檢測(cè)dmd顯示幀率的系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種數(shù)字微鏡器件的應(yīng)用，尤其涉及一種可以自動(dòng)檢測(cè)高速數(shù)字微鏡器件顯示幀率的系統(tǒng)和方法。
[0002]【【背景技術(shù)】】
DMDCDigital Micromirror Device，數(shù)字微鏡器件)通過(guò)控制鏡片的開啟和偏轉(zhuǎn)達(dá)到顯示圖像的目的。近年來(lái)DMD(Digital Micromirror Device，數(shù)字微鏡器件)在壓縮感知、單光子成像及共焦顯微等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，為了提高在這些領(lǐng)域設(shè)備的性能指標(biāo)，達(dá)到實(shí)用性要求，對(duì)數(shù)字微鏡的播放幀率要求也越來(lái)越高，目前數(shù)字微鏡的極限播放幀率為22000 幀/秒(二值)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)DMD系統(tǒng)機(jī)構(gòu)包括計(jì)算機(jī)，連接到計(jì)算機(jī)的DMD控制板，連接到DMD控制板的DMD，以及接收DMD調(diào)制光的圖像傳感器，如CCD(電荷耦合元件)，圖像傳感器進(jìn)一步連接到所述計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)發(fā)送一幀模板(二值)數(shù)據(jù)到DMD，DMD根據(jù)模板數(shù)據(jù)值進(jìn)行正負(fù)12度的翻轉(zhuǎn)，對(duì)入射到DMD的光進(jìn)行調(diào)制后投影，后端用圖像傳感器進(jìn)行采集，將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，分析的結(jié)果反饋用于模板的更新，然后將改變的模板重新下載到DMD，如此循環(huán)，形成計(jì)算機(jī)分析、產(chǎn)生DMD模板一〉下載到DMD進(jìn)行投影一〉圖像傳感器采集一〉計(jì)算機(jī)分析的閉環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0004]在DMD出現(xiàn)之前，現(xiàn)有的顯示設(shè)備基本上只需要滿足人眼觀看的需求，幾乎沒(méi)有設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)如此高的DMD幀率。超高的幀率使得用戶很難驗(yàn)證DMD的實(shí)際幀率是否達(dá)到設(shè)定值，如何檢測(cè)數(shù)字微鏡的幀率成為一個(gè)問(wèn)題。
[0005]因此有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改善以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
[0006]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種檢測(cè)具有高速顯示幀率的DMD的系統(tǒng)和方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供一種檢測(cè)DMD(數(shù)字微鏡器件)顯示幀率的系統(tǒng)，此檢測(cè)DMD顯示幀率的系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)，連接到計(jì)算機(jī)的DMD，接收DMD調(diào)制光的采集板，采集板包括接收調(diào)制光并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的圖像傳感器以及對(duì)圖像傳感器采集的數(shù)據(jù)分析的可編程門陣列，采集板進(jìn)一步連接到所述計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)采集板產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳進(jìn)行分析，DMD沿著一定方向滾動(dòng)顯示豎條紋圖像，圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)DMD的投影方向，并設(shè)定成一定的積分時(shí)間，采集多幅的滾動(dòng)圖像，可編程門陣列根據(jù)圖像傳感器采集的數(shù)據(jù)檢測(cè)豎條紋個(gè)數(shù)，并根據(jù)預(yù)定公式計(jì)算出幀率。
[0008]進(jìn)一步的，其中豎條紋圖像在橫軸方向占一個(gè)像素。
[0009]進(jìn)一步的，其中可編程門陣列對(duì)圖像傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理，并檢測(cè)圖像從白到黑跳變的次數(shù)以計(jì)算出幀率。
[0010]進(jìn)一步的，其中所述積分時(shí)間使得豎條紋最后一列后不會(huì)重新回到開始的位置。
[0011]進(jìn)一步的，其中圖像傳感器的采集數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，分析的結(jié)果可以用于決定對(duì)DMD的測(cè)試模板的修改。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種檢測(cè)DMD顯示幀率的方法，包括:將豎條紋圖像下載到DMD，沿著一定方向滾動(dòng)顯示豎條紋圖像，圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)DMD的投影方向，并設(shè)定成一定的積分時(shí)間，采集多幅的滾動(dòng)圖像，及利用可編程門陣列對(duì)圖像傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并檢測(cè)豎條紋個(gè)數(shù)，根據(jù)預(yù)定公式計(jì)算出幀率。
[0013]進(jìn)一步的，其中豎條紋圖像在橫軸方向占一個(gè)像素。
[0014]進(jìn)一步的，其中可編程門陣列對(duì)圖像傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理，并檢測(cè)圖像從白到黑跳變的次數(shù)以計(jì)算出幀率。
[0015]進(jìn)一步的，其中所述積分時(shí)間使得豎條紋最后一列后不會(huì)重新回到開始的位置。
[0016]進(jìn)一步的，其中圖像傳感器的采集數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，分析的結(jié)果可以用于決定對(duì)DMD的測(cè)試模板的修改。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)DMD顯示幀率的系統(tǒng)和方法，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中的人眼觀察缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)具有超高顯示幀率的DMD的檢測(cè)，以判斷其實(shí)際幀率是否達(dá)到設(shè)定值。
[0018]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0019]【【附圖說(shuō)明】】
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的DMD顯示幀率檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用來(lái)測(cè)試的二值豎條紋圖像；
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器采集的豎條紋多幀圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采集板的結(jié)構(gòu)圖；
圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可編程門陣列的程序框圖。
[0020]【【具體實(shí)施方式】】
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0021]本發(fā)明的較佳實(shí)施例以型號(hào)為S1076-7408的DMD為例進(jìn)行說(shuō)明，其分辨率大小為1024x768。可以理解的是，其它型號(hào)的DMD的應(yīng)用自然也包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)DMD顯示幀率的系統(tǒng)，參照附圖1所示的本發(fā)明采用的高速DMD幀率測(cè)量方法框圖，其基本架構(gòu)包括計(jì)算機(jī)I，連接到計(jì)算機(jī)I并從計(jì)算機(jī)接收DMD模板的DMD控制板2，連接到DMD控制板的DMD 3，接收DMD調(diào)制光的采集板5，采集板包括接收調(diào)制光并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的圖像傳感器4(以CCD為例)以及對(duì)圖像傳感器采集的數(shù)據(jù)分析的可編程門陣列(FPGA)6，采集板5及圖像傳感器4進(jìn)一步連接到所述計(jì)算機(jī)I，計(jì)算機(jī)I對(duì)采集板5產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳進(jìn)行分析。
[0023]計(jì)算機(jī)I通過(guò)USB數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議發(fā)送一幀模板到DMD控制板2，DMD控制板2繼而將將模板數(shù)據(jù)寫入到DMD 3,DMD 3對(duì)入射的光源進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生的調(diào)制光被采集板5的圖像傳感器4采集并通過(guò)如USB等傳輸方式發(fā)送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，分析的結(jié)果可以用于決定對(duì)下一幀DMD的測(cè)試模板的修改。
[0024]圖2是根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例用來(lái)測(cè)試的二值豎條紋圖8。其中豎條紋圖像80在橫軸方向占一個(gè)像素。將豎條紋圖像80下載到DMD 3，并讓其從左到右滾動(dòng)顯示，滾動(dòng)間隔2個(gè)像素以上，以保證采集到的圖像有黑白間隔。根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例，可以改變DMD豎條紋圖像的滾動(dòng)方向，滾動(dòng)間隔可以在3個(gè)或更多個(gè)以上。此外，豎條紋也可以在橫軸方向上占據(jù)2個(gè)或更多個(gè)像素。將圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)DMD的投影方向，并設(shè)定成一定的積分時(shí)間，然后開始采集一幀圖像。DMD在超高幀率顯示情況下，圖像傳感器在積分時(shí)間內(nèi)可以采集到多幅的滾動(dòng)圖像，形成圖3的圖案。
[0025]如圖4所示的根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的采集板5的結(jié)構(gòu)圖，其包括圖像傳感器4、接收?qǐng)D像傳感器采集的數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列6，以及顯示裝置7(較佳實(shí)施例中以LCD顯示為例)?？删幊涕T陣列6對(duì)圖像傳感器4采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理，然后從圖像的左邊到右邊檢測(cè)圖像從白到黑跳變的個(gè)數(shù)，根據(jù)預(yù)定公式計(jì)算出幀率，在LCD顯示屏上顯示出來(lái)。于本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，圖像傳感器的積分時(shí)間不能太長(zhǎng)，以保證豎條紋滾動(dòng)到最后一列后不會(huì)重新回到開始的位置并和最開始的圖像重合，以免影響幀數(shù)檢測(cè)。
[0026]圖5是本發(fā)明較佳實(shí)施例的可編程門陣列FPGA的程序框圖。假設(shè)圖像傳感器4積分時(shí)間是T，檢測(cè)到的黑白跳變邊緣個(gè)數(shù)為N(即采集到了 N幀的DMD圖像)，那么可通過(guò)預(yù)定的公式計(jì)算得到測(cè)試出來(lái)的顯示幀率Fr(幀/秒):
Fr=N/T
如:DMD刷新幀率10000幀/秒，圖像傳感器的積分時(shí)間設(shè)定為1ms，那么圖像傳感器4拍攝一張DMD的顯示圖片就可以計(jì)算到具有100個(gè)豎條紋，100/10ms=10000幀/秒。
[0027]根據(jù)以上所介紹的本發(fā)明的較佳實(shí)施例的檢測(cè)系統(tǒng)和方法，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中的人眼觀察缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)具有超高顯示幀率的DMD的檢測(cè)，以判斷其實(shí)際幀率是否達(dá)到設(shè)定值。
[0028]以上本發(fā)明較佳實(shí)施例中所列舉的各種電子器件均僅為對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述所用，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行替換，選擇其它類型的器件進(jìn)行替代。
[0029]以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種檢測(cè)DMD(數(shù)字微鏡器件)顯示幀率的系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)，連接到計(jì)算機(jī)的DMD，接收DMD調(diào)制光的采集板，采集板包括接收調(diào)制光并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的圖像傳感器以及對(duì)圖像傳感器采集的數(shù)據(jù)分析的可編程門陣列，采集板進(jìn)一步連接到所述計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)采集板產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳進(jìn)行分析，其特征在于，DMD沿著一定方向滾動(dòng)顯示豎條紋圖像，圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)DMD的投影方向，并設(shè)定成一定的積分時(shí)間，采集多幅的滾動(dòng)圖像，可編程門陣列根據(jù)圖像傳感器采集的數(shù)據(jù)檢測(cè)豎條紋個(gè)數(shù)，并根據(jù)預(yù)定公式計(jì)算出DMD幀率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)DMD顯示幀率的系統(tǒng)，其特征在于，其中豎條紋圖像在橫軸方向占一個(gè)像素。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)DMD顯示幀率的系統(tǒng)，其特征在于，其中可編程門陣列對(duì)圖像傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理，并檢測(cè)圖像從白到黑跳變的次數(shù)以計(jì)算出幀率。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)DMD顯示幀率的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述積分時(shí)間使得豎條紋最后一列后不會(huì)重新回到開始的位置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)DMD顯示幀率的系統(tǒng)，其特征在于，其中圖像傳感器的采集數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，分析的結(jié)果可以用于決定對(duì)DMD的測(cè)試模板的修改。6.—種檢測(cè)DMD顯示幀率的方法，包括:將豎條紋圖像下載到DMD，沿著一定方向滾動(dòng)顯示豎條紋圖像，圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)DMD的投影方向，并設(shè)定成一定的積分時(shí)間，采集多幅的滾動(dòng)圖像，及利用可編程門陣列對(duì)圖像傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并檢測(cè)豎條紋個(gè)數(shù)，根據(jù)預(yù)定公式計(jì)算出DMD幀率。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)DMD顯示幀率的方法，其中豎條紋圖像在橫軸方向占一個(gè)像素。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)DMD顯示幀率的方法，其中可編程門陣列對(duì)圖像傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理，并檢測(cè)圖像從白到黑跳變的次數(shù)以計(jì)算出幀率。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)DMD顯示幀率的方法，其中所述積分時(shí)間使得豎條紋最后一列后不會(huì)重新回到開始的位置。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)DMD顯示幀率的方法，其中圖像傳感器的采集數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，分析的結(jié)果可以用于決定對(duì)DMD的測(cè)試模板的修改。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種檢測(cè)DMD（數(shù)字微鏡器件）顯示幀率的系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)，連接到計(jì)算機(jī)的DMD，接收DMD調(diào)制光的采集板，采集板包括接收調(diào)制光并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的圖像傳感器以及對(duì)圖像傳感器采集的數(shù)據(jù)分析的可編程門陣列，采集板進(jìn)一步連接到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)采集板產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳進(jìn)行分析，DMD沿著一定方向滾動(dòng)顯示豎條紋圖像，圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)DMD的投影方向，并設(shè)定成一定的積分時(shí)間，采集多幅的滾動(dòng)圖像，可編程門陣列根據(jù)圖像傳感器采集的數(shù)據(jù)檢測(cè)豎條紋個(gè)數(shù)，并根據(jù)預(yù)定公式計(jì)算出DMD幀率。
【IPC分類】H04N5/74, H04N17/00, G06T7/00
【公開號(hào)】CN105578179
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610003235
【發(fā)明人】黃新棟, 左石凱
【申請(qǐng)人】廈門理工學(xué)院
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年1月4日