[发明专利]像移补偿方法、像移补偿装置和成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及成像设备领域，特别涉及用于补偿运动物体的像移的像移补偿方法、像移补偿装置和成像设备。

背景技术

遥感卫星获取地球上的相关图像信息是通过安装在遥感卫星上的成像设备(可见光摄像机或电视摄像机)来获取相关图像信息的。由于卫星的飞行速度很快，即使成像设备的曝光时间很短，成像于成像设备传感器表面的图像也会产生相对位移，使得图像变得模糊，如图1所示。图1是侦察卫星对地面目标进行成像的示意图。因此，针对上述情况，需要进行像移补偿。

现有的像移补偿一般指的是机械补偿，即，在成像设备中增加像移补偿装置。该像移补偿装置的工作原理是通过伺服马达使得图像传感器在曝光时间内沿着卫星的飞行方向移动，从而使得需要拍摄的图像与传感器之间没有相对位移，达到像移补偿功能。

但是，在空间环境下，由于卫星在不同位置飞行，如太阳照射范围内或者照射范围外，其温度范围变化非常大。成像设备的环境温度一般在-55℃～-85℃范围之间。当采用机械补偿时，由于像移补偿装置采用机械结构，因为“热胀冷缩”等效应，机械补偿机构往往“失灵”，可靠性低。同时，机械补偿由于需要采用伺服马达，使得运动机构等的体积过大，显著增加了成像设备的体积和重量，不利于空间环境使用。

因此，需要改进的像素补偿机制。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的缺陷和不足，提供可以用于补偿运动物体的像移的新颖的和改进的像移补偿方法、像移补偿装置和成像设备。

根据本发明的一方面，提供了一种像移补偿方法，应用于运动物体在图像传感器表面上的成像，所述方法包括：读取在预定曝光时间期间，所述运动物体在所述图像传感器的第一到第n像元上成像所生成的第一到第n成像参数，所述第一像元是所述预定曝光时间开始时所述运动物体在所述图像传感器表面上成像的第一像素所对应的像元，且所述第一到第n像元是所述图像传感器表面上沿所述运动物体的运动方向上相邻的n个像元；累加所述第一到第n成像参数以得到累积成像参数；和，根据所述累积成像参数得到对所述运动物体成像的第一像素；其中，t_exposure是所述曝光时间，v_target是所述运动物体相对于所述图像传感器的运动速度，且P是所述图像传感器的像元尺寸。

在上述像移补偿方法中，所述图像传感器是电荷耦合器件图像传感器，且所述成像参数是电荷量。

在上述像移补偿方法中，累加所述第一到第n成像参数以得到累积参数的步骤具体包括：将第一像元的成像区中生成的电荷A₁转移到所述第一像元的转移区中；在所述运动物体从所述第一像元的位置移动到第二像元的位置时，将所述第一像元的成像区中生成的电荷清空；将所述第一像元的转移区中的电荷A₁转移到所述第二像元的转移区中；将第二像元的成像区中生成的电荷A₂转移到所述第二像元的转移区中，以使得所述第二像元的转移区中的电荷为A₁+A₂；和，重复以上步骤直到第n像元的转移区中的电荷累积为A₁+A₂+...+A_n。

在上述像移补偿方法中，根据所述累积成像参数得到对所述运动物体成像的第一像素的步骤具体包括：从第n像元的转移区中读出累积的电荷A₁+A₂+...+A_n；和，基于所述累积的电荷得到对所述运动物体成像的第一像素。

在上述像移补偿方法中，通过具有预定电压的时序脉冲控制电荷在所述像元的转移区中的转移和累积。

根据本发明的另一方面，提供了一种像移补偿装置，应用于运动物体在图像传感器表面上的成像，所述像移补偿装置包括：读取单元，用于读取在预定曝光时间期间，所述运动物体在所述图像传感器的第一到第n像元上成像所生成的第一到第n成像参数，所述第一像元是所述预定曝光时间开始时所述运动物体在所述图像传感器表面上成像的第一像素所对应的像元，且所述第一到第n像元是所述图像传感器表面上沿所述运动物体的运动方向上相邻的n个像元；累积单元，用于累加所述第一到第n成像参数以得到累积成像参数；和成像单元，用于根据所述累积成像参数得到对所述运动物体成像的第一像素；

其中，t_exposure是所述曝光时间，v_target是所述运动物体相对于所述图像传感器的运动速度，且P是所述图像传感器的像元尺寸。