[发明专利]一种提高图像传感器灵敏度去除成形光的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微弱图像信号检测领域，特别涉及一种提高图像传感器灵敏度去除成形光的方法，适用于所有图像传感器。

背景技术

微弱光照条件下的微弱图像信号检测是图像传感器应用中的一个难点，在军事、天文、深海探测、生物医学成像以及工业检测等多个领域都有涉及。随着图像传感器制造工艺的提高以及数字图像处理技术的应用，微弱图像检测技术已经得到了很大程度的发展。

中国专利公开号CN101464188，公开日2009年6月24日，发明名称为提高光电传感器灵敏度的方法突破了照度极限，大幅度提高光电传感器的灵敏度。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中存在以下不足：

该方法通过在光电传感器前施加一束成形光，使微弱图像信号与成形光相叠加，叠加后的光信号通过光电转换及模数转换后送入计算机，计算机再从叠加后的信号中恢复出微弱图像信号。该方法需要进行两次数据采集，在应用到图像传感器时，由于图像信号数据量大，原有的去除成形光的计算方法限制了成像速度，不能够实现微弱图像信号的实时显示。

发明内容

本发明提供了一种提高图像传感器灵敏度去除成形光的方法，本发明减少了计算量，提高了成像速度，实现了对数据的连续处理，方便了对微弱图像信号进行检测，详见下文描述：

一种提高图像传感器灵敏度去除成形光的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在图像传感器前施加一束成形光，并与微弱图像信号S相叠加，所述图像传感器接收叠加的图像信号，并将所述叠加的图像信号传输至视频采集卡；

(2)所述视频采集卡接收所述叠加的图像信号并转换成数字图像信号，将所述数字图像信号传输到计算机；

(3)所述计算机利用最小二乘法对一个周期内产生的各帧数字图像进行数据处理，通过最小化误差的平方获取微弱图像信号S的拟合值，输出所述微弱图像信号S。

步骤(3)中的所述计算机利用最小二乘法对一个周期内产生的各帧数字图像进行数据处理，通过最小化误差的平方获取微弱图像信号S的拟合值，输出所述微弱图像信号S具体为：

所述计算机记录一个周期内所采集的各帧图像Q_i，并根据最小二乘法原理，整理出4个参数：和其中，和n为一个周期内所采集的数字图像的总帧数，i为帧号，i＝0，1，2，...，n-1，Q_i代表实际采集的各帧数字图像，为所述微弱图像信号S与所述成形光的叠加，则

所述微弱图像信号S的计算公式为：

所述成形光具体为锯齿波信号。

所述图像传感器具体为：CCD图像传感器、CMOS图像传感器或阴极射线图像传感器中的任意一种。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

本发明提供了一种提高图像传感器灵敏度去除成形光的方法，原有技术在恢复微弱图象信号时，需要进行两次数据采集，一次采集成形光，一次采集采集微弱图像信号与成形光的叠加信号。本发明不需要单独采集成形光，只需要采集微弱图像信号与成形光的叠加信号，使总采样次数减小到一半；本发明只需要逐周期采集微弱图像信号与成形光的叠加信号，中间不必关掉微弱图像信号就可以进行成形光的数据采集，避免了关闭微弱图像信号的困难，实现了数据的连续处理，同时提高了成形光的提取精度，也进一步提高了对微弱图像信号的采集精度；原有技术中在恢复微弱图象信号时，两次数据采集中的成形光需要保持一致，但是，实际应用中往往因为周围环境光的影响，每个周期的成形光也会有变化，给使用带来一定难度，本发明只需要一次数据采集，使其对周围环境光和成形光的限制降低，简化了使用要求，便于实现；本发明采用最小二乘法恢复微弱图象信号，只需要简单计算出4个参数矩阵，通过这4个参数矩阵计算出微弱图象信号各点的灰度值，图象单点计算量大大减少，加快了整幅图像的成像速度。

附图说明

图1为本发明提供的一种提高图像传感器灵敏度去除成形光的方法的流程图；

图2(a)、图2(b)、图2(c)和图2(d)为本发明提供的仿真波形的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了减少计算量，提高成像速度，实现对数据的连续处理，方便对微弱图像信号进行检测，本发明实施例提供了一种提高图像传感器灵敏度去除成形光的方法，参见图1，详见下文描述：