一种集成图像处理功能的数字像元焦平面读出电路

设计了一种像元级数字化焦平面读出电路,克服了传统模拟读出电路技术的电荷容量局限,实现了更大的动态范围和更低噪声的数字化图像读出;同时在像元内部进行数字化图像处理,可实现非均匀校正(NUC)、盲元补偿、数字时间延迟积分(TDI)、空间滤波等图像预处理功能。该电路采用40 nm CMOS工艺流片,面阵规格为640×512,像元步进为30μm,全芯片尺寸约22 mm×19 mm。测试结果显示,该电路通过TDI、空间滤波功能可大幅降低(分别约90%和63%)输出图像空间噪声,提升成像质量。

基于固定图形噪声统计特性异常的盲元检测方法

针对盲元对于红外辐射的响应具有很强非线性的特点,在对焦平面采用线性非均匀性校正之前,必须采取有效的盲元检测方法对盲元予以剔除或补偿等问题,提出了以三维噪声固定图形噪声分量作为红外焦平面盲元检测的数据源.盲元的表现形式分为死元与过热像元.针对死元,将其数量限制作为先验知识,并结合其在数据直方图中的低概率密度特性,确定双端分割阈值进行检测.针对过热像元,将其作为正态分布噪声中的统计异常像素点,利用死元剔除后图像数据的直方图偏度阈值自适应确定统计距离门限,并进行检测.实测试验验证了方法的有效性.

锑化铟红外焦平面探测器盲元失效问题的研究

锑化铟红外焦平面探测器将要在寿命周期中于室温到77K的温度范围内工作几千次。由于不同材料的热膨胀系数不一致,热循环会造成焊点疲劳和失效,最终导致焦平面探测器失效。通过研制的温度循环设备,了解了铟焊点失效的原因,并用ANSYS软件对铟柱的机械失效现象进行了分析。通过分析铟柱高度和可靠性之间的关系,得出铟柱高度的增加可以提高探测器的可靠性。介绍了焊接可靠性的评价方法。改进后的焊接工艺可大幅提高探测器的可靠性。

数码相机CCD噪点的检测

CCD的噪点是影响数码相机成像质量的关键因素之一。本文讨论了CCD噪点形成的原因,提出了针对不同特性的噪点进行软件检测的两种方法,并对实验检测结果进行了分析。

一种图像坏点检测及修正算法

针对在图像传感器制造以及使用过程中,因各种原因造成的图像坏点,提出一种坏点检测及修正算法.该算法对多个连续坏点的情况具有较好的处理效果,并且能对坏点是否处于图像边缘处进行预判,有效实现对图像边缘处的坏点进行校正,并对提高图像的保边效果具有显著优势.实验结果表明,与已有的一些算法相比,该算法能有效消除坏点,具有保边效果良好、坏点误检数目相对较少、处理效果更好的优势.

大视场光电测量系统广角相机标定方法研究

在大视场光电测量系统中一般会采用广角镜头,这会导致获得的测量图像存在严重的畸变问题。为了对这一类大畸变相机进行精确标定,可以通过径向畸变除式模型以及角点亚像素坐标提取方法,首先求解出图像畸变中心坐标及畸变参数,然后利用二维平面棋盘格标志点与图像点的对应关系求解出单应性矩阵,再根据单应性矩阵进一步求解出相机内外参数。求解出相关参数后,对求解出的参数利用Levenberg-Marquardt法进行迭代优化,再在迭代优化的基础上根据3σ法则对重投影误差数据进行坏点剔除,然后对剔除坏点之后的坐标数据重新进行标定,直至所有数据都符合要求,最终可以实现大视场畸变图像的高精度校正。为了验证所提方法的有效性,进行了仿真图像及实际图像的标定实验,结果显示,本方法能适当提高标定精度,在实际实验中均方重投影误差平均值减小了0.0103个像素点,相当于提升了0.7%的校正误差精度。

论数字多媒体资源的被动取证

阐述数字取证的定义及重要作用,从数字图像、数字视频、数字音频3个方面,论述数字多媒体资源的被动取证技术,认为目前还没有形成一套完整的多媒体资源的数字取证理论和实验体系,大多数还处于探索阶段,有待进一步深入研究。

基于机器视觉的液晶屏幕坏点检测

在液晶屏幕像素坏点检测中,针对人工检测效率低且用工成本高的问题,根据机器视觉原理以HALCON和VS2010为开发平台,设计了一套液晶屏像素坏点自动检测系统。该系统通过相机获取液晶屏的红绿蓝三种纯色画面图像,先通过边缘提取法将液晶屏区域分割出来,再通过高斯差分滤波(DOG)方法和形态学处理对坏的像素点检测识别。实验结果表明,该系统可以准确地检测出液晶屏上的像素坏点,简便地实现了液晶屏像素坏点的自动化检测,具有较好的工程实用性。

InSb红外焦平面探测器十字盲元问题的研究

InSb红外焦平面探测器在中波红外波段占据重要地位,但十字盲元问题严重降低了探测器的性能。通过聚焦离子束定位剥离手段,发现了十字盲元区域的铟凸点失效。进一步检测发现,铟凸点制备参数欠佳。通过改进铟凸点形状和增加高度,加强了焊接面的牢固度。此后发现极少InSb器件存在十字盲元问题。在80℃下对铟凸点改进后的InSb红外器件进行了14天烘烤。经测试,十字盲元数目保持不变,铟凸点的可靠性较好。改进铟凸点制备技术可有效解决十字盲元问题。互连失效是十字盲元问题的主要原因。以此类推,该方法可解决所有InSb红外器件的十字盲元问题。

神木市植被覆盖度时空动态变化分析

为了明确陕西省神木市长时间尺度植被覆盖度变化规律及其驱动因素,通过谷歌地球引擎(GEE)平台获取陕西省神木市2000—2020年植被生长旺盛期(7—9月)的陆地卫星(Landsat)遥感影像,利用归一化植被指数-干枯燃料指数(NDVI-DFI)像元三分模型得到21期神木市光合植被覆盖度(f PV)、非光合植被覆盖度(f NPV)和裸土覆盖度(f BS)的合成结果。通过趋势分析法分析神木市21 a的f PV动态变化,结合年降水量、年平均气温等气象数据及神木市年国内生产总值(GDP)和年原煤产量等社会经济数据分析f PV变化的驱动因素。结果表明:2000—2020年神木市植被覆盖度显著增加,f PV和f NPV分别以年平均3.86%和0.36%的速率增长,高植被覆盖度区域主要集中在东部和南部地区;光合植被退化区域、无变化区域和增加区域的面积分别占神木市总面积的10.2%、0.8%和89.0%,f PV增加较快的区域主要集中于中部、东部和南部,西部和西北部的小部分地区植被有退化现象;年降水量、年GDP和年原煤产量与神木市f PV均表现为显著正相关(P<0.05),表明降水量和经济发展能在一定程度促进植被覆盖度增加,而气温对植被状况改善影响较小。

InSb红外焦平面探测器的区域性过热盲元问题研究

研究了InSb红外焦平面探测器的区域性过热盲元问题。通过故障分析以及有针对性的排查对比试验,排除了封装、胶水填充和划片等因素,并将故障定位在钝化工艺前。通过对钝化前的InSb材料片表面进行X射线光电子能谱测试,发现它含有Al和As等杂质元素,存在钝化前材料表面杂质含量较多的隐患。杂质元素在PN结的耗尽区形成杂质能级,加载电压后容易导致PN结漏电流较高,使I-V特性退化,从而形成过热盲元。通过缩短器具洗液的更换周期并且分隔使用多个生产线的器具,可以减少材料表面的杂质附着,使区域性过热盲元问题得到有效解决。

利用HDL Coder完成红外探测器图像死点的替换

利用HDL Coder工具从基于simulink模块的设计中生成可综合的硬件描述语言,并用FPGA实现红外探测器图像数据流的死点替换。以非致冷红外探测器成像系统中的死点替换为例,阐述了这一开发流程。将开发的关注点从HDL代码的底层编写转移到系统构架算法和仿真等更高级别的设计上来,提高了开发效率,并且取得了很好的图像处理效果。

基于SV-DPI的图像坏元修正FPGA自动化验证

为实现红外图像坏元修正FPGA(field programmable gate array)的快速验证,提高测试覆盖性,设计了基于SV-DPI(SystemVerilog-direct programming interface)的FPGA自动化验证平台。采用DPI(direct programming interface)编程接口技术,实现了SystemVerilog平台调用C++编程语言,构建了针对红外图像坏元数据的生成和检测修正模型,建立了两种语言在事务级(transaction level)模型的通信。结果表明相对于传统验证方法,该平台结构简单,可以快速实现激励产生、参考模型构建、测试结果自动比对等功能,实现了红外图像坏元检测与修正FPGA的自动化测试,功能覆盖率达到100%,有效缩短FPGA测试平台搭建和调试周期,提高了测试效率和测试质量。

基于HLS的弹载相机坏点检测校正模块设计

为减少弹载图像传感器在生产、储存以及工作过程中产生的坏点,本文分析了坏点的成因和固有特性,提出了一种改进FAST角点检测的坏点检测校正算法.算法通过降低检测核半径和设定动态判断阈值等方法提高坏点检测的准确率,减少角点误检数量,并提高对连续坏点及边缘坏点的适应性,能在校正坏点的同时保留图像中的角点和边缘特征.利用Vivado HLS高层次综合工具,实现坏点检测校正算法的并行流水线设计,使资源消耗和时序达到最优;将综合生成的坏点检测校正IP核移植到PL端实现,实现弹载相机坏点的实时矫正.

基于关联分析的电网状态估计数据含坏点自动辨识

进行电网状态估计数据含坏点辨识时,测量权值存在误差,得到辨识结果与实际结果不符,存在辨识效率低的问题。因此将关联分析方法引入电网状态估计数据含坏点的辨识过程中,提出基于关联分析的电网状态估计数据含坏点自动辨识方法,实验结果表明,所提方法的辨识效率得到保证,正确率较高。

基于概率分析的连锁保护“三选一”逻辑算法可靠性分析

为了能够评价和掌握“三选一”逻辑算法在具体应用中的可靠性,提高其正确动作率,运用概率论的有关性质,选择引起测量故障的常用指标,在一定范围内分析和计算出该逻辑算法的正确动作、拒动和误动事件出现的概率,分析各种事件出现概率的规律,根据规律提出改进该逻辑算法的途径及应用注意事项。经过增加参考量,算法的正确动作率得到提高,拒动率降低。因此,重视算法的报警监视并及时消除故障,算法就能够维持在较高的可靠度上。

测试噪点和坏点Dead Pixel Test软件

背景概念噪点的名字有很多,也叫噪声或噪音,主要是指感光材料(CCD 或 CMOS)将光线作为接收信号接收并输出的过程中所产生图像的粗糙部分,也指图像中不该出现的外来像素。噪点通常由电子干扰产生,这样的点一般情况下是随机产生的,也是没有办法避免和消除的。

电容传感芯片外部坏点的成因与控制

外部坏点造成的不良是电容传感芯片制造过程中良率损失的主要来源之一。由于庞大的市场需求和日趋激烈的竞争,有必要进一步提升产品良率。从电容传感的原理出发,阐释外部坏点与产品实际物理结构之间的联系;按照失效分析的思路介绍了大粒径塑封填料颗粒异常混入、小粒径填料颗粒异常聚集和塑封料基体树脂异常聚集3类造成电容传感芯片外部坏点的典型成因;并借助有效介质理论归纳了相应的物理模型,给出大颗粒或聚集体临界尺寸的计算方法。在此基础上,依据外部坏点的物理表现和临界尺寸的计算结果,从塑封原材料的生产和塑封料的来料检验角度,分别提出了管控方案。根据实施方案前后同型号产品多批次因外部坏点导致的不良品扣料监控数据分析,几类措施均能有针对性地提升产品良率。