推扫成像系统，有利用实现较高的信噪比。

技术领域

本发明涉及成像技术领域，具体涉及一种高动态范围的推扫成像系统。

背景技术

现在的手机或商用相机调光，通常是采用面阵图像传感器，基于同一个目标多次拍摄，每次拍摄设置不同的曝光时间，然后对比不同曝光时间下的直方图或功率谱，选取获得的信息熵最大的曝光时间。而对地相对移动的线阵推扫观测应用，没有机会对相同的移动目标进行反复拍照；为了在成像过程中获得良好的动态传递函数，也不能随意设置积分时间，轨道确定，单级的积分时间就确定了。

现有星下点的平均速度，用下式表示为：

单级的积分时间为：

式中GSD为像元分辨率，G为万有引力常数，M为地球质量，R为平均地球半径，H为飞行器平均离地高度。t_int为不同像元分辨率下的最大积分时间。

因此，调整动态范围不能通过调整单级的积分时间达到，只能通过调整别的参数实现。

发明内容

本发明提供一种高动态范围的推扫成像系统，保证景物的高动态范围线阵推扫成像。

一种高动态范围的推扫成像系统，包括成像光学系统、具有高低增益通道的TDICMOS图像传感器、成像控制器和外部存储器；成像光学系统将外部的景物信息成像在高低增益通道的TDI CMOS图像传感器上；所述成像控制器控制具有高低增益通道的TDI CMOS图像传感器输出高低增益的数字图像数据并传送至外部存储器进行片外高动态范围合成，输出高动态范围的图像；

所述具有高低增益通道的TDI CMOS图像传感器的积分级数相同，像素增益和PGA增益不同；用下式表示为：

k_{TDI_high}＝k_{TDI_low}

k_{pix_high}×k_{PGA_high}＞k_{pix_low}×k_{PGA_low}

式中，k_{TDI_high}为高增益通道的TDI级数，k_{TDI_low}为低增益通道的TDI级数，k_{pix_high}为高增益通道的像素增益，k_{PGA_high}为高增益通道的PGA增益，k_{pix_low}为低增益通道的像素增益，k_{PGA_low}为低增益通道的PGA增益；

根据当前的太阳高度角和最大地面反射率所对应的成像光学系统入瞳处的目标积分辐亮度，进行积分级数M_i设置；用下式表示为：