CN104735358B - 紫外焦平面阵列驱动时序生成装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种紫外焦平面阵列驱动时序生成装置及方法，主要解决现有技术的紫外焦平面阵列驱动时序生成装置结构复杂、无法适应复杂光照环境的问题。本发明的生成装置包括紫外焦平面阵列模块、模数转换模块、驱动时序产生模块、积分时间自动调整模块、图像接收模块、通用串行总线USB3.0数据通信模块以及电源模块。本发明的生成方法使用了基于灰度直方图的紫外焦平面阵列积分时间自动调整方法，以适应复杂光照环境。本发明具有结构简单、成本低、对复杂光照环境有较强适应性等优点，适用于火灾预警、电力检修等复杂光照环境下紫外焦平面阵列的驱动。
Description
技术领域
本发明属于电通信技术领域，更进一步涉及图像通信中一种紫外焦平面阵列驱动时序生成装置及方法。本发明可用于火灾预警***、电力检修***、指纹识别等仪器和***中紫外焦平面阵列器件的驱动，实现复杂光照环境下精确成像。
背景技术
继激光探测技术和红外探测技术之后，当今的光电子探测技术己经延伸到了波长10nm-400mn的紫外光区域。紫外探测技术的开发研究对现代国防和人民生活都有着极其重要的意义。而紫外探测技术所依赖的紫外焦平面阵列器件需要有合适的驱动时序进行驱动。因此，需要解决如何稳定高效地驱动紫外焦平面阵列器件的问题。
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所提出的专利申请“一种基于背照CCD的极紫外成像电路”(申请日：2011.12.29，申请号201110449544.2，公告号CN102547154A)中公开了一种基于背照CCD的极紫外成像电路。该电路包括RS-422通讯电路、视频处理电路、Cameralink数据传输电路和电源电路，该电路采用RS-422通讯电路传输的控制命令控制整个电路工作，采用FPGA生成符合背照CCD要求幅值的时序信号，驱动背照CCD正常工作，采用Cameralink数据传输电路接收FPGA整合处理后的数据，将数据发送给图像接收***。该专利申请的不足之处在于：第一，其驱动时序的生成没有考虑到外界光照变化对紫外焦平面阵列器件成像质量的影响，修改积分时间需要操作人员参与，实时性低，不能满足复杂光照环境下对高质量成像的要求。第二，其驱动时序生成装置中上传数据和接收数据分别通过不同的接口完成，集成度低，成本高且不利于实际应用。
胡开付，王双保发表的论文“基于FPGA的CCD光积分时间大范围实时自动调节***”(《大气与环境光学学报》2012年9月第7卷第5期)中公开了一种积分时间自动调整方法。该方法为先求得整幅图像的平均灰度值，将其与预先设定的阈值进行比较，以此为依据调整积分时间。该方法的不足之处在于：对图像特征的评价方法简单，在复杂光照条件下难以得到高质量的图像。
黄辉，任国强，孙健，雷雨发表的论文“基于图像直方图统计的CCD相机自动调光算法”(《光电技术应用》2013年8月第34卷第4期)中公开了一种基于图像直方图统计的CCD相机自动调光算法。该方法为根据图像的直方图特征、平均灰度值、边缘概率三个特征对CCD积分时间经行调整，该方法能比较准确地反映图像特征，即使在复杂光照环境下也能得到高质量的图像。但是，该方法存在的不足之处在于：对图像特征的评价方法过于复杂，使用该方法调整紫外焦平面阵列的积分时间依赖于计算机，难以使用硬件实现，适用范围小。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出了一种紫外焦平面阵列驱动时序生成装置及方法。使用基于硬件的紫外焦平面阵列积分时间自动调整方法，保证在外界光照条件变化时，特别是在一些极端情况下，紫外焦平面阵列器件的成像质量。整套***基于硬件实现，保证其实时性和易用性，能满足紫外焦平面阵列的驱动时序设计和测试需要。
本发明的装置包括紫外焦平面阵列模块、模数转换模块、驱动时序产生模块、积分时间自动调整模块、图像接收模块、通用串行总线USB3.0数据通信模块以及电源模块；所述的紫外焦平面阵列模块与模数转换模块通过信号传输线连接；所述的驱动时序产生模块、积分时间自动调整模块、图像接收模块均集成在现场可编程门阵列FPGA内部；所述的模数转换模块与图像接收模块通过通用可编程接口GPIO连接；所述的图像接收模块与通用串行总线USB3.0数据通信模块通过通用可编程接口GPIO连接；其中：
所述的紫外焦平面阵列模块，用于将环境中的紫外光转换为模拟电信号；
所述的模数转换模块，包括模数转换芯片及其***电路，用于将紫外焦平面阵列模块输出的模拟电信号转换为可供现场可编程门阵列FPGA处理的数字图像信号；
所述的驱动时序产生模块，用于根据驱动时序参数，控制现场可编程门阵列FPGA，产生紫外焦平面阵列驱动时序信号；
所述的积分时间自动调整模块，采用基于灰度直方图的紫外焦平面阵列积分时间调整方法，用于统计图像灰度密度、累加灰度数量和灰度级、判断是否停止累加、计算紫外焦平面阵列产生的图像灰度特征值、计算紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间；
所述的图像接收模块，用于将模数转换模块输出的数字图像信号传递给积分时间自动调整模块以及通用串行总线USB3.0数据通信模块；
所述的通用串行总线USB3.0数据通信模块，用于接收上位机发送的参数与命令、将图像接收模块接收到的紫外焦平面阵列产生的图像数据上传至上位机；
所述的电源模块，用于产生紫外焦平面阵列模块与模数转换模块所需的参考电压以及为各模块供电。
本发明的方法具体步骤如下：
(1)接收驱动时序产生参数：
通用串行总线USB3.0数据通信模块接收上位机发送的参数与命令；
(2)产生紫外焦平面阵列驱动时序：
驱动时序产生模块根据驱动时序参数，控制现场可编程门阵列FPGA，产生紫外焦平面阵列驱动时序信号；
(3)采集图像：
紫外焦平面阵列模块将环境中的紫外光转换为模拟电信号，模数转换模块将紫外焦平面阵列模块输出的模拟电信号转换为可供现场可编程门阵列FPGA处理的数字图像信号，图像接收模块将模数转换模块输出的数字图像信号传递给积分时间自动调整模块以及通用串行总线USB3.0数据通信模块；
(4)上传图像数据：
通用串行总线USB3.0数据通信模块，将图像接收模块接收到的紫外焦平面阵列产生的图像数据上传至上位机；
(5)统计图像灰度密度：
(5a)统计图像接收模块接收到的紫外焦平面阵列产生的图像的各灰度级对应的灰度数量；
(5b)按照灰度数量从多到少对灰度级进行排序，得到递减的灰度数量序列及各灰度数量对应的灰度级序列；
(6)累加灰度数量和灰度级：
(6a)按照灰度数量序列的顺序，依次对灰度数量进行累加得到灰度数量之和；
(6b)按照各灰度数量对应的灰度级序列的顺序，依次对灰度级进行累加，得到灰度级之和；
(6c)统计参与累加的灰度级的数量，得到参与累加的灰度级数量；
(7)判断是否满足停止累加条件，若是，执行步骤(8)，否则，执行步骤(6)；
(8)按照下式，计算紫外焦平面阵列产生的图像灰度特征值：
其中，G1表示紫外焦平面阵列产生的图像的灰度特征值，P1表示紫外焦平面阵列产生图像的灰度级之和，N1表示参与累加的紫外焦平面阵列产生图像的灰度级数量；
(9)按照下式，计算紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间：
其中，T1表示紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间，J1表示紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间的第一个调整参数，J2表示紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间的第二个调整参数，T0表示当前紫外焦平面阵列产生图像的积分时间，G1表示紫外焦平面阵列产生图像的灰度特征值；
(10)调整积分时间：
将积分起始驱动脉冲信号Start_R的周期与复位驱动信号Start_Reset的周期调整为T1，T1表示紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间；
(11)判断是否收到紫外焦平面阵列驱动时序产生的停止命令，若是，执行步骤(12)，否则，执行步骤(2)；
(12)停止产生紫外焦平面阵列驱动时序。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
第一，由于本发明的方法使用了基于灰度直方图的紫外焦平面阵列积分时间调整方法，用于实时地调整紫外焦平面阵列的积分时间，克服了现有技术中没有考虑到外界光照变化对紫外焦平面阵列器件成像质量的影响，修改积分时间需要操作人员参与的缺点，同时克服了现有技术中对图像特征的评价方法简单，在复杂光照条件下难以得到高质量图像的缺点，使得本发明可以在复杂光照环境下准确调整紫外焦平面阵列的积分时间，得到高质量的图像，具有很高的实时性与环境适应性。
第二，由于本发明的装置使用了现场可编程门阵列FPGA芯片执行紫外焦平面阵列积分时间的调整，克服了现有技术中对紫外焦平面阵列积分时间的调整依赖于计算机的缺点，使得本发明可以脱离计算机实现对紫外焦平面阵列积分时间的调整，扩大了装置的适用范围。
第三，由于本发明的装置使用了通用串行总线USB3.0数据通信模块完成图像数据的上传与参数命令的接收，克服了现有技术上传数据和接收数据分别通过不同的接口完成，集成度低，成本高且不利于实际应用的缺点，降低了装置的复杂度，使得本发明的装置造价低廉使用方便。
附图说明
图1为本发明装置的方框图；
图2为本发明方法的流程图；
图3为本发明紫外焦平面阵列驱动时序仿真图；
具体实施方式
下面结合附图1，对本发明的装置作进一步的描述：
本发明的装置包括紫外焦平面阵列模块、模数转换模块、驱动时序产生模块、积分时间自动调整模块、图像接收模块、通用串行总线USB3.0数据通信模块以及电源模块。
所述的紫外焦平面阵列模块与模数转换模块通过信号传输线连接；所述的驱动时序产生模块、积分时间自动调整模块、图像接收模块均集成在现场可编程门阵列FPGA内部；所述的模数转换模块与图像接收模块通过通用可编程接口GPIO连接；所述的图像接收模块与通用串行总线USB3.0数据通信模块通过通用可编程接口GPIO连接。
紫外焦平面阵列模块，可以采用多种型号的紫外焦平面阵列器件，本模块用于将紫外光转换为模拟电信号。
模数转换模块，包括模数转换芯片及其***电路，模数转换芯片的参数需搭配选用的紫外焦平面阵列器件，其***电路可以参考所选模数转换芯片的典型电路，其所需的参考电压由电源模块提供，本模块用于将紫外焦平面阵列模块输出的模拟电信号转换为可供现场可编程门阵列FPGA处理的数字图像信号。
驱动时序产生模块，用于产生紫外焦平面阵列驱动时序信号，紫外焦平面阵列驱动信号包括：积分起始驱动脉冲信号Start_R，积分时钟信号Clk1_R、Clk2_R，复位驱动脉冲信号Start_Reset，复位时钟信号Clk1_Reset、Clk2_Reset，相关双采样驱动脉冲信号Start_CDS，相关双采样时钟信号Clk1_CDS、Clk2_CDS，采样保持脉冲信号SH1、SH2。
积分时间自动调整模块，采用基于灰度直方图的紫外焦平面阵列积分时间调整方法，通过对接收到图像的灰度直方图进行分析，提取能代表图像灰度特征的特征参数，利用该特征参数与设定参数进行比对，以此为依据实时地产生紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间。
图像接收模块，用于将模数转换模块输出的数字图像信号传递给积分时间自动调整模块以及通用串行总线USB3.0数据通信模块，可以通过在现场可编程门阵列FPGA内部建立先入先出队列FIFO或随机存取存储器RAM实现。
通用串行总线USB3.0数据通信模块，用于将图像接收模块接收到的紫外焦平面阵列产生的图像数据上传至上位机，以及接收上位机发送的参数与命令。
电源模块，用于产生紫外焦平面阵列模块与模数转换模块所需的参考电压以及为各模块供电，具体供电参数需要与所选的紫外焦平面阵列器件和模数转换芯片相对应。
该装置的紫外焦平面阵列模块、模数转换模块、驱动时序产生模块、积分时间自动调整模块、图像接收模块、通用串行总线USB3.0数据通信模块以及电源模块的物理载体为印制电路板PCB。
该装置的通用串行总线USB3.0数据通信模块采用通用串行总线USB3.0接口，用于将图像接收模块接收到的紫外焦平面阵列产生的图像数据上传至上位机，以及接收上位机发送的参数与命令。
该装置的上位机可以是计算机、操作面板或其他专用硬件，可以根据实际应用情况选择。
所述驱动时序产生模块、积分时间自动调整模块、图像接收模块均采用现场可编程门阵列FPGA芯片。
所述紫外焦平面阵列模块、模数转换模块、驱动时序产生模块、积分时间自动调整模块、图像接收模块、通用串行总线USB3.0数据通信模块以及电源模块的物理载体为印制电路板PCB。
下面结合图2对本发明方法做进一步的描述。
步骤1.接收驱动时序产生参数
装置启动后可以通过通用串行总线USB3.0数据通信模块接收上位机发送的参数与命令，根据实际需要，若不需要修改参数，可以跳过该步骤，参数采用默认值。
步骤2.产生紫外焦平面阵列驱动时序：
紫外焦平面阵列驱动信号需要满足特定的逻辑要求，紫外焦平面阵列器件只有在合适的时序脉冲驱下，它的转换效率、信噪比等特性，才能达到器件功能的最佳状态，从而使输出的信号稳定可靠。为产生符合逻辑要求的驱动时序，需设定驱动时序参数如下：积分起始驱动脉冲信号Start_R的脉冲宽度为50us，积分起始驱动脉冲信号Start_R的周期为100ms，积分时钟信号Clk1_R、Clk2_R的脉冲宽度为12.5us，积分时钟信号Clk1_R、Clk2_R的周期为50us，积分时钟信号Clk1_R首个上升沿为与驱动脉冲信号Start_R上升沿的时间差为0us，积分时钟信号Clk1_R与Clk2_R的相位差为180度，样保持脉冲信号SH1和SH2的脉冲宽度为1us，采样保持脉冲信号SH1和SH2的周期为50us，采样保持脉冲信号SH1信号的首个上升沿与积分时钟信号Clk1_R首个上升沿的时间差为1us，采样保持脉冲信号SH2信号的首个上升沿与积分时钟信号Clk2_R第二个上升沿的时间差为1us，复位驱动信号Start_Reset的脉冲宽度为2us，复位驱动信号Start_Reset的周期为100ms，复位驱动信号Start_Reset的首个上升沿与采样保持脉冲信号SH1首个上升沿的时间差为1us，复位时钟信号Clk1_Reset、Clk2_Reset的脉冲宽度为0.5us，复位时钟信号Clk1_Reset、Clk2_Reset的周期为2us，复位时钟信号Clk1_Reset与复位时钟信号Clk2_Reset的相位差，相关双采样驱动脉冲信号Start_CDS的脉冲宽度，相关双采样驱动脉冲信号Start_CDS的周期，相关双采样驱动脉冲信号Start_CDS的首个上升沿与积分时钟信号Clk1_R的时间差为180度，相关双采样时钟信号Clk1_CDS、Clk2_CDS的脉冲宽度为0.5us，相关双采样时钟信号Clk1_CDS、Clk2_CDS的周期为50us，相关双采样时钟信号Clk1_CDS与相关双采样时钟信号Clk2_CDS的相位差为180度。
步骤3.采集图像：
通过紫外焦平面阵列模块将紫外光转换为模拟电信号，模数转换模块将紫外焦平面阵列模块输出的模拟电信号转换为可供现场可编程门阵列FPGA处理的数字图像信号，图像接收模块将模数转换模块输出的数字图像信号传递给积分时间自动调整模块以及通用串行总线USB3.0数据通信模块；
步骤4.上传图像数据：
通过通用串行总线USB3.0数据通信模块将图像接收模块接收到的紫外焦平面阵列产生的图像数据上传至上位机；
步骤5.统计图像灰度密度：
统计图像接收模块接收到的紫外焦平面阵列产生的图像的各灰度级对应的灰度数量，并按照灰度数量从多到少对灰度级进行排序，得到递减的灰度数量序列及各灰度数量对应的灰度级序列；
步骤6.累加灰度数量和灰度级：
按照灰度数量序列的顺序依次对灰度数量进行累加，同时按照对应的灰度级序列的顺序依次对灰度级进行累加，得到灰度数量之和、灰度级之和、参与累加的灰度级数量；
步骤7.判断是否停止累加：
在累加过程中，若灰度数量之和大于最大累加像素数或参与累加的灰度级数量大于最大累加灰度级数量，则停止累加，执行步骤8，否则，执行步骤6；
步骤8.获得图像灰度特征值：
按照下式，计算紫外焦平面阵列产生的图像灰度特征值：
其中，G1表示紫外焦平面阵列产生的图像的灰度特征值，P1表示紫外焦平面阵列产生图像的灰度级之和，N1表示参与累加的紫外焦平面阵列产生图像的灰度级数量；
步骤9.按照下式，计算紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间：
其中，T1表示紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间，J1表示紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间的第一个调整参数，J2表示紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间的第二个调整参数，T0表示当前紫外焦平面阵列产生图像的积分时间，G1表示紫外焦平面阵列产生图像的灰度特征值；
步骤10.调整积分时间：
将积分起始驱动脉冲信号Start_R的周期与复位驱动信号Start_Reset的周期调整为T1，T1表示紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间；
步骤11.判断是否收到紫外焦平面阵列驱动时序产生的停止命令，若是，执行步骤12，否则，执行步骤2；
步骤12.停止产生紫外焦平面阵列驱动时序。
上述步骤1中所述的上位机发送的参数与命令包括：最大累加像素数，最大统计灰度等级数，紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间的第一个调整参数，紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间的第二个调整参数，紫外焦平面阵列驱动时序产生停止命令。
上述步骤2中所述的紫外焦平面阵列驱动时序信号包括以下信号：积分起始驱动脉冲信号Start_R，积分时钟信号Clk1_R、Clk2_R，复位驱动脉冲信号Start_Reset，复位时钟信号Clk1_Reset、Clk2_Reset，相关双采样驱动脉冲信号Start_CDS，相关双采样时钟信号Clk1_CDS、Clk2_CDS，采样保持脉冲信号SH1、SH2。
上述步骤7中所述的停止累加条件为：灰度数量之和大于最大累加像素数量或参与累加的灰度级数量大于最大累加灰度级数量。
下面结合附图3对本发明的仿真效果做进一步说明。
1.仿真条件：
本仿真是在计算机硬件配置为Intel i3-3210，内存4G的硬件环境下和计算机软件配置为ISE14.4的环境下进行的。
2.仿真结果与分析：
附图3是本发明按照具体实施方式所述内容设定驱动时序参数后，紫外焦平面阵列驱动时序仿真结果图。
其中附图3(a)为紫外焦平面阵列器件输出一帧图像所需的驱动时序仿真图，仿真图的时间单位为us，图中信号依次为：积分起始驱动脉冲信号Start_R，积分时钟信号Clk1_R、Clk2_R，复位驱动脉冲信号Start_Reset，复位时钟信号Clk1_Reset、Clk2_Reset，相关双采样驱动脉冲信号Start_CDS，相关双采样时钟信号Clk1_CDS、Clk2_CDS，采样保持脉冲信号SH1、SH2；
附图3(b)为附图3(a)中A段波形的放大图，该位置为紫外焦平面阵列器件第一帧帧头的波形图，仿真图的时间单位为ns，图中信号依次为：积分起始驱动脉冲信号Start_R，积分时钟信号Clk1_R、Clk2_R，复位驱动脉冲信号Start_Reset，复位时钟信号Clk1_Reset、Clk2_Reset，相关双采样驱动脉冲信号Start_CDS，相关双采样时钟信号Clk1_CDS、Clk2_CDS，采样保持脉冲信号SH1、SH2；
附图3(c)为附图3(a)中B段波形的放大图，该位置为紫外焦平面阵列器件两帧衔接处的波形图，仿真图的时间单位为ns，图中信号依次为：积分起始驱动脉冲信号Start_R，积分时钟信号Clk1_R、Clk2_R，复位驱动脉冲信号Start_Reset，复位时钟信号Clk1_Reset、Clk2_Reset，相关双采样驱动脉冲信号Start_CDS，相关双采样时钟信号Clk1_CDS、Clk2_CDS，采样保持脉冲信号SH1、SH2。
由图中时序信号可以看出，本发明生成的紫外焦平面阵列驱动时序符合紫外焦平面阵列对驱动时序的要求，可以稳定驱动紫外焦平面阵列器件。
Claims (7)
1.一种紫外焦平面阵列驱动时序生成装置，包括紫外焦平面阵列模块、模数转换模块、驱动时序产生模块、积分时间自动调整模块、图像接收模块、通用串行总线USB3.0数据通信模块以及电源模块；所述的紫外焦平面阵列模块与模数转换模块通过信号传输线连接；所述的驱动时序产生模块、积分时间自动调整模块、图像接收模块均集成在现场可编程门阵列FPGA内部；所述的模数转换模块与图像接收模块通过通用可编程接口GPIO连接；所述的图像接收模块与通用串行总线USB3.0数据通信模块通过通用可编程接口GPIO连接；其中：
所述的紫外焦平面阵列模块，用于将环境中的紫外光转换为模拟电信号；
所述的模数转换模块，包括模数转换芯片及其***电路，用于将紫外焦平面阵列模块输出的模拟电信号转换为可供现场可编程门阵列FPGA处理的数字图像信号；
所述的驱动时序产生模块，用于根据驱动时序参数，控制现场可编程门阵列FPGA，产生紫外焦平面阵列驱动时序信号；
所述的积分时间自动调整模块，采用基于灰度直方图的紫外焦平面阵列积分时间调整方法，用于统计图像灰度密度、累加灰度数量和灰度级、判断是否停止累加、计算紫外焦平面阵列产生的图像灰度特征值、计算紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间，停止累加的条件为：灰度数量之和大于最大累加像素数量或参与累加的灰度级数量大于最大累加灰度级数量；
所述的图像接收模块，用于将模数转换模块输出的数字图像信号传递给积分时间自动调整模块以及通用串行总线USB3.0数据通信模块；
所述的通用串行总线USB3.0数据通信模块，用于接收上位机发送的参数与命令、将图像接收模块接收到的紫外焦平面阵列产生的图像数据上传至上位机；
所述的电源模块，用于产生紫外焦平面阵列模块与模数转换模块所需的参考电压以及为各模块供电。
2.根据权利要求1所述的紫外焦平面阵列驱动时序生成装置，其特征在于：所述驱动时序产生模块、积分时间自动调整模块、图像接收模块均采用现场可编程门阵列FPGA芯片。
3.根据权利要求1所述的紫外焦平面阵列驱动时序产生成装置，其特征在于：所述紫外焦平面阵列模块、模数转换模块、驱动时序产生模块、积分时间自动调整模块、图像接收模块、通用串行总线USB3.0数据通信模块以及电源模块的物理载体为印制电路板PCB。
4.一种紫外焦平面阵列驱动时序产生成方法，其具体步骤如下：
(1)接收驱动时序产生参数：
通用串行总线USB3.0数据通信模块接收上位机发送的参数与命令；
(2)产生紫外焦平面阵列驱动时序：
驱动时序产生模块根据驱动时序参数，控制现场可编程门阵列FPGA，产生紫外焦平面阵列驱动时序信号；
(3)采集图像：
紫外焦平面阵列模块将环境中的紫外光转换为模拟电信号，模数转换模块将紫外焦平面阵列模块输出的模拟电信号转换为可供现场可编程门阵列FPGA处理的数字图像信号，图像接收模块将模数转换模块输出的数字图像信号传递给积分时间自动调整模块以及通用串行总线USB3.0数据通信模块；
(4)上传图像数据：
通用串行总线USB3.0数据通信模块，将图像接收模块接收到的紫外焦平面阵列产生的图像数据上传至上位机；
(5)统计图像灰度密度：
(5a)统计图像接收模块接收到的紫外焦平面阵列产生的图像的各灰度级对应的灰度数量；
(5b)按照灰度数量从多到少对灰度级进行排序，得到递减的灰度数量序列及各灰度数量对应的灰度级序列；
(6)累加灰度数量和灰度级：
(6a)按照灰度数量序列的顺序，依次对灰度数量进行累加得到灰度数量之和；
(6b)按照各灰度数量对应的灰度级序列的顺序，依次对灰度级进行累加，得到灰度级之和；
(6c)统计参与累加的灰度级的数量，得到参与累加的灰度级数量；
(7)判断是否满足停止累加条件，若是，执行步骤(8)，否则，执行步骤(6)；
所述的停止累加条件为：灰度数量之和大于最大累加像素数量或参与累加的灰度级数量大于最大累加灰度级数量；
(8)按照下式，计算紫外焦平面阵列产生的图像灰度特征值：
<mrow>
<msub>
<mi>G</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<msub>
<mi>P</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<msub>
<mi>N</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
</mfrac>
</mrow>
其中，G1表示紫外焦平面阵列产生的图像的灰度特征值，P1表示紫外焦平面阵列产生图像的灰度级之和，N1表示参与累加的紫外焦平面阵列产生图像的灰度级数量；
(9)按照下式，计算紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间：
其中，T1表示紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间，J1表示紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间的第一个调整参数，J2表示紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间的第二个调整参数，T0表示当前紫外焦平面阵列产生图像的积分时间，G1表示紫外焦平面阵列产生图像的灰度特征值；
(10)调整积分时间：
将积分起始驱动脉冲信号Start_R的周期与复位驱动信号Start_Reset的周期调整为T1，T1表示紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间；
(11)判断是否收到紫外焦平面阵列驱动时序产生的停止命令，若是，执行步骤(12)，否则，执行步骤(2)；
(12)停止产生紫外焦平面阵列驱动时序。
5.根据权利要求4所述的紫外焦平面阵列驱动时序生成方法，其特征在于：步骤(1)中所述的上位机发送的参数与命令包括：最大累加像素数量，最大累加灰度级数量，紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间的第一个调整参数，紫外焦平面阵列产生的下一帧图像的积分时间的第二个调整参数，紫外焦平面阵列驱动时序产生停止命令。
6.根据权利要求4所述的紫外焦平面阵列驱动时序生成方法，其特征在于：步骤(2)中所述的驱动时序参数包括：积分起始驱动脉冲信号Start_R的脉冲宽度，积分起始驱动脉冲信号Start_R的周期，积分时钟信号Clk1_R、Clk2_R的脉冲宽度，积分时钟信号Clk1_R、Clk2_R的周期，积分时钟信号Clk1_R首个上升沿为与驱动脉冲信号Start_R上升沿的时间差，积分时钟信号Clk1_R与Clk2_R的相位差，采样保持脉冲信号SH1和SH2的脉冲宽度，采样保持脉冲信号SH1和SH2的周期，采样保持脉冲信号SH1信号的首个上升沿与积分时钟信号Clk1_R首个上升沿的时间差，采样保持脉冲信号SH2信号的首个上升沿与积分时钟信号Clk2_R第二个上升沿的时间差，复位驱动信号Start_Reset的脉冲宽度，复位驱动信号Start_Reset的周期，复位驱动信号Start_Reset的首个上升沿与采样保持脉冲信号SH1首个上升沿的时间差，复位时钟信号Clk1_Reset、Clk2_Reset的脉冲宽度，复位时钟信号Clk1_Reset、Clk2_Reset的周期，复位时钟信号Clk1_Reset与复位时钟信号Clk2_Reset的相位差，相关双采样驱动脉冲信号Start_CDS的脉冲宽度，相关双采样驱动脉冲信号Start_CDS的周期，相关双采样驱动脉冲信号Start_CDS的首个上升沿与积分时钟信号Clk1_R的时间差，相关双采样时钟信号Clk1_CDS、Clk2_CDS的脉冲宽度，相关双采样时钟信号Clk1_CDS、Clk2_CDS的周期，相关双采样时钟信号Clk1_CDS与相关双采样时钟信号Clk2_CDS的相位差。
7.根据权利要求4所述的紫外焦平面阵列驱动时序生成方法，其特征在于：步骤(2)中所述的紫外焦平面阵列驱动时序信号包括以下信号：积分起始驱动脉冲信号Start_R，积分时钟信号Clk1_R、Clk2_R，采样保持驱动脉冲信号SH1、SH2，复位驱动脉冲信号Start_Reset，复位时钟信号Clk1_Reset、Clk2_Reset，相关双采样驱动脉冲信号Start_CDS，相关双采样时钟信号Clk1_CDS、Clk2_CDS，采样保持脉冲信号SH1、SH2。
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