实现像素级光强调制的微镜阵列控制方法研究

【摘要】光电成像设备工作过程中，经常需要探测的亮目标与暗目标之间的光照强度之比一般在一百万以上，若要对亮暗目标进行同时探测，通常要求成像设备具有很大的动态范围。运载火箭在发射阶段，由于火焰亮度高，造成光电成像设备不能看清散落的物体或火箭本体，对事故无法正确诊断；在航天侦查、观测等领域，当星载光电成像设备的指向与太阳夹角比较小时，会造成图像传感器的大面积饱和，形成日晕、Blooming等现象，使光电成像设备失灵，一旦遇到视场内存在高亮物体，或太阳的镜像反射等情况，都会造成光电成像设备无法正常探测场景图像。考虑经济性、技术难度以及适用范围，目前现存的很多技术手段仍然不能满足很多高亮度目标实时成像观察测量的要求，且大多数手段和方法成像动态范围在60～80dB，动态范围较小。本文叙述了一种自适应动态范围成像方法，此方法采用TI公司的数字微镜阵列DMD（DigitalMicromirrorDevice）空间光调制器。微镜阵列数字微镜阵列DMD空间光调制器结合图像传感器能够解决高动态场景中强弱目标同时探测的问题，获得高动态图像数据，其本身存在的较高的光效率、高可靠性、精确的光强调节等级以及经济性优势，使其具有很好的应用前景。文章针对高动态辐射场景的成像探测，对实现像素级光强调制的微镜阵列控制方法进行了研究，设计了能使探测系统的探测动态范围扩增66dB的DMD驱动控制。文章首先对国内外现状进行了阐述，将DMD空间光调制器与液晶空间强调制器进行了对比，确定DMD空间光调制器用于像素级光强调制系统的优越性；其次介绍了DMD的发展历程、结构、光强控制原理及主要参数；然后介绍了DMD对成像系统动态范围提升原理，并针对使探测系统的探测动态范围扩增66dB，对DMD的控制进行了分析，设计控制系统并对主要控制模块进行了详细描述；接着根据实际场景成像其非边缘区域的相邻像素值变化缓慢的特点，提出了适合DMD驱动方式的像素级调光算法—自适应空间区域法，它具有较快的收敛速度；最后结合实验，给出了DMD像元与图像探测器像元匹配方法，并验证了控制设计的正确性。
【作者】陈怀章；
【导师】王延杰；
【作者基本信息】中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)，机械工程，2013，硕士
【关键词】DMD；高动态；探测；驱动控制；调光；

【参考文献】
[1]吴庆芳.玩忽职守罪因果关系研究[D].华侨大学,法律,2013,硕士.
[2]孟健.A基金管理公司的营销渠道策略研究[D].北京交通大学,2014.
[3]彭芬,张明玉.农产品农超对接体系绩效评价模型构建[J].管理现代化,2015,02:84-86.
[4]王秀明.死亡赔偿金问题研究[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[5]苏毅馨.“六郁同治法”治疗不稳定型心绞痛实证的临床及基础研究[D].首都医科大学,中医内科学,2014,硕士.
[6]刘芳.长沙街道家具问题探讨[D].湖南大学,建筑与土木工程,2011,硕士.
[7]杨玉盛,何宗明,林光耀,杨学震.不同治理措施对闽东南沿海侵蚀性赤红壤肥力影响的研究[J].植物生态学报,1998,03:90-92+94+96-97.
[8]简继文.五元环硫脲衍生物的激发态结构动力学及溶剂效应[D].浙江理工大学,应用化学,2013,硕士.
[9]张国伍.大数据与智慧物流——“交通7+1论坛”第三十七次会议纪实[J].交通运输系统工程与信息,2015,01:2-10+233.
[10]章莹.可溶性CD40配体对THP-1细胞株增殖及Bcl-2、P53mRNA表达的影响[D].遵义医学院,内科学,2014,硕士.
[11]吴博.语言交际中亲密称呼语模糊性的研究[D].河北师范大学,英语语言文学,2004,硕士.
[12]张雄斐.光声成像中的伪影及噪声去除研究[D].西安电子科技大学,生物医学工程,2012,硕士.
[13]卢志刚,董玉香.基于改进二进制粒子群算法的配电网故障恢复[J].电力系统自动化,2006,24:39-43.
[14]余茜.Expectancy Norms in the Trans-editing of Online English Image News[D].西安外国语大学,MTI翻译,2014,硕士.
[15]刘广.乳腺癌新辅助化疗后肿瘤退缩模式研究[D].济南大学,肿瘤学,2012,硕士.
[16]常颖.高中生物教师学科知识需求的调查研究[D].东北师范大学,学科教学,2012,硕士.
[17]车广波,李丽丽,刘春波,苏斌,王庆伟.掺杂型有机太阳电池的研究进展[J].化学通报,2013,06:499-505.
[18]李博.RBAC改进模型在中药溯源系统中的应用研究[D].北方工业大学,计算机技术,2014,硕士.
[19]张欣.基于HMM的唇读识别技术研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2013,硕士.
[20]张欣.连续挤压模具等离子体材料表面改性研究[D].北京交通大学,材料加工工程,2012,硕士.
[21]李敏.PSE公司市场营销策略研究[D].华东理工大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[22]赵真真.界面电子输运及在超级电容器材料中的应用[D].南京大学,2012.
[23]余青,吴必虎,刘志敏,胡晓冉,陈琳琳.风景道研究与规划实践综述[J].地理研究,2007,06:1274-1284.
[24]丁玲.H银行金融市场部员工绩效管理体系设计[D].宁夏大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[25]孙滨.硅藻土处理城市生活垃圾渗滤液的实验研究[D].东北大学,化工过程机械,2010,硕士.
[26]叶海莉.不同追踪显示方式的绩效研究[D].浙江理工大学,应用心理学,2014,硕士.
[27]张堃.恒大矿业选煤厂煤泥水处理试验研究[D].辽宁工程技术大学,矿物加工工程,2012,硕士.
[28]张彩凤.个案工作对女性“再婚”生活适应危机的介入研究[D].沈阳师范大学,社会工作,2014,硕士.
[29]张立峰.河北省财政科技投入绩效评价研究[D].河北师范大学,世界经济,2013,硕士.
[30]杨广伟.微生物燃料电池—人工湿地系统处理污水效果及产电性能[D].哈尔滨工业大学,环境科学与工程,2014,硕士.
[31]黄忠胜,王晓茹,童晓阳.基于EPOCHS的数字化变电站通信网络仿真分析[J].电力系统自动化,2009,21:77-81.
[32]范立涛.杏北油田注水系统节能运行技术研究[D].东北石油大学,机械工程（专业学位）,2013,硕士.
[33]王杉杉.Gdf6和Egr2在多潜能干细胞向前脂肪细胞定向过程中的作用及机制研究[D].复旦大学,分子医学,2013,博士.
[34]李启荣.桥头堡战略下云南省中小企业“走出去”模式选择及对策分析[D].武汉理工大学,国际贸易学,2012,硕士.
[35]吴威.党员干部的群众路线教育研究[D].湖南师范大学,思想政治教育,2014,硕士.
[36]张瑞霞,王勇.一种基于数据挖掘的入侵检测模型[J].计算机与现代化,2003,05:58-61.
[37]魏乐,张秋生.企业横向并购纵向传染机制理论分析[J].北京交通大学学报(社会科学版),2014,03:66-76.
[38]段洋.混凝土储热材料与硝酸盐的相容性研究[D].武汉理工大学,材料加工工程,2012,硕士.
[39]郑大为.精神卫生法下的民事权利保护[D].大连海事大学,民商法,2014,硕士.
[40]王铁.论无权处分——兼释《合同法》第51条[D].安徽大学,法律,2003,硕士.
[41]陈振宁,吕维松,杨自厚,张宏勋,钟延炯.第五届IFAC采矿、冶金、金属加工自动化会议综述(上)[J].冶金自动化,1987,03:2-6.
[42]王涛,王颖生.首钢高炉提高煤比降低焦比实践[J].炼铁.2003(01)
[43]张岩霞.基于HSK动态作文语料库的日、韩、印尼留学生“了”的使用偏误分析[D].鲁东大学,汉语国际教育（专业学位）,2014,硕士.
[44]张清香.陕西省危险废物污染防治现状分析与对策研究[D].长安大学,环境工程（专业学位）,2014,硕士.
[45]高倩.框架效应对初中生风险决策的影响[D].郑州大学,基础心理学,2013,硕士.
[46]尹建忠.多源信息综合分析在矿产资源潜力评价中的应用[D].成都理工大学,2004.
[47]邓明春.管理咨询公司的知识管理[D].广西大学,2004.
[48]本报记者段佳.王俊：在“问题”中寻找创新动力[N].科技日报,2013-06-26005.
[49]王维红.如皋老城区城市绿地植物景观研究与评价[D].南京农业大学,风景园林,2012,硕士.
[50]孔志华.基于顾客满意的高职教育评估模式研究[D].浙江工业大学,2007.