TDICCD光子响应非均匀性噪音分析与测量(英文)

探测器光子响应非均匀性噪音会降低低照度情况下遥感成像系统的成像质量.针对这一现象,本文首先结合探测器的物理性质,对各种噪音源进行了研究;建立了TDI CCD不同级数下的光子响应非均匀性噪音模型,随着曝光量的增加,光子响应非均匀性噪音也线性增加.其次根据曝光级数越多TDI CCD对非均匀性噪音的平滑效应越明显这一现象,提出一种光子响应非均匀性系数与曝光级数之间的关系式,并给出了利用TDI CCD输出图像提取光子响应非均匀性噪音的方法.最后建立了试验系统,通过试验对测试获得的光子响应非均匀性噪音与理论分析计算得出的结果进行了分析.

基于光响应非均匀性的WhatsApp压缩视频来源识别

光响应非均匀噪声(photo response nonuniformity,PRNU)是光学成像传感器成像时引入的一种独特噪声,可有效识别压缩视频的来源。针对现有算法提取压缩视频的PRNU效果并不显著的问题,论文提出了一种改进PRNU提取算法。首先,去除视频编解码的环路滤波器,对视频帧使用双密度双树复小波变换进行分解;然后对高频子带使用基于贝叶斯阈值估计的双变量收缩算法进行估计,再使用自适应加窗维纳滤波进行二次估计,得到噪声残差;最后用基于量化参数值加权的最大似然估计法聚合噪声残差,再与视频帧估计得到PRNU。实验结果表明:该文提出的方法在20 s时WhatsApp视频的识别率为75%。

焦平面偏振器非线性响应的非均匀性校正研究

由于现有的校正方法校正确率低,像元响应不一致性高,因此该文研究了焦平面偏振器非线性响应的非均匀性校正方法。在共源电流中形成补偿电路,根据比例补偿电流支路,使反馈结构产生校正电流并形成明盲像元阵列,获得稳定输出信号。采集标定点,计算设计偏置系数,运用自适应校正法校正焦平面偏振器非线性响应,当响应元入射场景均值一致时处理低频噪声。将高频增益结果带入校正公式,完成非均匀性校正。试验结果表明,试验组的校正正确率为100%,降低了像元响应不一致性,取得了良好的校正效果。

一种考虑红外焦平面器件非线性响应的非均匀性校正方法

针对红外焦平面阵列探测元响应具有非线性特征 ,提出了一种易于硬件电路实现的、考虑探测元响应非线性的非均匀性校正方法 .通过理论分析和仿真实验 ,结果表明该方法校正参数少 。

可见光面阵CCD响应非均匀性的检测与校正

通过分析可见光面阵CCD的响应非均匀性,提出了一种适用于所有面阵CCD的响应非均匀性检测系统。利用该检测系统对全帧型面阵CCD485进行了辐射定标,建立了面阵CCD485数字图像的灰度值和积分球出口处辐照度之间的响应关系,并描绘了响应度曲线。从定标采集得到的数字图像可以看出灰度值有明显的跳跃,响应非均匀性已经超过了5%,在微光拍照时将严重影响成像的质量,所以必须进行校正。根据面阵CCD响应度曲线来选择非均匀性校正算法,考虑到面阵CCD485的响应度为线性,这里采用了两点校正算法,求出面阵CCD各个像元的校正因子(增益和偏置),并存储到校正矩阵中,通过乘积加法运算把各个像元的信号校正成面阵CCD的平均信号值。实验结果表明,两点校正算法使面阵CCD485的响应非均匀性降低到原来的1/10左右,是一种实用有效的校正方法。

干涉成像光谱仪CCD象元响应非均匀性校正研究

在阐述一般成像系统中CCD象元响应非均匀性校正的原理与算法的基础上,通过对星载可见光干涉成像光谱仪CCD象元响应非均匀性校正的相对辐射定标原理及所获定标数据的深入分析,研究出了一种适于对可见光及红外干涉成像光谱仪系统CCD象元响应非均匀性进行校正的方法,有效解决了干涉成像光谱仪系统探测器阵列非均匀性校正这一工程技术难题.

考虑红外焦平面器件非线性响应的一种非均匀性校正方法

针对红外焦平面阵列的非线性响应特性,提出了一种考虑非线性响应的“曲线—直线”校正方法,并给出了校正的计算公式.仿真实验结果说明此方法具有精度高,计算量小的优点,需要存储的参数少,易于硬件实现.

干涉成像光谱仪CCD象元响应非均匀性校正技术

通过对星载可见光干涉成像光谱仪CCD象元响应非均匀性校正的相对辐射定标原理及所获定标数据的深入分析,研究出了一种适于对可见光及红外干涉成像光谱仪系统CCD象元响应非均匀性进行校正的方法,给出了探测器非均匀性大小对干涉图校正及光谱复原精度影响的定量关系,有效解决了干涉成像光谱仪系统探测器阵列非均匀性校正这一工程技术难题。在此基础上,提出了一种在仪器组装完成之后再进行定标及非均匀性校正的改进新方案,该方法省时省力省资金,不仅可以校正CCD本身的非均匀性,而且可校正干涉成像光谱仪系统其他原因引起的非均匀性,且定标数据也能根据系统工作环境变化而重新标定,能更有效地提高整个光谱仪系统非均匀性的校正精度。

傅里叶变换成像光谱仪CCD像元响应非均匀性校正

根据一般成像系统CCD像元响应非均匀性校正的原理与算法,通过对星载可见光干涉成像光谱仪CCD像元响应非均匀性校正的相对辐射定标原理及所获定标数据的深入分析,研究出了一种适于对可见光及红外干涉成像光谱仪系统CCD像元响应非均匀性进行校正的方法,有效解决了干涉成像光谱仪系统探测器阵列非均匀性校正这一工程技术难题,它对今后该方面的科研和技术工作具有积极的指导意义。

颜色解耦光响应非均匀性噪声融合凸优化的图像伪造检测算法

当前基于光响应非均匀性噪声的伪造检测算法使用了滤色器阵列,容易产生颜色插值噪声,严重影响了其噪声的提取精度及相关性检测的分辨率;且没有考虑源相机的相关性,借助局部像素统计决策进行目标识别,削弱了算法检测精度。提出了颜色解耦光响应非均匀性(,CD-PRNU color decoupled photo response non-uniformity)噪声融合凸优化方案的图像伪造检测算法。设计颜色解耦光响应非均匀性噪声;并构造了CD-PRNU噪声残留的数学计算模型;再嵌入Bayes原理,形成贝叶斯最小风险决策,利用图像全局像素,完成伪造目标检测。同时提出凸优化方案,将真伪决策演变为凸问题,降低算法复杂度。仿真结果显示:该算法能够更有效地检测出微小尺寸伪造目标,且其误检率更低。

红外成像系统响应光谱非均匀性的理论分析

基于黑体标定的非均匀性校正方法在凝视红外成像系统中被广泛应用,但在面对天空背景成像或者高速飞行器上透过高温光学窗口观察常温目标两种情况下,出现了黑体标定不适用的现象。为此通过分析红外成像系统的响应特性,提出了响应光谱非均匀性的概念,指出了黑体标定法具有场景光谱分布依赖的特征。同时,分析了响应光谱非均匀性产生的原理,包括内外两方面原因。内在因素是红外探测器不同像元的量子效率随光谱变化存在差异,外在因素是应用场景的辐射光谱分布与黑体相差较大。在此基础上,给出了解决响应光谱非均匀性的建议。

红外探测器响应非均匀性对系统灵敏度的影响

红外焦平面探测器的响应非均匀性将产生空域噪声,影响系统的灵敏度,在一般的红外系统灵敏度噪声等效照度(NEFD)和噪声等效温差(NETD)计算公式中,却不包含非均匀性的影响。通过非均匀性空域噪声的定义和焦平面探测器的空域噪声与时域噪声不相关的基本假设,在给出图像总噪声与探测器空域噪声和时域噪声关系的基础上,推导出了响应非均匀性与系统灵敏度NEFD和NETD的关系式,为红外系统的设计特别是非均匀性校正提供了依据。

红外焦平面阵列非线性响应的分析和计算

分析了导致红外焦平面阵列响应非线性的各种因素 ;并以 Hg Cd Te红外焦平面阵列为例 ,以量子效率与入射光子波长的相关性为基础 ,计算了在准理想条件下探测器响应的非线性量 ;结合非均匀性校正 ,计算了在给定区间定标后的非线性大小 ;

红外焦平面阵列非均匀性校正的精度分析

介绍了红外图像非均匀性校正的基本方法,并用基于黑体多点线性校正算法对128×128的红外焦平面阵列进行了图像校正,获得了较好的结果.多点线性校正的精度与定标点的选择和其数量有关,所以在得到探测器响应曲线的基础上,对这两个因素的选择进行了分析,并用实际的校正结果对这两个因素对校正精度的影响进行了讨论.结果表明,与理论分析符合的很好.

红外焦平面阵列基于黑体的非均匀性校正方法中的限制因素

以基本的红外辐射理论为依据 ,阐述了红外焦平面阵列非均匀性校正的物理原理 ,首次综合性地论述了标定类方法所存在的三个基本限制因素 ,并重点给出了红外焦平面阵列响应漂移的实验结果。

红外焦平面阵列非均匀性的两点校正及依据

以Planck辐射定律和红外探测元的线性响应模型为基础,在理论上完整地推导了红外焦平面阵列非均匀性的两点校正方法;据此,论证了两点校正方法的物理依据,即从理论上证明如果探测元是线性和稳定响应的,该方法则可以实现非均匀性的准确校正;初步分析了非均匀性校正中存在误差的问题。

评估辐射自显影胶片非均匀性及其对螺旋断层放射治疗剂量验证的影响

目的:探讨基于辐射自显影胶片EBT3剂量响应特性中非均匀性及其对螺旋断层放射治疗计划剂量验证的影响。方法:取10张同一批次EBT3胶片,每张胶片分为8个区域,胶片不同剂量曝光后扫描分析其剂量响应的非均匀性。建立剂量响应曲线A和修正的剂量响应曲线B。取10例Tomo HD系统调强放疗计划并利用EBT3胶片进行剂量验证,采用不同剂量响应曲线A和B分别分析并比较不同γ值时两组通过率情况。结果:对10张胶片像素值的非均匀性进行分析,每张胶片像素值的变异系数分别为2.32%、1.32%、0.74%、1.20%、0.87%、0.72%、0.88%、0.72%、1.00%、0.70%;而10例放疗计划验证胶片采用A、B两种剂量响应曲线进行分析,γ=1.5、1.0时两组通过率具有显著统计学差异(P=0.007和0.008),而γ<1时两组通过率虽略有差异但不具统计学意义。结论:辐射自显影胶片剂量响应非均匀性存在一定差异,且与胶片所受剂量有关,其非均匀性随着剂量增加而相对减小;临床验证中考虑EBT3剂量响应曲线的修正是有必要的,特别是低剂量。

平面P-SV波入射时非均匀饱和土自由场地的响应

基于Biot多孔介质波动模型,研究了非均匀饱和土层对平面P-SV波入射时的动力响应.考虑饱和土地基的物理力学特性沿厚度方向连续变化,利用亥姆霍兹矢量分解原理和动力刚度法,分析了平面入射P-SV波在非均匀饱和土层中的反射和透射,并给出了基岩表面和自由表面处反射系数和透射系数的计算表达式.基于理论推导结果,数值分析了平面SV波入射下非均匀饱和土自由场地的动力响应,其中假设饱和土地基的物理力学性质沿土层深度按幂律梯度变化.数值结果表明,平面SV波入射所引起的地面位移与基岩位移之比均随土层厚度和土体的非均匀程度、波的入射角和入射频率的增加而减小,且其竖向位移比的减小更为显著,厚土层对地震波的耗散作用尤为明显.

微测辐射热计的非均匀性校正新方法

针对微测辐射热计的非均匀性校正对衬底温度要求较高的问题,从探测器的线性模型出发,提出了一种新型非均匀性校正方法。方法首先令阵列中不同探测单元的光响应率比和衬底温度响应率比分别相等,达到补偿衬底温度变化的目的;随后再执行传统的两点非均匀性校正。用数模转换器将存储在EPROM内的偏置电压输出到MOS管的栅极上,实现对偏置电流的控制,调节探测元及补偿元的响应率。仿真结果表明,该校正方法可以在变化范围约为4K的均匀衬底温度内达到良好校正效果。

基于局部恒定统计的高精度联合非均匀性校正方法

为校正长波红外探测器辐射响应非均匀性,抑制非线性和随时间漂移,提出了一种基于分段两点校正法和局部恒定统计的校正方法.首先,对非均匀性噪声建模,利用分段两点校正法进行粗校正;其次,利用绝对偏差中值法剔除异常像素,并迭代累加得到均值图像;最后,对均值图像滤波,求得校正系数矩阵并对图像精校正.搭建了原理样机,进行了两次实验室标定实验和一次外场实验.实验结果表明:本文方法可以将黑体图像标准差从2.75降低至2.26,将外场图像粗糙度从1.47×10^2降低至1.03×10^-2.本文方法复杂度低、鲁棒性强、精度高,可以有效去除非均匀性噪声.