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CCD图像快速Smear消除算法及其在星载成像设备地面检测系统上的应用
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作者 冯熠斌 王煜 +4 位作者 刘国华 林方 张泉 胡成睿 张晓莉 《光学精密工程》 北大核心 2025年第9期1471-1480,共10页
星载高光谱成像仪是大气观测卫星的重要载荷,采用帧转移CCD获取地球大气成分分布信息。帧转移CCD具有Smear效应,影响光谱测量精度。针对传统Smear消除算法基于矩阵描述二维图像过于复杂,难以满足载荷研制部门地面检测系统实时消除图像中... 星载高光谱成像仪是大气观测卫星的重要载荷,采用帧转移CCD获取地球大气成分分布信息。帧转移CCD具有Smear效应,影响光谱测量精度。针对传统Smear消除算法基于矩阵描述二维图像过于复杂,难以满足载荷研制部门地面检测系统实时消除图像中Smear效应的现状,根据帧转移CCD工作原理使用代数形式描述Smear的形成模式,推导出代数形式的Smear消除算法。该算法避免了传统矩阵形式Smear消除算法的矩阵运算,耗时为矩阵算法的1/500,适用于实时性要求较高,主要针对静态图像消除的地面检测平台。分析了帧转移CCD中的Smear成因,基于成因推导了代数形式的Smear消除算法,该算法相对于Eigen库函数实现的矩阵消除算法,将耗时由8 s提升为16 ms。将该算法应用到星载高光谱成像仪的地面检测系统中,实现了实时消除Smear的图像处理功能。 展开更多
关键词 星载高光谱成像仪 帧转移ccd Smear效应 地面检测系统
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面阵CCD辐射敏感参数测试电路设计及试验验证
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作者 王祖军 黄港 +4 位作者 李传洲 蒋镕羽 聂栩 晏石兴 唐宁 《现代应用物理》 2025年第2期154-161,共8页
以航空航天、科学研究、工业应用、消费电子等领域广泛应用的ICX285AL面阵电荷耦合器件(charge coupled devices,CCD)为研究对象,设计了一款以可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)为控制核心的面阵CCD辐射敏感参数测试电... 以航空航天、科学研究、工业应用、消费电子等领域广泛应用的ICX285AL面阵电荷耦合器件(charge coupled devices,CCD)为研究对象,设计了一款以可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)为控制核心的面阵CCD辐射敏感参数测试电路,该测试电路主要包括FPGA控制模块、CCD驱动模块、A/D相关双采样模块、数据传输模块、电源模块等。在硬件电路设计方面,开展了测试电路功能模块划分及各模块核心芯片选型,设计了测试电路原理图,并对PCB板上布局布线进行了优化设计。在测试电路驱动程序设计方面,采用Verilog HDL硬件描述语言进行FPGA驱动程序开发,通过FPGA输出的时序控制脉冲实现图像数据采集、信号处理与转换、数据传输通信等功能。该测试电路将模拟信号和数字信号进行了板级分离,避免了测试电路中高频数字信号引入的噪声对高精度模拟信号的干扰。通过开展质子辐照试验,测出了质子辐照诱发CCD性能退化的典型特征规律,验证了该测试电路设计的可靠性及对辐射效应测试的适用性。本文的研究可为开展CCD辐照效应试验研究提供测试技术支持。 展开更多
关键词 电荷耦合器件 测试电路设计 辐照试验 质子辐照 辐照损伤效应
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质子辐照诱发CCD片上放大器单管性能退化实验与仿真研究
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作者 晏石兴 王祖军 +4 位作者 唐宁 吕玉冰 王小东 李传洲 蒋镕羽 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2412-2418,共7页
辐照诱发电荷耦合器件(CCD)图像传感器性能退化与CCD片上放大器中的金属氧化物半导体(MOS)管性能退化密切相关。本文以国产CCD片上放大器中的MOS管为研究对象,开展了3种不同注量的质子辐照实验,测试了辐照前后性能参数的退化规律。采用S... 辐照诱发电荷耦合器件(CCD)图像传感器性能退化与CCD片上放大器中的金属氧化物半导体(MOS)管性能退化密切相关。本文以国产CCD片上放大器中的MOS管为研究对象,开展了3种不同注量的质子辐照实验,测试了辐照前后性能参数的退化规律。采用SENTAURUS TCAD软件建立了CCD片上放大器中MOS管的工艺模型,在SiO2层引入固定正电荷,在Si/SiO2界面处引入界面态进行了辐射效应仿真模拟,仿真结果与辐照实验测试结果吻合较好。结合辐照实验和仿真模拟结果,对CCD片上放大器中MOS管的质子辐照损伤效应进行了深入分析,结果表明:阈值电压与饱和输出电流等辐照特性参数的变化主要由辐射感生氧化层陷阱电荷和界面态导致,辐照感生陷阱电荷量与质子辐照注量大小相关,辐照注量越大特性参数变化越大。最后开展了室温退火测试,测试结果表明:随着退火时间的延长,阈值电压与饱和电流出现一定程度的恢复。 展开更多
关键词 ccd 质子辐照 辐照注量 辐照损伤 退火测试
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CCD/EMCCD光电参数测试系统的设计与应用
4
作者 沈吉 VIACHESLAV V.Zabudsky +5 位作者 常维静 那启跃 简云飞 OLEG V.Rikhalsky OLEKSANDR G.Golenkov VOLODYMYR P.Reva 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期693-703,共11页
本文开发了一种用于测量CCD和EMCCD(电子倍增CCD)芯片光电参数的测试系统。该测试系统通过自动模式或手动模式间的切换,测量器件的暗电流、读出放大器的响应度、电荷转移效率、电荷容量和其他参数。该测试系统可以针对不同规格和结构的C... 本文开发了一种用于测量CCD和EMCCD(电子倍增CCD)芯片光电参数的测试系统。该测试系统通过自动模式或手动模式间的切换,测量器件的暗电流、读出放大器的响应度、电荷转移效率、电荷容量和其他参数。该测试系统可以针对不同规格和结构的CCD/EMCCD器件,实现CCD晶圆或封装好的成品的参数测试,实现576×288、640×512、768×576、1024×1024、1280×1024 CCD/EMCCD的测试和筛选。 展开更多
关键词 ccd EMccd 测试系统 光电参数
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大视场空间相机CCD性能测试及筛选方法 被引量:13
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作者 李宪圣 万志 +4 位作者 刘则洵 李葆勇 刘洪兴 孙景旭 任建伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期2245-2250,共6页
空间相机使用CCD拼接技术组成长焦平面,可有效地增加空间相机的视场和幅宽。拼接CCD之间的性能差异会影响空间相机的成像质量,为了在大视场空间相机研制时挑选高性能且性能一致的CCD,提出了一种大视场空间相机CCD性能测试与筛选方法。首... 空间相机使用CCD拼接技术组成长焦平面,可有效地增加空间相机的视场和幅宽。拼接CCD之间的性能差异会影响空间相机的成像质量,为了在大视场空间相机研制时挑选高性能且性能一致的CCD,提出了一种大视场空间相机CCD性能测试与筛选方法。首先,介绍了CCD的成像电路设计、以及CCD光谱特性和辐射特性的测试方法。然后,介绍了CCD的筛选流程,第一步是从各CCD裸片的几何特性、信噪比、相对光谱响应、响应非均匀性、非线性、暗电流以及动态范围等角度进行筛选,将不满足指标的CCD剔除,第二步是依据辐射响应一致性筛选出满足要求的CCD,通过数据分析比较得出饱和辐照度筛选法优于响应度筛选法。最后,采用饱和辐照度筛选法从10片CCD中筛选出饱和辐照度一致性最好的4片CCD,饱和辐照度相对偏差为0.23%,该组CCD已经被应用于某大视场空间相机的研制,并获得了良好的效果。 展开更多
关键词 空间相机 ccd测试 筛选 饱和辐照度
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基于DSP的线阵CCD实时测量系统设计 被引量:6
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作者 王庆有 张可新 +1 位作者 金贵 刘海军 《电子测量技术》 2007年第7期85-86,共2页
在工业生产中,产品质量的监测与控制是非常重要的环节,传统方法都是用外部设备将测量数据采集之后传送至计算机,这种方法对计算机接口要求较高,有时在生产线环境下不适于使用计算机。为了实现非接触在线测量,设计了本系统。本文介绍了... 在工业生产中,产品质量的监测与控制是非常重要的环节,传统方法都是用外部设备将测量数据采集之后传送至计算机,这种方法对计算机接口要求较高,有时在生产线环境下不适于使用计算机。为了实现非接触在线测量,设计了本系统。本文介绍了这种以CPLD为中心控制器,以DSP为信号处理器的线阵CCD在线测量系统。讲述了CCD信号的产生、存储、传输、采集与处理过程,以TMS320F206为例,介绍了DSP在本系统中的应用,从实际应用的角度介绍了整个系统的开发思想。最后讨论了本系统的实用性。 展开更多
关键词 DSP ccd 在线测量 实时
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CCD的输出响应与相机MTF测试 被引量:8
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作者 杨桦 朱永红 +1 位作者 焦文春 刘颖 《光学技术》 CAS CSCD 2001年第5期444-446,共3页
以往在测试CCD相机的调制传递函数 (MTF)时 ,通常未考虑CCD像元的输出响应对测试的影响 ,因而导致了相机的MTF测试数据与理论计算值存在着一定的偏差。在采用高对比度靶标对线阵CCD相机MTF进行测试时 ,根据对测试数据的分析 ,发现在CCD... 以往在测试CCD相机的调制传递函数 (MTF)时 ,通常未考虑CCD像元的输出响应对测试的影响 ,因而导致了相机的MTF测试数据与理论计算值存在着一定的偏差。在采用高对比度靶标对线阵CCD相机MTF进行测试时 ,根据对测试数据的分析 ,发现在CCD像元的响应中包含着一种不同于像元暗电流的基底响应。通过考察CCD在不同照度下的输出响应 ,将以往的CCD绝对定标公式进行扩展 ,可以得出CCD像元的基底响应与暗电流对计算相机MTF的影响关系。据此 ,可以在CCD相机系统测试过程中得到相机的真实MTF数据 。 展开更多
关键词 ccd MTF测试 输出响应 相机
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矩形光栅法测量CCD调制传递函数的研究 被引量:4
8
作者 李金 陈于伟 +1 位作者 陈红兵 唐遵烈 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期531-533,共3页
比较了电荷耦合器件(CCD)调制传递函数(MTF)的多种测试方法,叙述了矩形光栅法测量CCD调制传递函数的原理,编写了测试软件,成功实现了CCD MTF的测试。
关键词 调制传递函数 测试 电荷耦合器件
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空间相机大功率CCD器件的热设计与热试验 被引量:21
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作者 陈立恒 李延春 +3 位作者 罗志涛 董吉洪 王忠素 徐抒岩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2117-2122,共6页
对空间相机大功率CCD器件进行了热设计以解决其散热问题,为了验证热设计的合理性进行了CCD焦面组件的热试验。首先,介绍了以传导为主要散热措施的CCD器件热设计方案,CCD器件的热量主要通过热管传递到冷源;然后,针对整个焦面组件进行了... 对空间相机大功率CCD器件进行了热设计以解决其散热问题,为了验证热设计的合理性进行了CCD焦面组件的热试验。首先,介绍了以传导为主要散热措施的CCD器件热设计方案,CCD器件的热量主要通过热管传递到冷源;然后,针对整个焦面组件进行了试验规划,特别对模拟冷板进行了专门设计;最后,在真空环境下进行了综合试验。试验结果显示,功耗为10W的CCD器件连续工作70min,在12℃冷源的情况下,能够控制焦平面器件的温度<35℃。该试验验证了CCD焦面组件热设计的合理性,并为焦面组件热分析计算模型修正提供了依据。 展开更多
关键词 空间光学 空间相机 ccd 热设计 热试验
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CCD相机读出噪声、电荷转移效率的测试和归算的改进方法 被引量:4
10
作者 李彬华 叶彬浔 《天文研究与技术》 CSCD 北大核心 2005年第3期177-185,共9页
简单地介绍了CCD相机的读出噪声、电荷转移效率(CTE)的常用测试和归算方法,指出了其中的不足之处。在此基础上,提出了改进的噪声和CTE的测试和归算方法。也就是,读出噪声的测量以过扫描区的方差为基础来进行。而在CTE的归算时,先采用人... 简单地介绍了CCD相机的读出噪声、电荷转移效率(CTE)的常用测试和归算方法,指出了其中的不足之处。在此基础上,提出了改进的噪声和CTE的测试和归算方法。也就是,读出噪声的测量以过扫描区的方差为基础来进行。而在CTE的归算时,先采用人-机交互方式确定一条适当的初始转移直线(X射线的单像元事件线)和相应的区间,在此区间中进行的第一次线性拟合得到一条较准确的转移直线,以后根据前一次的结果自动选取区间并进行线性拟合。以此方式就可以归算出较为精确的CTE数据。 展开更多
关键词 ccd 读出噪声 CTE 测试 数据处理
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CCD相机电子学增益测试方法研究 被引量:3
11
作者 李载峰 李俊霖 兰太吉 《电子测量技术》 2014年第12期49-52,共4页
CCD相机电子学增益是相机的核心指标之一,用于评价相机电子学设计水平,对其进行客观准确的测试至关重要。基于CCD相机的信号传递机理建立了电子学增益传递模型,推导出了图像信号SDN和图像噪声σDN的线性关系,并绘制了光子传递曲线,基于... CCD相机电子学增益是相机的核心指标之一,用于评价相机电子学设计水平,对其进行客观准确的测试至关重要。基于CCD相机的信号传递机理建立了电子学增益传递模型,推导出了图像信号SDN和图像噪声σDN的线性关系,并绘制了光子传递曲线,基于此设计了一种CCD相机电子学增益测试方法,并利用该方法对某型号空间相机进行了测试,最终通过信噪比比对测试验证了测试结果的准确性。该方法具有简洁直观、客观准确、可操作性强等优点,现阶段已成功应用于空间CCD相机测试,效果良好。 展开更多
关键词 光子传递曲线 ccd 测试
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CCD相机自动测试技术研究 被引量:3
12
作者 常飞 谢兴全 +2 位作者 张学东 虢仲平 刘金 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第26期171-176,共6页
建立了一个CCD相机自动测试模型,对CCD相机根据应用需求进行自动测试。根据应用环境分析了CCD相机的6个主要的影响因子,并分类为可用影响因子和可靠性影响因子;针对不同影响因子的特点,提出了具体的测试方法和算法,并建立了影响因子评... 建立了一个CCD相机自动测试模型,对CCD相机根据应用需求进行自动测试。根据应用环境分析了CCD相机的6个主要的影响因子,并分类为可用影响因子和可靠性影响因子;针对不同影响因子的特点,提出了具体的测试方法和算法,并建立了影响因子评价函数;根据因子评价函数,通过加权的方式建立了CCD相机的综合评价函数;模型还给出了CCD相机自动测试框架。实验结果表明,CCD相机自动测试技术能够有效减少测试时间,提高测试效率,降低测试复杂度,对CCD相机的测评更加全面和可信。 展开更多
关键词 ccd相机 自动测试模型 评价函数
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用面阵CCD实时检测运动带钢表面孔洞 被引量:9
13
作者 吕新民 罗志勇 +1 位作者 刘栋玉 王斌 《光电工程》 CAS CSCD 1997年第1期42-45,共4页
提出了在高速DSP系统中实时识别孔洞的硬件构成以及孔洞检测的算法。
关键词 表面缺陷检测 ccd摄象机 计算机图象处理
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大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜科学级CCD相机低噪声设计和检测 被引量:3
14
作者 邹思成 王钢 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期434-439,共6页
结合实际测试结果,介绍了大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)低色散光谱仪所使用的科学级CCD相机的系统设计与检测技术。LAMOST科学级CCD相机系统由大面阵CCD芯片、相机头、制冷系统、控制器及其软件组成,其CCD控制器的设计实... 结合实际测试结果,介绍了大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)低色散光谱仪所使用的科学级CCD相机的系统设计与检测技术。LAMOST科学级CCD相机系统由大面阵CCD芯片、相机头、制冷系统、控制器及其软件组成,其CCD控制器的设计实现低噪声、多路图像读出、像素合并及陷阱测试等功能,满足LAMOST工程的设计要求。介绍了科学级CCD相机增益、读出噪声、暗电流,满阱等指标的测试方法,该技术方法适用于其它领域同类型科学级CCD相机的研制和检测。 展开更多
关键词 天体测量学 大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜 科学级ccd相机 低噪声 制冷系统 ccd检测
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基于多片空间后方交会的CCD相机检校 被引量:36
15
作者 王冬 冯文灏 +1 位作者 卢秀山 张纯连 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2006年第4期64-66,102,共4页
近年来,CCD相机逐步应用于近景摄影测量、低空摄影测量。影响摄影测量成果精度的重要因素之一是相机的技术参数,因此相机技术参数的检校是保证成果质量能否满足精度要求的关键问题之一。文中通过单片空间后方交会和多片空间后方交会的... 近年来,CCD相机逐步应用于近景摄影测量、低空摄影测量。影响摄影测量成果精度的重要因素之一是相机的技术参数,因此相机技术参数的检校是保证成果质量能否满足精度要求的关键问题之一。文中通过单片空间后方交会和多片空间后方交会的比较试验,分别对两种方法实施了精度分析和可靠性分析,总结得出多片空间后方交会是一种更为可靠的CCD相机检校方法,且运用多片空间前方交会方法进一步验证了多片空间后方交会检校成果的可靠性。 展开更多
关键词 ccd相机 检校 实验场 多片空间后方交会 多片空间前方交会
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CCD用于像增强器亮度增益测试的研究 被引量:2
16
作者 周斌 刘秉琦 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第12期20-21,24,共3页
亮度增益作为像增强器的重要参数,表征了对辐射能量的转换特性。针对其测试原理,提出了基于高灵敏度低噪声CCD图像传感器的亮度增益测试方法,在CCD光电响应非线性校正的基础上,设计了亮度增益自动测试系统。测试结果表明:该测试系统自... 亮度增益作为像增强器的重要参数,表征了对辐射能量的转换特性。针对其测试原理,提出了基于高灵敏度低噪声CCD图像传感器的亮度增益测试方法,在CCD光电响应非线性校正的基础上,设计了亮度增益自动测试系统。测试结果表明:该测试系统自动化程度高、测试数据准确可靠。最后,讨论了影响测试精度的因素。 展开更多
关键词 像增强器 亮度增益 电荷耦合器件 测试
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CCD器件相对光谱响应测试仪 被引量:6
17
作者 闫丰 周跃 +1 位作者 章明朝 陈雪 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2865-2868,共4页
设计并实现了一种涵盖400~950nm的全自动CCD器件相对光谱响应测试仪。分析了成像器件的相对光谱响应测试原理,采用宽光谱、高灵敏度响应的科学级光纤光谱仪QE65000作为参考探测器,基于单光路直接比较法,构建了CCD器件相对光谱响应测试... 设计并实现了一种涵盖400~950nm的全自动CCD器件相对光谱响应测试仪。分析了成像器件的相对光谱响应测试原理,采用宽光谱、高灵敏度响应的科学级光纤光谱仪QE65000作为参考探测器,基于单光路直接比较法,构建了CCD器件相对光谱响应测试仪器。该装置可全自动完成CCD器件的相对光谱响应测量,不确定度分析结果表明,该装置对CCD器件开展相对光谱响应测试的最大不确定度为6.21%,满足应用需求,可为CCD等图像传感器甄选、参数性能评价及后续整机测试提供关键数据支撑。 展开更多
关键词 ccd 相对光谱响应 全自动测试 不确定度
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空间TDICCD相机的便携式图像检测设备 被引量:3
18
作者 刘辉 李俊霖 郭永飞 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期233-239,共7页
空间TDICCD相机的研发过程中多数图像检测设备采用基于采集卡、海量存储器、PC服务器的结构从而限制了其使用环境,不能适应所有的检测任务。对其检测原理、关键技术和实现进行了详细的讨论。进而提出了一种便携式的图像检测设备。该设... 空间TDICCD相机的研发过程中多数图像检测设备采用基于采集卡、海量存储器、PC服务器的结构从而限制了其使用环境,不能适应所有的检测任务。对其检测原理、关键技术和实现进行了详细的讨论。进而提出了一种便携式的图像检测设备。该设备的物理尺寸为320 mm×250 mm×100 mm,采用锂电池供电方式最长可工作3 h,本设备功能完善适应了80%的空间TDICCD相机的图像检测任务。 展开更多
关键词 TDIccd相机 图像检测 便携式 PLB总线
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基于MODTRAN模型计算星载CCD相机信噪比 被引量:14
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作者 陈宇恒 周建康 +2 位作者 陈新华 周望 沈为民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期910-914,共5页
信噪比表征CCD相机的辐射分辨能力,是评价星载CCD相机图像质量的重要参数。传统的相机信噪比计算方法多为构造模型、推导出计算公式、代入器件参数求解,这样的计算没有考虑相机在轨工作的工作环境,结果值较真实值有显著差距。文中利用MO... 信噪比表征CCD相机的辐射分辨能力,是评价星载CCD相机图像质量的重要参数。传统的相机信噪比计算方法多为构造模型、推导出计算公式、代入器件参数求解,这样的计算没有考虑相机在轨工作的工作环境,结果值较真实值有显著差距。文中利用MODTRAN模型,对相机在轨工作环境的地面与大气的辐射进行了模拟计算,用实测噪声值代替传统的噪声模型进行计算,最大程度地使计算条件符合星载CCD相机实际在轨工作的情况。还综合考虑了不同太阳高度角、地面反射率条件下CCD相机的信噪比变化情况,量化分析了这些客观因素对CCD相机实拍时信噪比可能造成的影响,该分析对选择星载CDD相机拍摄的季节、时辰有参考价值。 展开更多
关键词 信噪比计算 星载ccd相机 成像质量 MODTRAN 实测噪声
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电子倍增CCD噪声因子模型及测试方法 被引量:2
20
作者 张闻文 钱月红 +1 位作者 陈钱 顾国华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1345-1349,共5页
基于泊松分布模型推导了电子倍增电荷耦合器件的噪声因子,定量描述了电子倍增电荷耦合器件倍增寄存器的输入输出特性以及在信号倍增过程中引入的额外噪声.通过对采集的均匀照明目标的图像信息进行分析处理,消除了读出噪声、固定图案噪... 基于泊松分布模型推导了电子倍增电荷耦合器件的噪声因子,定量描述了电子倍增电荷耦合器件倍增寄存器的输入输出特性以及在信号倍增过程中引入的额外噪声.通过对采集的均匀照明目标的图像信息进行分析处理,消除了读出噪声、固定图案噪声和本底值对测试结果的影响,减小了测试误差,提高了测试准确度,且无需对芯片镀膜,简化了测试工艺.在理论研究基础上,对Andor公司的Luca相机进行了实验测试.结果表明:当增益大于100时,电子倍增电荷耦合器件的噪声因子为1.414,与传统的二项分布模型一致,验证了本文提出的测试方法的可行性和可靠性. 展开更多
关键词 成像技术 ccd 泊松分布 噪声 测试
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