基于EBAPS全参数综合自适应控制方法、装置、存储介质与流程

本技术涉及ebaps器件领域，基于此设计了一种基于ebaps全参数综合自适应控制方法、装置、存储介质。

背景技术：

1、电子轰击型有源像素传感器(eleetron bonbarded active pixel sensor,ebaps)是一种高性能的真空-半导体混合型器件，广泛应用于军事装备、遥感测绘、空间探测等领域，研究ebaps己成为数字微光夜视技术研究领域竞相发展的重点方向。

2、ebaps技术属于高科技领域，关于此技术细节研究的文献报道相对缺乏，西方国家在这方面的研究成果最为突出。目前，某国己经将ebaps成功应用于阿帕奇直升机和f35战二机等作战平台，其中应用于阿帕奇直开机的apeche m1611-02相机由intervac公司研制，采用了isie11型ebaps，像素分辨率为1600×1200。某国研制的ebaps器件的灵敏度探测下限达到了单光子量级。在国内，以北方夜视技术股份有限公司和微光夜视技术国防科学重点实验室为代表的研发团队已在ebaps的理论研究、器件制备等方面取得一定成果。

3、与微光像增强器、低照度cmos相机等不同，ebaps结合了真空器件与固体器件的优势，具有更低的探测极限，但同时也带来更复杂的参数调节要求，需要兼顾光电阴极、半导体器件等多变量联调保证ebaps整机系统处于最佳工作状态下。通过设计一种专用于ebaps的全参数综合自适应控制技术，结合图像增强降噪处理，通过高压模块集成及信号控制，对图像输出灰度值进行循环判断，实现曝光时间、像素增益及高压电源等多变量参数随照度变化自动调节，保证图像平均灰度值稳定输出在一定范围区间，满足最适合人眼识别的要求。

4、现有ebaps器件需要在图像增强降噪的同时通过手动调节高压控制光电阴极产生加速电子轰击半导体，再结合cmos芯片本身光电参数调试，如像素增益、曝光时间等，确定最优工作状态，无法满足复杂环境下快速响应变化的需求，限制了新一代微光探测器在国内军民市场的广泛应用。

5、公开于背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本技术提供了一种基于ebaps全参数综合自适应控制方法，用于解决现有技术中存在的昼夜模式切换时高压无法及时关闭导致阴极损伤以及图像对比度、亮度等图像参数影响成像质量的技术问题。

2、本技术提供了一种基于ebaps全参数综合自适应控制方法，包括在开机状态下进行以下步骤：

3、步骤s1：关闭降噪增强算法，机芯控制电源采用昼模式，阴极采用正压，镜头在昼模式下对焦成像获得图像；

4、步骤s2：依据所得图像的raw数据采集自动pga增益a1和自动曝光a2，进行自动pga增益控制；

5、步骤s3：获取图像raw数据中的灰度值，判断所得灰度值是否小于第一灰度阈值，如果是则增加电压并开启夜模式，如果否则不开启夜模式；

6、步骤s4：如果步骤s3中的判断结果为是，则设置固定增益、采用最大曝光时间，启动高压电源，根据图像灰度值进行高压电源的电压/门宽a3自适应：

7、步骤s5：监测raw数据流的统计特征，结合电压/门宽a3数据状态，判断图像灰度值是否大于第二灰度阈值，如果结果为是，则切换至昼模式且返回步骤s1，如果判断结果为否则结束操作。

8、采用该方法可以在关闭降噪增强算法的情况下，实现在低照度环境下的更好清晰成像。

9、优选地，步骤s2中还包括：监测获取raw数据流统计特征、结合自动pga增益a1和自动曝光a2的状态的操作。

10、优选地，第一灰度阈值为15～20。更优先的可以为15。

11、优选地，固定增益设置为1500～2000。更优先的可以为1600。

12、优选地，步骤s4中高压电源的电压/门宽a3自适应包括以下步骤：

13、步骤s41：镜头采用夜模式对焦，开启针对夜模式的降噪增强算法，根据raw数据流统计特征,，获取图像，分析图像亮度和灰度值；

14、步骤s42：当采集图像的环境中亮度增高后，判断所得图像中的亮度是否达到亮度预设值，如果是，则保持voltag；如果亮度大于亮度预设值，则降低voltag；如果亮度小于亮度预设值，则增加voltag；

15、步骤s43：如果进行降低voltag操作，则再次获取图像，判断所得图像的亮度是否大于日夜阈值，如果否则返回步骤s41，如果是则关闭电压/门宽a3自适应调节，结束操作。

16、优选地，第二灰度阈值为25～30。更优先的可以为28。

17、优选地，自动pga增益控制包括以下步骤：获取图像raw数据中的亮度，判断raw数据中环境亮度是否大于日夜阈值，如果是，则降低pga增益，如果否，则提高pga增益。

18、优选地，自动pga增益控制包含以下步骤：

19、步骤s21：从采集的raw图像信号中获取亮度信息；

20、步骤s22：根据所获取亮度信息进行分析后，根据分析结果进行pga增益调整、参数调节；

21、步骤s22中所调节的参数为曝光时间和感光度。

22、本技术的另一方面还提供了一种用于实现上述方法的装置，包括：

23、图像获取模块，用于关闭降噪增强算法，机芯控制电源采用昼模式，阴极采用正压，镜头在昼模式下对焦成像获得图像；

24、自动pga增益控制模块，用于依据所得图像的raw数据采集自动pga增益a1和自动曝光a2，进行自动pga增益控制；

25、灰度值获取模块，用于获取图像raw数据中的灰度值，判断所得灰度值是否小于第一灰度阈值，如果是则增加电压并开启夜模式，如果否则不开启夜模式；

26、a3自适应模块，用于如果灰度值获取模块中的判断结果为是，则设置固定增益、采用最大曝光时间，启动高压电源，根据图像灰度值进行高压电源的电压/门宽a3自适应：

27、灰度值判断模块，用于监测raw数据流的统计特征，结合电压/门宽a3数据状态，判断图像灰度值是否大于第二灰度阈值，如果结果为是，则切换至昼模式且返回图像获取模块，如果判断结果为否则结束操作。

28、本技术的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述基于ebaps全参数综合自适应控制方法的步骤。

29、本技术的另一方面还提供了一种计算机设备，包括处理器、存储器和存储于所述存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述基于ebaps全参数综合自适应控制方法的步骤。

30、本技术能产生的有益效果包括：

31、1)本技术所提供的基于ebaps全参数综合自适应控制方法，该方法能够实现在ebaps器件图像增强降噪处理的同时，通过电压自动变化以调节电子轰击增益，匹配曝光时间及像素增益等参数变化，实现全参数综合自适应控制技术，满足其复杂环境探测需求：能实现最低工作照度8×10-5lx@25fps、5×10-4lx@60fps的自由切换；图像增强降噪处理后，能有效消除灰度值较高的椒盐噪声、散粒噪声，采用灰度值评判降噪效果，在不降帧频的前提下，即可实现图像平均灰度值降幅≥8％；同时该方法用该方法能减小电子轰击带来的噪声影响以及因照度变化带来的图像连杆影响，实现图像质量的提升，在易于人眼观测的同时也拓宽了ebaps的应用范围。

32、2)本技术所提供的基于ebaps全参数综合自适应控制方法，在复杂环境照度下，以轰击电压、曝光时间及像素增益等多变量自动联调的方式，能控制图像平局灰度值始终保持在15～28，该范围内电压保持不变，不会进行昼夜切换。