[发明专利]实现面阵CMOS传感器双向扫描清晰成像的方法

摘要

实现面阵CMOS传感器双向扫描清晰成像的方法，涉及光电探测成像领域，解决现有TDICCD实现双向扫描成像时采用增加对称积分电路的方式，存在硬件电路复杂以及成本高的问题，CMOS传感器用于输出面阵图像；两片片外存储器用于存储CMOS传感器输出的数字图像，并不同扫描方向时按照不同的TDI控制时序实现数字图像时间延迟积分。扫描方向判断装置用于对当前传感器相对目标景物的运动方向做出判断，根据正向扫描或者反向扫描选择针对性的TDI算法实现方式，数字域双向扫描TDI可以根据输入的运动方向自动选择匹配的数字域TDI算法并控制两片存储器完成正向扫描和反向扫描时不同的读写操作，本发明适用于对地遥感的应用。

主权项

1.实现面阵CMOS传感器双向扫描清晰成像的方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：步骤一、运动方向判断装置接收CMOS传感器传送的当前图像，并根据接收的图像判断CMOS传感器的当前的运动方向，如果CMOS传感器运动方向为正向，则执行步骤二，如果为反向，则执行步骤三；获得清晰图像；步骤二、选择双向扫描数字域TDI算法，具体过程为：在第i行周期数据叠加完成后，所述i为正整数，输出M级正向扫描积分信号，计算公式为：N_i(M)=P_i(1)+P_i-1(2)+P_i-2(3)+…P_i-M+2(M-1)+P_i-M+1(M)   （1）式中，P_i(1)表示第i帧像素阵列的第一行像素；FPGA控制第一片外存储器与第二片外存储器对每帧图像的累加和存储，所述第一片外存储器存储每帧图像的奇数行图像，第二片外存储器存储每帧图像的偶数行图像，在每个行周期由第一片外存储器的第一个缓存区域输出最终M级积分图像；所述两片片外存储器的累加读写和输出过程用数学模型表示为：O_i=S1(1)    （3）式中，S1(k)表示第一片外存储器的第k个存储区域；S2(k)表示第二片外存储器的第k个存储区域；P_i(k)表示第i帧像素阵列的第k行像素；R为不小于M/2的最小正整数；O_i表示第i帧输出的M级积分数字图像；步骤三、反向扫描的数字域TDI算法，每个行周期由FPGA控制输出的反向扫描的M级积分图像计算公式如下：Ni′(M)=Pi(M)+Pi-1(M-1)+···+Pi-M+2(M-2)+Pi-M+1(M-1)---(4)]]>所述在反向扫描时，奇数帧图像的存储与正向扫描的存储相同；所述偶数帧图像的第2*(k-1)+1行数据存储于第一片外存储器的第R+k个存储区域，第2*k行数据存储于第二片外存储器的第R+k个存储区域；写入奇数帧图像的第2*k+1行数据时读取第二片外存储器的第R+k个存储区数据，与之相加后再写入第一片外存储器的第k+1个存储区；写入奇数帧图像的第2*k行数据时则读取第一片外存储器的第R+k个存储区数据，与之相加后再写入第二片外存储器的第k个存储区；写入偶数帧图像的第2*k+1行数据时读取第二片外存储器的第k个存储区数据，与之相加后再写入第一片外存储器的第R+k+1个存储区；写入偶数帧图像的第2*k行数据时则读取第一片外存储器的第k个存储区数据，与之相加后再写入第二片外存储器的第R+k个存储区；在每个行周期输出最后写入存储区域的一行数据作为M级积分图像；所述第一片外储器与第二片外存储器累加读写操作和输出操作的具体过程采用数学模型表示为：S1(1)=P2i-1(1)S1(R+1)=P2i(1)S1(k+1)=P2i-1(2k+1)+S2(R+k),k=1,2···,R-1S2(k)=P2i-1(2k)+S1(R+k),k=1,2···,RS1(R+k+1)=P2i(2k+1)+S2(k),k=1,2···,R-1S2(R+k)=P2i(2k)+S1(k),k=1,2···,R---(5)]]>式中，P_2i-1(k)表示奇数帧像素阵列的第k行像素，P_2i(k)表示偶数帧像素阵列的第k行像素。