[发明专利]基于深空探测的高动态范围TDICMOS成像系统

说明书

基于深空探测的高动态范围TDI CMOS成像系统，现有对深空探测相机的图像特性进行动态范围优化过程中，存在统计的区域段过多，耗费的资源过多；若统计的区段过少，又存在统计的精度太差等问题，包括TDI CMOS图像传感器和成像控制器；所述成像控制器产生TDI CMOS图像传感器的相关控制信号，并通过SPI接口对TDI CMOS图像传感器的成像参数进行控制，所述TDICMOS图像传感器返回SPI读出数据的反馈信号，输出串行图像数据到成像控制器内部进行处理；本发明基于探测器可用的积分级数、像素增益和PGA增益范围来设置使用的成像工作参数组，同时设置统计图像的灰度直方图的区域段数，实现与成像参数的最佳匹配。

技术领域

本发明涉及深空探测的高动态范围相机成像技术领域，具体涉及一种与成像参数匹配的深空探测的高动态范围相机系统。

背景技术

航天相机特别是深空探测相机，针对星球的两极和赤道成像，所经历的太阳高度角变化范围接近89.5度，太阳高度角引起的入射光能量变化超过了114倍，地面反射率的变化会导致所需的动态范围进一步加大。TDICMOS探测器可调节积分级数、像素增益和PGA增益来改变输出的灰度值，但不同调节方式获得的信噪比是不同的。基于图像的灰度直方图统计图像的特性进行动态范围的优化，若统计的区域段过多，耗费的资源过多；若统计的区段过少，又存在统计的精度太差等问题。

发明内容

本发明为解决现有对深空探测相机的图像特性进行动态范围优化过程中，存在统计的区域段过多，耗费的资源过多；若统计的区段过少，又存在统计的精度太差等问题，提供一种基于深空探测的高动态范围TDICMOS成像系统。

基于深空探测的高动态范围TDICMOS成像系统，包括TDICMOS图像传感器和成像控制器；所述成像控制器产生TDICMOS图像传感器的相关控制信号，并通过SPI接口对TDICMOS图像传感器的成像参数进行控制，所述TDICMOS图像传感器返回SPI读出数据的反馈信号，输出串行图像数据到成像控制器内部进行处理；

所述成像控制器按照最小的像素增益、PGA增益和m个TDI积分级数，制作出m组成像参数，每组成像参数为：k_{pix_gain_min},k_{pga_gain_min},k_{tdi_i}，k_{pix_gain_min}为像素增益最小值，k_{pga_gain_min}为PGA增益最小值，k_{tdi_i}为第i个TDI积分级数，i的取值为0～m-1；

若k_{pix_gain_max}为像素增益最大值，k_{pga_gain_max}为PGA增益最大值，k_{tdi_i+1}为第i+1个TDI积分级数，n_i的取值大于2，则需要在参数(k_{pix_gain_min},k_{pga_gain_min},k_{tdi_i})与(k_{pix_gain_min},k_{pga_gain_min},k_{tdi_i+1})之间插入n_i-1组参数；

或若

且则需要在参数(k_{pix_gain_min},k_{pga_gain_min},k_{tdi_i})与(k_{pix_gain_min},k_{pga_gain_min},k_{tdi_i+1})之间插入n_i-1组参数；

当时，则对应的n_i-1值设置为1。

插入n_i-1组参数可以表示为：