陳建華，朱 明，黃德天

（1.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林長(zhǎng)春130033；

2.中國(guó)科學(xué)院研究生院，北京100039）

數(shù)字微鏡器件動(dòng)態(tài)紅外場(chǎng)景投影技術(shù)

陳建華1，2，朱 明1，黃德天1，2

（1.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林長(zhǎng)春130033；

2.中國(guó)科學(xué)院研究生院，北京100039）

動(dòng)態(tài)紅外場(chǎng)景投影（DIRSP）技術(shù)是考察和評(píng)估紅外成像測(cè)量跟蹤系統(tǒng)性能指標(biāo)的主要方法。本文回顧了國(guó)內(nèi)外DIRSP技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用，概述了幾種主要的DIRSP技術(shù)及其特點(diǎn)。在詳細(xì)介紹數(shù)字微鏡器件（DMD）的工作原理及機(jī)械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了灰度等級(jí)控制的方法及其特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)3種數(shù)字光處理（DLP）顯示系統(tǒng)投影原理的對(duì)比，指出了各自的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。重點(diǎn)分析了基于DMD的DIRSP系統(tǒng)—微鏡陣列投影系統(tǒng)（MAPS）的工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能指標(biāo)及技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并討論了將DMD應(yīng)用于DIRSP所采用的6大關(guān)鍵技術(shù)。最后，結(jié)合DIRSP技術(shù)的應(yīng)用背景和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對(duì)下一步的研究工作做了展望。

數(shù)字微鏡器件；數(shù)字光處理；動(dòng)態(tài)紅外場(chǎng)景投影；微鏡陣列投影系統(tǒng)

1 引 言

紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)通過(guò)其自身攜帶的紅外探測(cè)器來(lái)探測(cè)目標(biāo)與背景輻射的能量，捕獲目標(biāo)的紅外圖像，對(duì)紅外目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別并跟蹤，以實(shí)現(xiàn)精確制導(dǎo)的目的。紅外成像制導(dǎo)特別適合在夜間和低能見(jiàn)度下工作，能提供比肉眼所見(jiàn)更加豐富的目標(biāo)和背景信息，在惡劣環(huán)境中仍具有較強(qiáng)的抗干擾能力，并具有較高的靈敏度和分辨率，十分有利于目標(biāo)的識(shí)別與跟蹤。然而，在紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)階段，為了對(duì)制導(dǎo)性能進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，往往需要大量的外場(chǎng)飛行試驗(yàn)，消耗大量的經(jīng)濟(jì)與時(shí)間成本；同時(shí)外場(chǎng)試驗(yàn)環(huán)境也并非人為可控，外場(chǎng)環(huán)境不具有可重復(fù)性，難以對(duì)系統(tǒng)的制導(dǎo)性能進(jìn)行有針對(duì)性的重復(fù)試驗(yàn)。應(yīng)用紅外硬件閉環(huán)（Hardware-in-the-Loop，HWIL）在線實(shí)物仿真系統(tǒng)，制導(dǎo)系統(tǒng)的飛行測(cè)試與夜視傳感器測(cè)試都能在實(shí)驗(yàn)室的仿真環(huán)境下進(jìn)行，大大節(jié)約了外場(chǎng)飛行的成本，并能提供可控、可重復(fù)的試驗(yàn)條件。

紅外成像仿真系統(tǒng)的原理是模擬各種真實(shí)目標(biāo)及其背景的紅外輻射特性并建立模型，在紅外光波段內(nèi)通過(guò)仿真系統(tǒng)將其還原，生成的紅外圖像被投影到制導(dǎo)系統(tǒng)的探測(cè)器上，使制導(dǎo)系統(tǒng)如同在各種真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別與跟蹤［1～4］。

目前，紅外圖像生成方法可以分為三大類：一是可見(jiàn)光圖像直接轉(zhuǎn)換法，即利用薄膜轉(zhuǎn)換器直接將可見(jiàn)光圖像轉(zhuǎn)換成為紅外圖像；二是直接紅外輻射法［5，6］，主要包括電阻陣列、激光二極管陣列、紅外陰極射線管（Cathod-ray Tube，CRT）以及MIRAGE（Multispectral InfraRed Animation Generation Equipment）［7］；三是紅外輻射調(diào)制法［6］，主要有數(shù)字微鏡器件（Digital Mirror Device，DMD）紅外投影系統(tǒng)、布萊盒（Bly cells）技術(shù)和紅外液晶光閥。其中DMD紅外投影技術(shù)是基于TI公司研制的DMD而設(shè)計(jì)的，它具有精度高、幀頻快、分辨率高、動(dòng)態(tài)范圍大等特點(diǎn)，是最新型的動(dòng)態(tài)紅外場(chǎng)景投影技術(shù)［8］。

本文介紹了基于DMD的數(shù)字光處理（Digital Light Processing，DLP）顯示系統(tǒng)，以及基于DLP投影顯示技術(shù)而開(kāi)發(fā)的DIRSP系統(tǒng)—微鏡陣列投影系統(tǒng)（MAPS）的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)，最后對(duì)紅外場(chǎng)景投影技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)做了展望。

2 DMD

圖1 DMD芯片的反射鏡陣列［10］

2.1 DMD的結(jié)構(gòu)

DMD是采用微機(jī)械加工手段，在半導(dǎo)體硅片上采用鋁濺射工藝形成一組二維微鏡陣列，每個(gè)微鏡相當(dāng)于投影畫(huà)面中的一個(gè)像素點(diǎn)，并且可以獨(dú)立控制每個(gè)微鏡的狀態(tài)，其最高分辨率可達(dá)2 048×1 024。圖1是用掃描式電子顯微鏡拍下的DMD微鏡陣列顯微照片，數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的微鏡面具有不同的偏轉(zhuǎn)角，呈現(xiàn)不同的狀態(tài)。DMD是TI公司研制的DLP顯示系統(tǒng)中空間光調(diào)制器的核心器件，每一個(gè)微鏡面是邊長(zhǎng)為16μm的正方形，微鏡面的中心間距為17μm，每一個(gè)微鏡面之間的間隔僅為1μm。利用微鏡與存儲(chǔ)單元之間的靜電吸引，可以控制每個(gè)鏡面繞著機(jī)械轉(zhuǎn)軸翻轉(zhuǎn)+10°或-10°。第二代DMD微鏡面的中心間距僅有13.68μm，可以達(dá)±12°的翻轉(zhuǎn)。而最新一代的 DMD微鏡面的中心間距甚至只有10.8μm［8，9］。中心間距越小，同樣面積的DMD微鏡陣列投影成像的分辨率就越高。圖2示出了兩片位于傾斜狀態(tài)的DMD微反射鏡。

圖2 2個(gè)DMD像素圖［10］

由圖2可知，DMD像素單元主要由存儲(chǔ)圖像信號(hào)的存儲(chǔ)單元、支撐微鏡的支柱和轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈、鏡架、反射鏡及3個(gè)電極等幾大部分組成微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）結(jié)構(gòu)單元，圖3為其結(jié)構(gòu)單元的具體展開(kāi)。

圖3 DMD像素展開(kāi)圖［11］

2.2 DMD的工作原理

DMD是一種快速、反射式的數(shù)字光開(kāi)關(guān)，成像是靠微鏡轉(zhuǎn)動(dòng)完成的，成像原理如圖4所示。每個(gè)微鏡面都有3種可能的狀態(tài)，即“開(kāi)”態(tài)、“平”態(tài)以及“關(guān)”態(tài)，分別對(duì)應(yīng)+10°、0°及-10°的偏轉(zhuǎn)角。將投影透鏡置于像素微鏡的中垂線上，當(dāng)微鏡未偏轉(zhuǎn)（即處于“平”態(tài)）時(shí)，像素微鏡水平放置，來(lái)自光源的入射光被微鏡反射，反射角為20°，偏離投影透鏡；當(dāng)微鏡偏轉(zhuǎn)+10°（即處于“開(kāi)”態(tài)）時(shí)，反射光線幾乎全部通過(guò)投影系統(tǒng)，屏幕上對(duì)應(yīng)的像素即呈現(xiàn)亮態(tài)；當(dāng)微鏡偏轉(zhuǎn)-10°（即處于“關(guān)”態(tài)）時(shí)，反射光線偏離投影系統(tǒng)，被吸收裝置吸收，屏幕上對(duì)應(yīng)的像素呈現(xiàn)暗態(tài)。因此，通過(guò)控制微鏡的“開(kāi)”、“關(guān)”狀態(tài)，就可以控制圖像每個(gè)像素的亮、暗狀態(tài)，在屏幕上生成一幅投影圖像［12，13］。

圖4 兩個(gè)DMD光開(kāi)關(guān)的工作原理

每個(gè)微鏡均采用雙穩(wěn)態(tài)工作。圖5是雙穩(wěn)態(tài)DMD的示意圖。由圖5可知，微鏡位于扭轉(zhuǎn)片之上，扭轉(zhuǎn)片以鉸鏈為軸，帶動(dòng)微鏡一起偏轉(zhuǎn)。當(dāng)扭轉(zhuǎn)片的末端與搭接電極接觸，扭轉(zhuǎn)片便停止轉(zhuǎn)動(dòng)，保持平衡狀態(tài)。扭轉(zhuǎn)片的偏轉(zhuǎn)角大小完全由DMD的機(jī)械構(gòu)造所決定，用以保證偏轉(zhuǎn)角的精確性不受外界因素與積分時(shí)間長(zhǎng)短的影響。由于偏轉(zhuǎn)角的大小在設(shè)計(jì)芯片時(shí)已經(jīng)固定，所以控制微鏡的狀態(tài)時(shí)，只需考慮偏轉(zhuǎn)方向，而無(wú)需考慮控制信號(hào)的強(qiáng)弱，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字開(kāi)關(guān)量控制。扭轉(zhuǎn)片的偏轉(zhuǎn)方向由加在尋址電極上的尋址電壓決定，尋址電壓的高低電平由CMOS存儲(chǔ)單元提供的二進(jìn)制信號(hào)來(lái)控制。當(dāng)CMOS存儲(chǔ)單元輸出信號(hào)為0時(shí)，尋址電壓呈低電平，微鏡的偏轉(zhuǎn)角度為-10°；當(dāng)CMOS存儲(chǔ)單元輸出信號(hào)為1時(shí)，尋址電壓呈高電平，微鏡的偏轉(zhuǎn)角度為+10°。在扭轉(zhuǎn)片上加有一個(gè)偏置電壓是為了使扭轉(zhuǎn)片具有雙穩(wěn)態(tài)特性，達(dá)到使用較低的尋址電壓來(lái)獲得較大的偏轉(zhuǎn)角，標(biāo)準(zhǔn)MOS晶體管5 V電壓即可［14］。

圖5 雙穩(wěn)態(tài)DMD原理圖

2.3 DMD的灰度等級(jí)控制

如果僅僅控制微鏡的偏轉(zhuǎn)方向，得到的只是一幅黑白二值圖像，而為了使投影圖像更逼真地模擬真實(shí)目標(biāo)和背景，傳達(dá)更豐富的現(xiàn)場(chǎng)信息，往往需要包含灰度信息。灰度等級(jí)是指灰度圖像由黑色到白色之間的亮度層次，就像我們平時(shí)看到亮度由暗到明的黑白照片，亮度變化是連續(xù)的。在數(shù)字圖像中，用灰度表示亮度值，為了表示這種灰度信息，需要把灰度值進(jìn)行量化。比如將灰度劃分為0～255共256個(gè)灰度等級(jí)，0表示最暗（全黑），255表示最亮（全白），每個(gè)像素都有自己的灰度值。用于表示每一像素灰度值的比特?cái)?shù)越高，灰度等級(jí)也越高，顯示的圖像就越豐富，畫(huà)面更細(xì)膩，圖像也會(huì)更逼真。若比特位數(shù)為b，則圖像有2b個(gè)灰度等級(jí)。

為了使DMD投影成像具有更豐富的灰度信息，就需要進(jìn)行灰度調(diào)制?；叶日{(diào)制的基本原理就是人眼在空間上對(duì)分辨率不敏感和在時(shí)間上存在“視覺(jué)暫留”的特性，因此，灰度調(diào)制的方法也可以從空間和時(shí)間上加以考慮。下面介紹幾種常見(jiàn)的灰度調(diào)制方案。

（1）空間灰度調(diào)制

空間灰度調(diào)制是在單幀圖像內(nèi)，將一定數(shù)目的基本像素單元合并成為一個(gè)“大像素”，而這個(gè)“大像素”中的每個(gè)基本像素單元僅有0和1兩個(gè)灰度級(jí)，并且是單獨(dú)可控的。如圖6所示，分別控制這個(gè)“大像素”中各基本像素單元處于“亮”態(tài)和“暗”態(tài)的數(shù)量，當(dāng)在一定距離外觀察投影圖像時(shí)，整幅圖像將顯示不同的灰度級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)圖像的灰度調(diào)制。

圖6 空間灰度調(diào)制示意圖

空間灰度調(diào)制法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，只需單獨(dú)控制每個(gè)基本像素單元的“開(kāi)”、“關(guān)”狀態(tài)，無(wú)需復(fù)雜的控制方案和驅(qū)動(dòng)電路，就可實(shí)現(xiàn)圖像的灰度等級(jí)調(diào)制。但是，空間灰度調(diào)制法也有其無(wú)法克服的缺點(diǎn)。首先，每個(gè)基本像素單元的灰度等級(jí)并沒(méi)有改變，而是通過(guò)改變“大像素”所包含的基本像素單元中處于“亮”態(tài)和“暗”態(tài)的數(shù)量比，來(lái)改變“大像素”的灰度級(jí)，這樣，整幅圖像就不可能實(shí)現(xiàn)很多的灰度等級(jí)。如圖6所示，若將4個(gè)基本像素單元組成一個(gè)“大像素”，則其灰度等級(jí)僅有5級(jí)。

其次，若想提高圖像的灰度等級(jí)，只有通過(guò)增加“大像素”所包含的基本像素單元數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣就導(dǎo)致了圖像分辨率下降，雖然圖像的灰度等級(jí)提高了，但卻是以降低圖像分辨率為代價(jià)的，效果適得其反。因此，通過(guò)空間灰度調(diào)制，灰度等級(jí)并不能無(wú)限制提高，而應(yīng)該綜合考慮灰度等級(jí)與分辨率的相互影響。

（2）幀灰度調(diào)制

幀灰度調(diào)制是將連續(xù)的一定數(shù)目的幀合并成為一個(gè)“大幀”，每一幀可以稱之為“子幀”。如圖7所示，分別控制每個(gè)“子幀”中各像素的“亮”、“暗”狀態(tài)，由于人眼的“視覺(jué)暫留”現(xiàn)象，不同“子幀”同一位置的像素亮度將被疊加，從而呈現(xiàn)不同的灰度等級(jí)，實(shí)現(xiàn)圖像的灰度調(diào)制。

圖7 幀灰度調(diào)制示意圖

與空間灰度調(diào)制相比，幀灰度調(diào)制不會(huì)影響投影圖像的分辨率，但把若干幀合并成為一個(gè)“大幀”作為顯示單位，而不提高幀頻，可能導(dǎo)致灰度級(jí)別的閃爍；但提高幀頻又會(huì)受到DMD顯示器件及視頻處理電路的響應(yīng)時(shí)間限制，所以幀灰度調(diào)制有其固有的瓶頸。

（3）脈寬灰度調(diào)制

任何圖像的顯示，都是在動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)下對(duì)位比特流的操作。位比特流由DLP視頻處理電路產(chǎn)生，圖像的顯示過(guò)程就是從位比特流中取出各比特位，根據(jù)比特位的二進(jìn)制數(shù)值對(duì)顯示屏幕進(jìn)行掃描。脈寬調(diào)制（PWM）法就是根據(jù)這一原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

PWM法也稱占空比法，其輸出驅(qū)動(dòng)的高低電平直接反映了像素比特值的大小，輸出驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比代表了灰度等級(jí)。首先，將脈沖的持續(xù)時(shí)間（寬度）根據(jù)圖像數(shù)據(jù)劃分為多個(gè)等級(jí)，圖像數(shù)據(jù)的最高有效位（MSB）對(duì)應(yīng)的持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，最低有效位（LSB）對(duì)應(yīng)的持續(xù)時(shí)間最短，并按權(quán)重等比例排列。如圖像數(shù)據(jù)為n位，則每位圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)為2n∶2n-1∶…∶21∶20。當(dāng)數(shù)據(jù)為“1”時(shí)，對(duì)應(yīng)的脈沖等級(jí)為高電平，當(dāng)數(shù)據(jù)為“0”時(shí)，對(duì)應(yīng)的脈沖等級(jí)為低電平，從而使被選通的像素實(shí)現(xiàn)不同的灰度等級(jí)［15，16］。如圖8所示，若灰度等級(jí)為16，則在場(chǎng)時(shí)間周期內(nèi)，將最高灰度級(jí)數(shù)據(jù)脈寬分為15等分，灰度級(jí)0、1、2、…、14、15分別對(duì)應(yīng)占空比0、1/15、2/15、…、14/15、1。

圖8 二進(jìn)制PWM控制像素灰度等級(jí)示意圖

表1 灰度調(diào)制方案Tab.1 Gray-scalemodulation schemes

相比前面兩種灰度調(diào)制技術(shù)，脈寬灰度調(diào)制既不影響投影圖像分辨率，也不會(huì)影響投影圖像的幀頻，可以實(shí)現(xiàn)更高的灰度等級(jí)。但是，脈寬灰度調(diào)制時(shí)序復(fù)雜，要求驅(qū)動(dòng)電路具有較高的工作頻率，實(shí)現(xiàn)難度較大。

綜上所述，以上幾種灰度調(diào)制方案在空間、時(shí)間等不同的方面對(duì)投影圖像的灰度等級(jí)進(jìn)行調(diào)制。表1歸納了各自的調(diào)制原理及其特點(diǎn)。

3 DLP顯示系統(tǒng)

隨著TI公司于1987年成功研制出DMD，第一臺(tái)基于DMD器件的DLP投影顯示器也于1996年推向市場(chǎng)。不到3年時(shí)間，DLP投影系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)便攜式設(shè)備、會(huì)議室、電視墻、家庭影院及大型集會(huì)等，為人們提供了高畫(huà)質(zhì)、全數(shù)字的“無(wú)縫”圖像［17］。DLP系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)灰度圖像的顯示，還可輸入RGB信息，實(shí)現(xiàn)彩色圖像的顯示。根據(jù)DLP系統(tǒng)中所含DMD數(shù)量的不同，可以把DLP系統(tǒng)分為單芯片DLP投影系統(tǒng)、雙芯片DLP投影系統(tǒng)及三芯片DLP投影系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)權(quán)衡成本、光效率、能量損耗、重量、體積等因素，選擇合適的DLP投影系統(tǒng)。本文介紹了這3種DLP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字彩色圖像投影的原理［18，19］，分析了各自優(yōu)缺點(diǎn)，并指出其應(yīng)用場(chǎng)合。

3.1 單芯片DLP投影系統(tǒng)

全數(shù)字化的單芯片DLP投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖9所示，其中DMD工作在顏色場(chǎng)順序模式，即采用一個(gè)包含三原色（RGB）的彩色輪作為濾光片，彩色輪一直處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，來(lái)自光源的白色光經(jīng)過(guò)聚光透鏡后通過(guò)該彩色輪，被過(guò)濾為R，G，B 3個(gè)分量，并順序地照射在DMD芯片上。為了消除照射光線與投影光線之間的干擾，在彩色輪與DMD之間設(shè)計(jì)了一個(gè)全內(nèi)反射棱鏡。經(jīng)過(guò)DLP視頻處理電路，格式化的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)被寫(xiě)入DMD的CMOS（SRAM）存儲(chǔ)器，以控制DMD微鏡的狀態(tài)，對(duì)照射在DMD表面的光進(jìn)行調(diào)制。如若存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)為“1”，則DMD微鏡處于“開(kāi)”態(tài)，來(lái)自微鏡的光直接被反射入投影透鏡，并最終顯示在投影屏上。而若存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)為“0”，則微鏡處于“關(guān)”態(tài)，反射光被光吸收裝置所吸收，無(wú)法到達(dá)投影屏幕。在此，投影透鏡除了收集來(lái)自DMD的反射光，還具有對(duì)圖像的放大作用。選擇與屏幕尺寸相匹配的投影透鏡，將R，G，B光順序投影在屏幕上，便產(chǎn)生一幅RGB彩色圖像。

圖9 單芯片DLP投影系統(tǒng)

單芯片DLP投影系統(tǒng)能夠?qū)GB三原色自行融合，成本低廉，輕便靈巧，非常適合應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備。但彩色輪在任一時(shí)刻只允許其中一種顏色分量通過(guò)，光源使用效率只能達(dá)到1/3，所以光源通常采用金屬鹵化物燈，以產(chǎn)生更大的光照強(qiáng)度，防止投影圖像灰度過(guò)低。若應(yīng)用于單色模式，光學(xué)系統(tǒng)便無(wú)需采用彩色輪（即產(chǎn)生灰度圖），則不存在這個(gè)問(wèn)題。

3.2 三芯片DLP投影系統(tǒng)

為了克服單芯片DLP投影系統(tǒng)的不足，提高投影圖像的亮度，TI公司又開(kāi)發(fā)出了適合大屏幕投影顯示的三芯片DLP投影顯示系統(tǒng)。三芯片DLP投影顯示系統(tǒng)通過(guò)三片DMD分別對(duì)應(yīng)一種顏色分量，在一個(gè)電視場(chǎng)周期內(nèi)，任一種顏色分量都可連續(xù)地投射在投影屏幕上，因此，投影圖像可以達(dá)到更高的亮度和灰度等級(jí)。

首先，利用分光鏡將白光分解成R，G，B 3個(gè)顏色分量，并分別投向?qū)?yīng)的DMD，若微鏡處于“開(kāi)”態(tài)，則不同顏色的反射光重新組合，并穿過(guò)全內(nèi)反射棱鏡投向投影透鏡，最終將圖像顯示在投影屏幕上。三芯片DLP投影顯示系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)如圖10所示。

三芯片DLP投影顯示系統(tǒng)具有較高的光學(xué)效率，特別適合應(yīng)用于要求高亮度、大屏幕投影圖像的場(chǎng)合，如大型集會(huì)、貿(mào)易展覽等場(chǎng)合公共信息的展示。

圖10 三芯片DLP投影系統(tǒng)

3.3 雙芯片DLP投影系統(tǒng)

為了低成本和高效率，在單芯片DLP投影系統(tǒng)中使用了金屬鹵化物燈。但在某些應(yīng)用領(lǐng)域光亮度又顯得不夠，需要在光輸出和精確的顏色之間進(jìn)行權(quán)衡，因此提出了獨(dú)特的雙DMD結(jié)構(gòu)。雙芯片DLP投影系統(tǒng)應(yīng)用了來(lái)自單片DLP系統(tǒng)的順序彩色輪的方法以及來(lái)自三片DLP系統(tǒng)的雙色分光棱鏡的概念，同時(shí)考慮到金屬鹵化物燈紅光缺乏這一特點(diǎn)。在雙芯片DLP投影系統(tǒng)中，彩色輪不用R，G，B濾光片，而是使用兩個(gè)輔助顏色—品紅和黃色取而代之。彩色輪的品紅片段允許紅色光和藍(lán)色光通過(guò)，黃色片段允許紅色光和綠色光通過(guò)。結(jié)果是紅色光一直可以通過(guò)濾光系統(tǒng)，在整個(gè)場(chǎng)時(shí)間內(nèi)，投影圖像都包含紅色分量，藍(lán)色光和綠色光則交替通過(guò)處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的彩色輪，即藍(lán)色光和綠色光各有一半的時(shí)間到達(dá)投影屏幕。

一旦通過(guò)彩色輪，光線直接射到雙色分光棱鏡系統(tǒng)上，連續(xù)的紅光被分離出來(lái)而射到專門(mén)用來(lái)處理紅光和紅色視頻信號(hào)的DMD上，順序的藍(lán)色與綠色光投射到另一個(gè)DMD上，專門(mén)處理交替的藍(lán)色和綠色分量，這一DMD由綠色和藍(lán)色視頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)。

與單片DLP系統(tǒng)相比，雙色系統(tǒng)紅光輸出是原來(lái)的大約3倍。并且因?yàn)椴噬啲F(xiàn)在只有兩個(gè)而不是3個(gè)濾光片組成，在一給定的視頻畫(huà)面中藍(lán)光和綠光輸出增加約50％（即由1/3場(chǎng)時(shí)間增加到1/2場(chǎng)時(shí)間）。以上改進(jìn)使雙片DLP系統(tǒng)有能力產(chǎn)生優(yōu)秀逼真的顏色，提高光學(xué)效率。

3.4 DLP投影系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

與普遍采用的陰極射線管（CRT）投影技術(shù)和液晶顯示（LCD）投影技術(shù)相比，基于DMD的DLP投影顯示系統(tǒng)存在諸多優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）高像素填充因子與均勻性

DMD芯片的微鏡尺寸為16μm，中心間距為17μm，因此，像素填充因子達(dá)90％以上。換句話說(shuō)，微鏡陣列90％以上的有效面積能反射來(lái)自光源的光線，產(chǎn)生投影圖像。在整片微鏡陣列中，像素尺寸及空間均勻性均能保持一致，且不受分辨率提高的影響。與此相反，CRT投影技術(shù)由于依賴于電子束掃描，而不是像素化的矩陣，因此無(wú)法產(chǎn)生方形像素。由于DMD芯片的填充因子較高，在視覺(jué)上也顯得更清晰，采用漸進(jìn)式掃描技術(shù)產(chǎn)生的投影圖像與傳統(tǒng)的投影顯示技術(shù)相比更令人賞心悅目。

（2）高光學(xué)效率

若將光學(xué)效率定義為輸出光強(qiáng)與輸入光強(qiáng)之比，DMD總體上的光學(xué)效率可達(dá)60％以上。這樣，投影圖像可以呈現(xiàn)更明亮的色彩，提高灰度等級(jí)。對(duì)于DMD器件，光學(xué)效率主要由4部分組成：微鏡處于“開(kāi)”態(tài)的時(shí)間、微鏡表面反射效率、微鏡陣列填充因子及微鏡衍射效率，總體光學(xué)效率即為以上4部分相乘。

與此相反，LCD投影顯示的光學(xué)效率先天低下。首先，LCD采用極化相關(guān)技術(shù)，只利用其中一半的極化光，另一半則被晶體管和LCD元件所阻擋。除了這些光損失，液晶材料本身也吸收部分光源，導(dǎo)致只有很小的光強(qiáng)可以通過(guò)LCD面板到達(dá)顯示屏。

（3）高分辨率與高亮度

對(duì)于DLP投影系統(tǒng)，提高分辨率只需增加微鏡的數(shù)量，投影圖像的分辨率不會(huì)受到亮度的影響。而對(duì)于CRT投影儀，隨著亮度的增加，熒光粉的增強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致分辨率降低。在DLP投影系統(tǒng)中，投影圖像的亮度只與光源和采用DMD的數(shù)量（即單片、雙片或三片DLP投影系統(tǒng)）有關(guān)，增加亮度意味著DMD微鏡反射更多的光到達(dá)屏幕，對(duì)分辨率不會(huì)有任何影響。因此，DLP投影系統(tǒng)可以更靈活地滿足用戶需求，其高分辨率和高亮度性能在投影顯示領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

（4）全數(shù)字化控制

由于DMD器件微鏡陣列的“開(kāi)”、“關(guān)”狀態(tài)對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制信號(hào)“1”、“0”，只需為每個(gè)像素微鏡提供數(shù)字驅(qū)動(dòng)信號(hào)，就可直接轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，而不需要在顯示之前將數(shù)字圖像信號(hào)通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。而且DMD器件對(duì)投影圖像的灰度調(diào)制也可通過(guò)二進(jìn)制脈寬調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣就完成了投影圖像的全數(shù)字化控制輸出。全數(shù)字化控制的DMD器件靈敏度高，投影圖像具有更高的灰度等級(jí)和對(duì)比度，通常R，G，B每種顏色分量都可達(dá)到8到10位的灰度等級(jí)，色彩更加鮮明豐富。

（5）高穩(wěn)定性和長(zhǎng)使用壽命

作為一種商業(yè)化成熟的投影顯示系統(tǒng)，DLP具有高穩(wěn)定性和長(zhǎng)使用壽命的特點(diǎn)。DMD器件能夠承受在復(fù)雜環(huán)境中的測(cè)試，可以滿足從商業(yè)到軍事級(jí)的應(yīng)用。DMD器件的使用壽命主要取決于機(jī)械鉸鏈的耐用性，經(jīng)過(guò)TI公司的測(cè)試，即使經(jīng)受超過(guò)1012次的重復(fù)翻轉(zhuǎn)（相當(dāng)于20年的使用時(shí)間），這些鉸鏈仍完好無(wú)損。

4 基于DMD的DIRSP系統(tǒng)

為滿足紅外導(dǎo)引頭硬件閉環(huán)仿真與紅外傳感器測(cè)試的需要，美國(guó)光學(xué)科學(xué)公司（OSC）于2001年研制出第一臺(tái)正式商用的基于DMD的DIRSP系統(tǒng)。

基于DMD的DIRSP系統(tǒng)的顯示原理與DLP投影系統(tǒng)相似，也可分為單片DMD投影系統(tǒng)、雙片DMD投影系統(tǒng)與三片DMD投影系統(tǒng)，它們的顯示原理基本相同。下面首先介紹基于DMD的DIRSP系統(tǒng)的工作原理、實(shí)現(xiàn)方案，然后再對(duì)基于DMD的DIRSP技術(shù)的性能指標(biāo)，以及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹與分析。

4.1 基于DMD的DIRSP系統(tǒng)工作原理

基于DMD的DIRSP系統(tǒng)又稱MAPS，其技術(shù)基礎(chǔ)正是DLP投影顯示技術(shù)，只不過(guò)是將應(yīng)用場(chǎng)合由可見(jiàn)光成像變?yōu)榧t外成像，其基本原理如圖11所示［8，20］。由圖可知，一個(gè)完整的MAPS主要由3部分組成：投影頭、支撐電路以及計(jì)算機(jī)圖像生成器。投影頭包括DMD、DMD驅(qū)動(dòng)電路、輻射源、輻射源控制器以及準(zhǔn)直投影透鏡；支撐電路包括視頻轉(zhuǎn)換電路、同步信號(hào)處理器及電源；計(jì)算機(jī)圖像生成器可用于產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)，監(jiān)控投影系統(tǒng)的狀態(tài)，設(shè)置輻射源的溫度，以及投影系統(tǒng)的其他運(yùn)行參數(shù)等。

圖11 基于DMD的DIRSP系統(tǒng)示意圖

首先將需要測(cè)試的紅外場(chǎng)景圖像數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)圖像發(fā)生器（Computer Image Generator，CIG）中，產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)視頻轉(zhuǎn)換電路和DMD驅(qū)動(dòng)電路輸入DMD器件，并將數(shù)據(jù)保存在CMOS存儲(chǔ)單元，以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓控制DMD的狀態(tài)；此處選用黑體輻射源作為紅外光源，通過(guò)照明透鏡均勻照射DMD，由于事先已經(jīng)將場(chǎng)景圖像數(shù)據(jù)保存在CMOS存儲(chǔ)單元，于是DMD能夠通過(guò)改變微鏡狀態(tài)產(chǎn)生紅外熱圖像。這里生成的紅外圖像就能真實(shí)還原目標(biāo)、背景等場(chǎng)景信息，然后將生成的紅外場(chǎng)景通過(guò)光學(xué)準(zhǔn)直投影透鏡投射到被測(cè)試單元（UUT）的入瞳處，使被測(cè)試單元如同在真實(shí)環(huán)境中工作，以達(dá)到評(píng)價(jià)制導(dǎo)系統(tǒng)性能的目的。

DMD驅(qū)動(dòng)電路位于投影頭中DMD芯片的背面，它從視頻轉(zhuǎn)換電路中獲得視頻數(shù)據(jù)流，產(chǎn)生同步二進(jìn)制PWM信號(hào)，以控制DMD微鏡的偏轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)電路是基于FPGA設(shè)計(jì)的，以方便新系統(tǒng)的升級(jí)與擴(kuò)展。

支撐電路的功能包括從視頻源接收各種格式的視頻信號(hào)，包括DVP2、DVI、RS-170/PAL、RGBHV（CRT）及S-Video，并將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制位流后，輸入DMD驅(qū)動(dòng)電路。支撐電路可以通過(guò)串行接口將投影系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)反饋給用戶，用戶也可通過(guò)上位機(jī)的主控軟件向支撐電路輸入同步信號(hào)及其他命令，以利用支撐電路將控制信號(hào)輸入投影系統(tǒng)。例如用戶可設(shè)置輻射源的溫度，以產(chǎn)生所需的表觀溫度。

4.2 MAPS的性能指標(biāo)

在紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)的試驗(yàn)階段，MAPS的性能直接決定了制導(dǎo)系統(tǒng)的仿真效果。為了提高仿真精度，產(chǎn)生更逼真的紅外仿真目標(biāo)，獲得更準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)投影圖像的分辨率、幀速、對(duì)比度、灰度等級(jí)等方面都有一定的要求。

（1）總體性能

DIRSP系統(tǒng)的性能指標(biāo)主要有表觀溫度、對(duì)比度、分辨率、幀頻等，表2列出了目前MAPS投影儀的總體性能指標(biāo)。

（2）表觀溫度范圍

表觀溫度反映了DIRSP系統(tǒng)輻射面上輻射能量的空間分布，表觀溫度范圍越大，表現(xiàn)真實(shí)目標(biāo)和背景的實(shí)際能量分布的能力也越強(qiáng)，模擬真實(shí)環(huán)境的投影圖像也越逼真。MAPS的表觀溫度取決于輻射源的溫度。對(duì)于紅外探測(cè)器常用的3～5μm波段，模擬系統(tǒng)溫度范圍為0～700℃；對(duì)于8～13μm波段，若用于反坦克，溫度范圍為室溫以上30℃內(nèi)，用于對(duì)空導(dǎo)彈為0～150℃。

表2 MAPS投影儀的性能特征［8］Tab.2 MAPS performance summary［8］

（3）對(duì)比度

對(duì)于任何類型的空間光調(diào)制器，對(duì)比度都是一個(gè)重要的性能參數(shù)。當(dāng)利用微鏡間距為17μm的DMD芯片，在中紅外波段，MAPS對(duì)比度達(dá)250∶1以上；在遠(yuǎn)紅外波段，分為普通模式和特殊模式，兩者分辨率相差較大，在MAPS對(duì)比度達(dá)250∶1以上；在普通模式，對(duì)比度為15∶1，而在特殊模式，對(duì)比度可以達(dá)110∶1以上。當(dāng)采用下一代的13.6μm的DMD芯片，在中紅外波段的對(duì)比度超過(guò)了330∶1。

（4）空間分辨率

數(shù)字圖像都是由許多的點(diǎn)構(gòu)成的，這些點(diǎn)稱為像素，像素越多，分辨率就越高。紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)在識(shí)別、跟蹤目標(biāo)的過(guò)程中，面對(duì)的是模擬的真實(shí)場(chǎng)景。因此，投影圖像的分辨率越高，就越能真實(shí)地模擬目標(biāo)和背景。由于投影圖像的每一像素對(duì)應(yīng)于DMD芯片的一塊微鏡，因此，投影圖像的分辨率取決于DMD芯片的分辨率。DMD陣列的分辨率分為SVGA（800×600）格式、XGA（1 024×768）格式及SXGA（1 280×1 024）格式，采用第二代和第三代DMD芯片，投影圖像可以實(shí)現(xiàn)1 080p（1 920×1 080）格式。

（5）幀頻

數(shù)字視頻信號(hào)都是由離散化的圖像序列按順序排列而成，更新序列的速度就是幀頻。投影圖像的幀頻取決于視頻處理電路和驅(qū)動(dòng)電路的視頻數(shù)據(jù)處理速度與DMD微鏡的翻轉(zhuǎn)速度，幀頻越高，播放的視頻信號(hào)越連貫，越能真實(shí)反映實(shí)際的場(chǎng)景，仿真效果也越好。

4.3 基于DMD的DIRSP系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

由于DMD是為可見(jiàn)光投影和人眼感知設(shè)計(jì)的，若將其用于DIRSP，就必須對(duì)DMD進(jìn)行如下改進(jìn)：

（1）DMD光學(xué)窗的光譜投射問(wèn)題

由于DMD采用鋁濺射工藝，因此可以反射可見(jiàn)光波段內(nèi)的光譜，但卻不能反射波長(zhǎng)大于2.7μm的光譜。因此，為了使DMD適用于傳統(tǒng)的中波和長(zhǎng)波紅外波段（3～5μm和8～12μm），需要改變?cè)瓉?lái)的光學(xué)窗，并以紅外光學(xué)窗取而代之。由于DMD是采用鋁濺射工藝制成，紅外光學(xué)材料無(wú)法直接安裝在原有微鏡表面，必須首先除去微鏡表面的可見(jiàn)光光學(xué)窗，然后再安裝紅外光學(xué)窗，以保證所有微鏡在紅外波段內(nèi)的有效性。

（2）PWM所導(dǎo)致的短暫假信號(hào)和抖動(dòng)

將DMD應(yīng)用于紅外場(chǎng)景投影和探測(cè)器測(cè)試所引起的最大問(wèn)題是由于PWM所導(dǎo)致的短暫假信號(hào)和抖動(dòng)。DMD是一種二元（非“開(kāi)”即“關(guān)”）器件，在標(biāo)準(zhǔn)的DLP系統(tǒng)中，投影圖像灰度等級(jí)的控制采用二進(jìn)制脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM），具有長(zhǎng)積分時(shí)間的探測(cè)器（相對(duì)于微鏡的開(kāi)關(guān)速度而言）可以察覺(jué)到微鏡像素的灰度等級(jí)，即對(duì)應(yīng)于微鏡處于“開(kāi)”態(tài)所占的時(shí)間比例。在標(biāo)準(zhǔn)的單片DMD系統(tǒng)中，PWM結(jié)合彩色輪產(chǎn)生各種顏色。然而，在紅外場(chǎng)景投影中，DMD的PWM調(diào)制如果不與探測(cè)器積分時(shí)間同步，就會(huì)導(dǎo)致短暫假信號(hào)與抖動(dòng)問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題在一個(gè)焦平面陣列（Focal Plane Array，F(xiàn)PA）的卷積積分探測(cè)器中表現(xiàn)得尤為嚴(yán)重。為此，必須設(shè)計(jì)完全可編程的專用時(shí)序控制電路，驅(qū)動(dòng)DMD與FPA積分時(shí)間同步。

（3）場(chǎng)景生成器接口設(shè)計(jì)

HWIL要求計(jì)算機(jī)場(chǎng)景生成器能夠?qū)崟r(shí)輸出低延時(shí)、高幀頻和高分辨率的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，因此，投影系統(tǒng)必須具備低延時(shí)、高幀頻和高分辨率的特點(diǎn)才具有實(shí)際意義。微鏡陣列投影系統(tǒng)具有兩個(gè)DVI視頻接口，對(duì)于每個(gè)最小化傳輸差分信號(hào)鏈路，每個(gè)接口支持24位視頻輸入，速度高達(dá)1.65 ×108pixel/s。當(dāng)輸入未壓縮的SXGA格式的DVI視頻信號(hào)時(shí)，微鏡陣列投影系統(tǒng)的最大幀頻可達(dá)239 Hz。視頻接口實(shí)現(xiàn)了完全可編程設(shè)計(jì)，以支持其他格式和幀頻的視頻輸入。例如，它同樣支持幀頻為690 Hz，分辨率為1 024×768的8位視頻信號(hào)輸入。微鏡陣列同樣支持DVP2、RGB -HV、NTSC/PAL以及S-Video視頻格式的輸入，在將視頻信號(hào)輸入投影頭之前，利用支撐電路將以上視頻格式轉(zhuǎn)換為DVI視頻。支撐電路的設(shè)計(jì)除了要求滿足低延時(shí)特性外，還要求整幅圖像同時(shí)更新（即以快照模式更新）。

（4）光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了支持紅外探測(cè)器測(cè)試，微鏡陣列投影系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)與將圖像投影到屏幕上的標(biāo)準(zhǔn)投影儀的光學(xué)系統(tǒng)有很大區(qū)別。若將圖像投影到屏幕上，則輸出光通常發(fā)散度極大，而典型的紅外投影儀光學(xué)系統(tǒng)的輸出光通常平行照射，使探測(cè)器直接接收來(lái)自投影儀的光。出射光瞳必須足夠大，以完全覆蓋探測(cè)器的入射光瞳。在所要求的紅外波段內(nèi)，還必須優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng)性能以提供更好的紅外圖像質(zhì)量。最后，投影儀光學(xué)系統(tǒng)必須確保探測(cè)器的入射光瞳被均勻照射。由于DMD微鏡的偏轉(zhuǎn)角是固定不變的，在保持照明一致性的前提下，同時(shí)滿足投影儀的視場(chǎng)與光瞳直徑一致的要求并不容易。

（5）輻射源設(shè)計(jì)

微鏡陣列投影系統(tǒng)的輻射源必須能在感興趣的波段內(nèi)為投影儀的出射光提供足夠的能量。通常是將黑體作為DMD用于紅外投影時(shí)的輻射源，然而，其他如高溫?zé)嵩?、紅外激光等也可在此作為輻射源使用。輻射源的輻射強(qiáng)度必須可受用戶控制以優(yōu)化場(chǎng)景測(cè)試的性能，通常這可以通過(guò)控制黑體的溫度實(shí)現(xiàn)。更先進(jìn)的系統(tǒng)可以高速控制輻射強(qiáng)度，以更好地匹配仿真要求，提高投影圖像的溫度分辨率。最后，輻射光必須與DMD和投影儀出射光瞳的光學(xué)窗一致，以使產(chǎn)生的圖像對(duì)比度最大化。

（6）DMD的衍射問(wèn)題

即使解決以上所有問(wèn)題，DMD仍然無(wú)法應(yīng)用于紅外場(chǎng)景投影。這是由于微鏡尺寸與紅外波長(zhǎng)相差不多，所以會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。由于衍射現(xiàn)象的存在，不但使圖像空間分辨率受限，而且圖像對(duì)比度也會(huì)下降。對(duì)于可見(jiàn)光，典型的對(duì)比度為400∶1，而對(duì)于中紅外光，其對(duì)比度會(huì)降到90∶1。幸運(yùn)的是，對(duì)比度下降得并不像預(yù)計(jì)地那么嚴(yán)重，在中長(zhǎng)紅外光波段仍具有較好的表觀溫度范圍。也因?yàn)镈MD在其他方面有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，MAPS也成為紅外投影技術(shù)最優(yōu)秀的代表之一。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文較系統(tǒng)地介紹了基于DLP投影顯示技術(shù)的DIRSP技術(shù)及其核心器件DMD的投影原理。由于投影需求及技術(shù)水平的提高，投影系統(tǒng)的仿真規(guī)模由小到大、從局部向全面發(fā)展，并逐漸由軍用轉(zhuǎn)向了國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)方面的應(yīng)用。例如各類大型工業(yè)、運(yùn)輸行業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行操作的培訓(xùn)已有了眾多的成功先例。DIRSP系統(tǒng)的建立無(wú)論是對(duì)我國(guó)的國(guó)防建設(shè)，還是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)都有十分重要的意義。而本文提到的基于DMD的DIRSP具有諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為紅外場(chǎng)景仿真與投影顯示領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

對(duì)于基于DMD的DIRSP技術(shù)下一步的研究工作，作者認(rèn)為主要應(yīng)從研究如何提高投影圖像的對(duì)比度、分辨率、灰度等級(jí)和幀頻入手，這也直接決定了投影圖像模擬外場(chǎng)環(huán)境的逼真度，是保證制導(dǎo)系統(tǒng)試驗(yàn)高效性與準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。將DMD從可見(jiàn)光投影應(yīng)用于紅外場(chǎng)景投影，上述性能指標(biāo)均有不同程度下降，因此，DMD動(dòng)態(tài)紅外場(chǎng)景投影技術(shù)仍有極大的研究空間。

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Dynam ic infrared scene projection technology based upon digitalm icrom irror device

CHEN Jian-hua1，2，ZHU Ming1，HUANG De-tian1，2
（1.Changchun Institute of Optics，F(xiàn)ine Mechanics and Physics，Chinese Academy of Sciences，Changchun 130033，China；
2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100039，China）

Dynamic Infrared Scene Projection（DIRSP）technology is amajormethod to evaluate the performance of infrared imaging measurement and tracking systems.The developments and applications of DIRSP technology at home and abroad are reviewed in this paper.Some of the popular DIRSP technologies and their characteristics are provided，then the operating principle andmechanical structure of a Digital Micromirror Device（DMD）are given.A new projection display technology based on DMD called Digital Light Processing（DLP）is briefly introduced，which can be divided into three types according to the number of DMD chips contained.The different features and applications of the DLP are also described.Furthermore，this paper lays particular emphasis on a DIRSP system based on DMD，namely，Micromirror Array Projector System（MAPS）.It analyzes its operating principle，basic design，performance capabilities and technical advantages and discus-ses the key technical issues to be used as a DIRSP.In the end，based on the application background and research status of DIRSP，it presents the following step of research work.

Digital Micromirror Device（DMD）；Digital Light Processing（DLP）；Dynamic Infrared Scene Projection（DIRSP）；Micromirror Array Projector System（MAPS）

V448.33；TN27

A

1674-2915（2010）04-0325-12

2010-03-11；

2010-05-13

陳建華（1987—），男，浙江義烏人，碩士研究生，主要從事數(shù)字圖像采集與處理方面的研究。

E-mail：jhchen_zju＠163.com

朱 明（1964—），男，江西南昌人，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事圖像處理、電視跟蹤和自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)的研究。E-mail：zhu_mingca＠163.com

黃德天（1985—），男，福建龍巖人，碩士研究生，主要從事數(shù)字圖像采集與處理方面的研究。

E-mail：dthuang＠sina.com