[发明专利]一种六套DMD叠加成像的高灰度红外景象生成方法

摘要

本发明公开了一种六套DMD叠加成像的高灰度红外景象生成方法，建模时产生灰度级为16383的灰度帧频为200HZ的图像，数据以DVI传输方式传输至图像处理模块再将图像数据以2乘2像素矩阵进行合并，将合并之后的数据进行4平均运算，平均数对3125取余，余数再对625取余，余数再对125取余，余数再对25取余，余数再对5取余，余数再对1取余。经过6次取余数运算，得到6个商数对应六套DMD中2乘2像素镜片中翻转镜片的个数，在任意主光轴垂直面上第一级取余得到的商数对应DMD能量为第二级取余得到商数对应DMD能量的5倍。本发明可用于帧周期范围内任意积分时间、高灰度的基于DMD的红外景象模拟器的研制。

主权项

1.一种六套DMD叠加成像的高灰度红外景象生成方法，是一种基于六套DMD显示图像在物面叠加的红外景象生成方法，其特征在于：图形工作站（1）将特殊方式建模产生的16383灰度级的红外建模图像数据经过DVI接口传输至图像处理模块（2）；图像处理模块（2）将接收到的16383级灰度图像按照2乘2像素合并再求平均，平均值对3125取商，商数大于4时，都等于4，商数送入第一套红外DMD动态图像转换器（3‑1）中对应2乘2矩阵镜片翻转；余数对625取商，商值送入第二套红外DMD动态图像转换器（3‑2）中对应2乘2矩阵镜片翻转；余数对125取商，商值送入第三套红外DMD动态图像转换器（3‑3）中对应2乘2矩阵镜片翻转；余数对25取商，商值送入第四套红外DMD动态图像转换器（3‑4）中对应2乘2矩阵镜片翻转；余数对5取商，商值送入第五套红外DMD动态图像转换器（3‑5）中对应2乘2矩阵镜片翻转；余数对1取商，商值送入第六套红外DMD动态图像转换器（3‑6）中对应2乘2矩阵镜片翻转；六套红外DMD动态图像转换器（3‑1，3‑2，3‑3，3‑4，3‑5，3‑6）将六幅数字灰度图像转换为一幅灰度为15624级的红外辐射图像；六套红外DMD动态图像转换器均包含红外光源（6）、红外光源光学系统（7）、位于红外成像光学系统（4）物面上的DMD（8）和红外DMD动态图像转换器的驱动器（9）；六幅红外辐射图像在物面上叠加，对应像素重合；第一套红外DMD动态图像转换器（3‑1）生成的第一红外辐射图像与第二套红外DMD动态图像转换器（3‑2）生成的第二红外辐射图像经过第二红外分束器（5‑2）合束，生成合束图像一；第三套红外DMD动态图像转换器（3‑3）生成的第三红外辐射图像与第四套红外DMD动态图像转换器（3‑4）生成的第四红外辐射图像经过第三红外分束器（5‑3）合束，生成合束图像二；第五套红外DMD动态图像转换器（3‑5）生成的第五红外辐射图像与第六套红外DMD动态图像转换器（3‑6）生成的第六红外辐射图像经过第四红外分束器（5‑4）合束，生成合束图像三；合束图像一与合束图像二经过第一红外分束器（5‑1）合束，生成合束图像四；合束图像四与合束图像三经过第五红外分束器（5‑5）合束，生成合束图像五，再 经过红外成像光学系统（4）成像在成像面（11）上；通过设计五个红外分束器（5‑1，5‑2，5‑3，5‑4，5‑5）的反射率和透射率以及选择红外动态图像转换器的光源强度，使位于第五红外分束器（5‑5）与红外成像光学系统（4）之间的任意一个与光轴垂直的面（10）上的光强满足关系E1/E2=5、E2/E3=5、E3/E4=5、E4/E5=5、E5/E6=5，E1为第一套红外DMD动态转换器（3‑1）的DMD（8）处于开态的一个像素经过第二红外分束器（5‑2）反射，在经过第一红外分束器（5‑1）和第五红外分束器（5‑5）透射后在面（10）上的光强，E2为第二套红外DMD动态转换器（3‑2）的DMD（8）处于开态的一个像素经过第二红外分束器（5‑2）、第一红外分束器（5‑1）和第五红外分束器（5‑5）透射后在面（10）上的光强，E3为第三套红外DMD动态转换器（3‑3）的DMD（8）处于开态的一个像素经过第三红外分束器（5‑3）和第一红外分束器（5‑1）反射，在经过第五红外分束器（5‑5）透射后在面（10）上的光强，E4为第四套红外DMD动态转换器（3‑4）的DMD（8）处于开态的一个像素经过第三红外分束器（5‑3）透射，第一红外分束器（5‑1）反射和第五红外分束器（5‑5）透射后在面（10）上的光强，E5为第五套红外DMD动态转换器（3‑5）的DMD（8）处于开态的一个像素经过第四红外分束器（5‑4）和第五红外分束器（5‑5）反射后在面（10）上的光强，E6为第六套红外DMD动态转换器（3‑6）的DMD（8）处于开态的一个像素经过第四红外分束器（5‑4）透射和第五红外分束器（5‑5）反射后在面（10）上的光强，从而在物面上实现15624级灰度具有高灰度动态红外图像，生成具有高灰度动态红外图像。