TDI-CCD图像传感器的噪声分析与处理

为提高TDI-CCD的工作性能,根据TDI-CCD器件的工作原理,较完整地分析了TDI-CCD图像的噪声组成,给出了其噪声的详细分类。TDI-CCD的噪声主要来自两个方面,一个是TDI-CCD器件本身所固有的噪声,如霰粒噪声、非均匀性噪声、暗电流噪声、固定图形噪声、转移噪声等,另一个是TDI-CCD工作过程中的各种噪声干扰,如复位噪声和1/f噪声等。根据各种噪声的特点,提出了相应的噪声处理技术,并针对KTC噪声,给出了双相关采样电路处理方式,提高了器件的信噪比,输出信噪比达到53.8 dB。

多TDI-CCD拼接相机成像非均匀性的校正

针对多TDI-CCD拼接相机存在成像非均匀性问题,开展了对拼接相机输出图像的片内及片间综合校正算法研究。结合CCD相机特性介绍了TDI-CCD的工作原理以及拼接相机成像非均匀性的产生机理。然后,分别对拼接相机片内及片间非均匀性校正的原理进行分析,提出了片内采用两点法校正,片间采用比值平均综合法校正。最后,对片内及片间综合非均匀性校正的参数标定及校正方法进行了探讨。实验结果表明,对存在8.4%非均匀性的原拼接输出图像,采用片内与片间综合校正法校正后,图像非均匀性达到了2.7%,表明该校正方法可基本满足TDI-CCD拼接相机对成像非均性校正的要求,其算法有效实用。

CDS器件在TDI-CCD视频信号处理中的应用

本文是对国家８６３－２ 计划中某项目的部分工作所做的总结． 文中对ＣＣＤ 的噪音和新型ＴＤＩ－ＣＣＤ 输出视频信号的特性进行了分析，提出了对于各种噪音的处理方法，尤其详细介绍了采用相关双采样（ＣＤＳ）技术处理ｋＴＣ噪音和复位噪音的方法，并通过实验进行了验证，最后分析了系统的信噪比．

TDI-CCD总剂量辐射效应及测试

为评估空间辐射效应对应用于某空间相机的TDI-CCD的成像性能的影响,从器件的电路结构入手,分析了总剂量辐射效应对器件主要性能指标的影响。针对此器件的总剂量辐照测试方法研制了测试装置。用60Co对器件进行了γ射线总剂量辐照实验,定量测试了受辐照前后器件的光电响应性能及对比度传递函数的变化情况。实验结果表明,总辐照剂量达到20krad(Si)时,定制TDI-CCD的相对响应度、暗电流、动态范围、最大信噪比相对于该器件没受辐照的初始值变化量均小于5%,对比度传递函数(CTF)没有明显变化,说明定制TDI-CCD器件能够满足某空间相机的使用要求。

航天TDI-CCD亚像元相机的MTF研究

讨论了不同步采集和偏流角带来的像移对航天TDI-CCD亚像元相机系统相机调制传递函数的影响.通过对成像工作方式中所产生的速度失配和方向失配的调制传递函数影响的分析,得出了提高相机采集同步精度和消除偏流角的方法.

TDI-CCD图像固有条带噪声的消除方法及实现

存在于TDI-CCD图像中的条带噪声会影响图像的质量,降低系统的测量精度。针对TDI-CCD图像固有条带噪声的灰度值在原始信息中变化比较缓慢的特点,利用傅里叶变换域内的频谱图映射确定条带噪声频率的方法,分别采用低通、带阻滤波器对条带噪声进行消除。另外,提出了一种改进阈值的小波变换法来消除条带噪声,该方法能在小波分解后各个尺度的垂直方向上自适应地确定阈值。实验结果表明在消除条带噪声方面,改进阈值的小波变换法优于传统的傅里叶变换法。在整个频率域内,改进阈值的小波变换法能够较彻底地消除条带噪声,同时较好地保持了原图像的特征。

TDI-CCD行扫描速率控制技术研究

本文介绍了一种新型ＣＣＤ图象传感器，详细介绍了它的工作原理及特点．对其特殊的控制方式进行了详细的讨论，通过对几种行扫描同步控制方案的比较，提出了一种简便。

推帚式TDI-CCD相机应用分析

简要介绍了推帚式TDI-CCD相机及TDI-CCD像感器的工作原理 ,对引起相机调制传递函数退化的几个因素进行了详细分析 ,这些因素包括几何尺寸、电荷转移损失、速度失配、电荷分立运动 ,而且对离散空间域的线阵静态扫描MTF进行了分析研究 ,阐述了TDI-CCD级数与速度同步性、信噪比、动态范围的关系。

航天TDI-CCD相机的MTF和像质分析

TDI- CCD相机在航天遥感中得到了越来越广泛的应用 ,但航天 TDI- CCD相机的像移是难以完全消除的或是不可避免的。推导和分析了 TDI- CCD相机的像移以及各种像移的 MTF表达式 ;参照美国国家图像解释分级标准( NIIRS) ,分析了像移量对像质的影响。结果表明 :当采用 96级延迟积分的 TDI- CCD器件时 ,同步误差只有小于 2 % ,成像质量才能得到保证 。

基于TDI-CCD成像像移分析及图像复原

介绍了时间延迟积分电荷耦合器件(TDI-CCD)工作原理及成像特点。基于调制传递函数(MTF)对TDI-CCD的像移进行了分析。根据TDI-CCD像移的产生机理,建立图像退化的数学模型,提出了一种有效估计模糊图像系统点扩散函数的方法,并对运动模糊图像进行半盲恢复。实验结果证明了算法的可行性和有效性。

月球探测器TDI-CCD相机成像质量影响因素分析

TDI-CCD相机可以通过多级CCD积分,获得相对较高的信噪比,从1992年开始逐步广泛应用于航空和航天领域中的高分辨率成像任务中。目前TDI-CCD相机已成为高分辨率成像探测的重要手段。根据月球环绕探测任务中TDI-CCD相机的工作环境特点,定量分析了相机的姿态误差、速高比失配等因素对成像质量的影响,并对其中的主要影响因素——速高比失配,提出了适合于月球环绕探测任务特点的补偿途径。

摆扫式TDI-CCD航空相机传感器MTF分析

TDI-CCD与普通线阵CCD相比具有很多优点,因而广泛应用于航空航天成像领域。在介绍TDI-CCD特点和摆扫式TDI-CCD航空相机扫描成像原理的基础上,分析了扫描像移的大小及行周期,推导出了由几何尺寸、电荷转移损失率、电荷分立运动、速度失配等因素引起图像传感器的调制传递函数退化表达式,给出了传感器线列方向和TDI方向的调制传递函数,提出了提高传感器调制传递函数的几种方法,对TDI-CCD航空相机整机设计提供了参考。

基于TDI-CCD的高速小目标交汇测量系统

介绍了TDI CCD图像传感器的工作原理和成像特点 ,提出了基于TDI CCD的交汇测量系统 ,初步分析了该交汇系统行扫描速率和目标运动速率的同步控制问题。同一般线阵CCD组成的交汇测量系统相比较 ,TDI CCD构成的交汇测量系统能够提高探测灵敏度、扩大动态探测范围、增大信噪比 ,从而大大提高系统对目标的捕获几率。同时亦可减小照明光源的亮度及功耗。对大靶面、高速小目标物体运动轨迹的精密测量具有重要意义。

TDI-CCD的特性及改进方法分析

介绍了时间延迟积分电荷耦合器件(TDI-CCD)的工作原理及特点,分析了改善其噪声的大小、带宽、信噪比、动态范围、灵敏度等各个性能参数的几种基本方法,结合DALSA公司实现的TDI-CCD器件,说明从电路及制造工艺,用一些新方法能在几个参数中进行平衡,以实现器件最佳的性能。

TDI-CCD交汇测量系统同步控制的建模及仿真研究

建立了TDI CCD交汇测量系统中CCD行扫描速率和目标运动速率同步控制的数学模型。该模型综合考虑了目标长度、目标运动速率、TDI CCD行扫描速率、成像系统放大倍数、TDI CCD像元尺寸等因素。通过计算机仿真研究发现 ,当TDI CCD行扫描速率和目标运动速率相差较大时 ,在不降低信噪比的情况下 ,系统探测灵敏度及对高速小目标物体的捕获几率仍有很大的提高。也就是说 ,在TDI CCD交汇测量系统中对CCD行扫描速率和目标运动速率同步误差的要求将远远低于± 2 %。

光锥与TDI-CCD耦合监控中测试目标的一种实现方法

为了给光锥与时间延迟积分电荷耦合器件耦合监控装置提供有效的被测运动条纹,分析了传统推扫成像实验装置的不足之处,设计了电子显示目标滚屏运动装置·采用光学相机对印刷条纹静止成像,并用TDI-CCD数字相机对监视器屏幕上的运动条纹动态成像·实验结果表明,该方案解决了高分辨率的鉴别率图样无法在监视器或投影仪上精确显示的困难·与传统的实验室模拟装置相比,该方案提高了鉴别率条纹的运动稳定性,减小了条纹运动速率与TDI-CCD扫描行频间的失配误差,不仅能够对耦合过程实施监控,而且还能用于耦合系统的像质评价·

基于TDI-CCD的高速运动物体的检测

介绍了 TDI-CCD图像传感器的原理 .分析了采用 TDI-CCD进行交汇测量时 ,TDI-CCD的行扫描速率和目标运动速率的同步控制 .提出了以区截实时测速为基准 ,动态改变计数器的初值 ,达到行扫描速率和目标运动速率的实时同步 .实弹测试数据表明 。

TDI-CCD的空间分辨率特性

TDI-CCD的极限分辨率为空间采样频率的一半,且受到像元几何孔径、电荷转移失效率、速度匹配和电荷转移离散运动的影响。在低光照度下,分辨率则将受到噪声限制。TDI级数对分辨率的影响被详细分析。结果表明TDI-CCD具有优良的低光照扫描特性。

TDI-CCD相机成像电路设计

本文首先介绍了TDI-CCD的原理与结构,然后围绕IL-E2 TDI-CCD详细介绍了我们设计的TDI-CCD成像电路。时序控制器基于FPGA实现,产生CCD成像系统的控制时序和设置各种成像参数;功率驱动电路将时序发生单元产生的单一逻辑电平转换为TDI-CCD所需的各种电平,并提供给TDI-CCD容性负载瞬态电流的驱动能力;级数选择部分采用模拟开关实现;针对CCD输出的视频信号特点,设计了低噪声放大预处理电路;信号处理采用了集成相关双采样、可编程增益控制、数字化偏置控制、嵌位、A/D转换等功能于一体的CCD视频处理专用集成芯片TDA8783。本设计实现了CCD成像系统的控制和处理,得到了高质量的图像。

总剂量辐照效应模型在TDI-CCD器件中的应用

介绍了抗辐射加固设计使用的总剂量辐照效应模型,研究了它在时间延迟积分电荷耦合器件(TDI-CCD)电荷转移效率参数衰减中的应用,并通过不同剂量60Coγ辐照试验,验证了该模型在TDI-CCD器件抗辐射加固设计中的应用价值。