在医学牙齿成像中,由于牙釉质在近红外光的照射下近乎透明,因此,可利用近红外成像检测牙齿疾病。但是在近红外场景下,由于牙齿厚度不均,在使用普通的近红外图像采集装置对牙齿进行成像时,动态范围有限,获取的图像会出现高曝光部位,导致部分牙齿信息丢失,医生无法准确观察到牙齿的病变信息,限制了近红外成像在牙齿检测中的应用。因此,如何有效地提高近红外光下牙齿图像的动态范围是目前近红外光牙齿检测所面临的主要问题。本文提出了一种基于近红外数字微镜器件(DMD)的高动态近红外光牙齿检测技术。基于DMD芯片独特的工作模式,可以实现对进入图像传感器光强的像素级调节。通过调节牙齿不同位置的近红外光强摄入量的不同来改变图像曝光度,在保持图像正常曝光部分不变的情况下降低高曝光部分的光强摄入量,便可以有效地减少图像高曝光程度,使得图像传感器可以同时检测到近红外光下因牙齿厚度不均造成的高亮或较暗图像的细节信息,从而实现整个牙齿成像系统动态范围的提升,具有很好的应用前景。本文设计了一种基于空间调制和PWM脉冲调制相结合的光强调节算法。该算法考虑了DMD的镜片数量和图像传感器像素大小,设计了4:1的对应关系,保证了DMD镜片资源的充分利用的同时加快了光强调节速度,调光所需步骤仅为传统方式的1/4。在保证系统帧频设计要求的前提下(40帧/秒),采用DDR2 SDRAM对图像数据进行缓存,该缓存方式缩短了DMD翻转过程中对数据的加载等待时间,成功实现了DMD的8位灰度图像的翻转控制。结合两种设计策略成功使得成像系统动态范围增加了60.21dB。系统主要包括光学光路成像系统、上位机处理软件和DMD硬件控制平台三部分。其中光学光路成像系统主要实现的功能是DMD微镜镜片与图像传感器光学调节。上位机处理软件主要功能是实现相机图像数据的采集和光强调节算法的实现,设计了手动调光与自动调光相结合的上位机控制方式,提高了调光效率,使DMD控制过程更加人性化。DMD硬件控制平台的主要功能是图像数据的写入和清除、复位以及镜片浮空的控制。基于DMD的高动态近红外成像系统测试实验表明,本系统在采用图像动态范围为48dB的近红外相机的前提下,对模拟的高动态场景进行成像,调光结果满足观测需求,整幅图像对比度较强,不存在过饱和区域。且测试不同调光权值下的成像效果证明本系统确实具备调节进入图像传感器的光束强度的目的。本文对近红外光照射下的4组牙齿进行检测成像,调光后的牙齿图像可看观察到调光前曝光过度区域的牙齿轮廓及细节信息,调光后的牙齿图像更加清晰。