高能X光闪光照相中CCD相机的MTF

鉴于CCD相机系统在奈奎斯特频率附近出现的较严重的像元对信号的调制现象,提出了一种空间全分辨的概念,对CCD的调制传递函数(MTF)进行了分析.模拟了高能X光闪光照相环境及CCD器件性能参数对CCD的MTF的影响.得出了CCD相机极限分辨率的决定因素是CCD像元尺寸,高能X光闪光照相环境是影响CCD的MTF的重要因素的结论.在CCD像元尺寸受限的情况下,尽量减少高能X光闪光照相环境的影响成为改善CCD相机MTF的最有效途径.     

采用MTF定量评估CCD错位成像的成像质量

为提高CCD错位成像系统成像质量,提出用MTF方法定量评估CCD错位成像的成像质量,推导了CCD错位成像两种模式的MTF,取人眼能分辨的最低对比度0.05为阈值,分析表明,交错采样和四点采样模式的理论极限分辨率分别提高到1.4倍和1.86倍,奈奎斯特频率处MTF值分别提高了0.110 6（27%）和0.167 9（41%）。用空间频率范围（0,0.5）内MTFA评估CCD成像质量,结果表明,交错采样模式和四点采样模式成像质量均优于CCD普通模式,且四点采样模式比交错采样模式成像质量进一步提高。建立了Matlab仿真CCD错位成像的数学模型,鉴别率板仿真结果验证了应用MTF定量评估CCD错位成像系统成像质量的正确性。     

用像元重叠采样提高CCD成像分辨率的方法

使用两种电子变焦方法,进行了不同空间分辨率、不同环境条件下图像的模拟。通过 对两种模拟方法效果的比较,提出一种提高CCD成像分辨率的方法,在不改变CCD像元尺寸的前提下,使各相邻像元对应的地面采样目标进行部分重叠,达到提高CCD成像分辨率的目的。     

CCD像元尺寸对傅里叶变换法相位测量精度的影响

针对傅里叶变换分析法中的离散过程理论分析存在的不足,对CCD采样过程中影响相位测量精度的主要因素进行了详细分析和仿真研究.讨论了CCD像元尺寸在采样过程中对傅里叶变换频谱的影响,理论分析了傅里叶变换法中CCD像元的尺寸、随机噪声和量化误差对相位测量精度的影响.计算机仿真和实验结果均表明,用傅里叶变换分析法对具有不同密度的干涉图进行分析时,CCD像元尺寸对采样后输出的光强信号的调制度、信噪比和频谱展宽均有影响,像元尺寸越大,采样后条纹信号的调制度和信噪比越低,其频谱展宽越大,经相位解算后得到的相位测量误差越大.以相位测量误差的RMS值大于0.05λ作为判断基准,信号的信噪比约为20,为扩展傅里叶变换分析法的动态测量范围提供了理论基础.     

像素有效形状对微扫描红外超分辨成像的影响

超分辨成像是基于过采样来降低频率混叠、提高图像分辨率的技术,而像素有效形状是超分辨相关研究的重要对象。基于实际的红外焦平面阵型提出了Z形有效形状模型,并分析了常用的方形模型和Z形模型分别得到调制传递函数(MTF)的差别。还提出了形状边界到中心点的差值越小,其得到的MTF 越大的假设,通过对不同形状模型的MTF 推导分析和数值模拟,其结果证实了这一假设。数值模拟结果还表明圆形模型具有最大的MTF 值。上述结论对未来的红外焦平面阵型设计与生产具有参考意义。     

航天相机MTF测试靶标研究

在采用矩形靶标测量航天相机系统MTF时,由于采样初始时刻靶标像与CCD像元间存在配准误差,因此给准确测量系统MTF带来很大困难.为了减小配准误差对测量的影响,提出了采用粗分与细分相结合的梯形靶标,并推导出在奈奎斯特频率下动态测量调制传函时,由采样初始时刻配准误差所引起的配准误差调制传递函数MTF计算公式,并按此公式分别得到了粗分精度和靶标斜率对测量相机系统MTF精度的影响.通过分析,采用梯形靶标可以有效减小配准误差对测量系统MTF的影响,提高测量精度.     

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。     

基于CDS技术的CCD噪声信号处理

在CCD信号采集系统中,当CCD像元读出频率较高时,其复位噪声已成为CCD噪声源中不可忽视的重要部分.针对CCD输出噪声特点,建立噪声传输函数及其分析模型,利用相关双采样(CDS)技术对CCD输出信号中的复位噪声进行了理论分析和相关测试.结果表明,只要选择合适的采样时间,可以最大限度地抑制复位噪声.     

一种亚像素级图像超分辨恢复算法

随着光学成像到光电数字成像的转变,如何提高CCD的几何分辨率,已成为研制高分辨光电成像系统亟待解决的问题.建立了半像元超分辨成像数学模型,提出了半像元的CCD几何超分辨方法.该方法将2片线阵CCD集成在同一器件中,在线阵方向上错开半个像元,同时读出时间减半,最终交织重组图像数据,以合成高分辨率图像.利用MATLAB软件对双线性插值方法及半像元成像方法进行了仿真,并定性定量地分析了2种方法的效果.结果显示：半像元方法合成图像分辨率约为低分辨率图像的2倍,且2组仿真图像中的PSNR比双线性插值图像分别高出1.486 4 dB和2.207 0 dB.该方法可以显著地减轻欠采样引起的图像模糊,且实时性优于双线性插值方法.     

星载线阵电荷耦合器件错位成像的调制传递函数评估北大核心CSCD

为了定量研究线阵电荷耦合器件(CCD)错位成像技术的不同错位模式的调制传递函数(MTF),提出了基于MTF的评估方法,避免了以往方法表征图像质量不全面等缺点。推导了线阵CCD错位成像模式的MTF。分析表明,相比于线阵CCD的传统成像模式,利用多个线阵CCD实现错位1/2、1/3、1/4个CCD像元的错位成像模式的极限分辨率分别提高了86.2%、88.78%、89.54%,归一化空间频率0.5处MTF值分别提高了0.1679(41.43%)、0.2026(49.99%)、0.2151(53.07%),空间频率范围(0,0.5)内调制传递函数面积(MTFA)分别提高了10.09%、12.08%、12.77%。在Matlab平台上进行了仿真实验,并用灰度平均梯度和拉普拉斯能量从客观上评估了几种错位成像模式的图像质量,实验结果验证了MTF定量分析的有效性。提出的方法为后期星载遥感相机错位成像系统的设计提供了参考。     

数字式透镜调制传递函数测试系统设计

设计了一种数字式透镜调制传递函数(MTF)测试系统,分析了MTF测试算法,开发了CCD数据采集与处理系统,提供了用户操作界面;利用设计的测试系统,对已标定透镜的MTF值进行了测量,测试误差低于6%.     

CCD抽样过程对傅里叶变换轮廓术测量的影响

针对傅里叶变换轮廓术（FTP）测量中的离散过程理论分析存在的不足,讨论了以前被忽略的CCD的取样过程以及CCD像元尺寸对FTP测量的影响,建立了完整的CCD抽样的数学模型,分析了CCD像元的光敏单元尺寸大小对FTP测量的影响,讨论了CCD取样所引起的信号失真和频谱混叠问题,给出了相关的表达式和判断准则,使得基于离散傅里叶变换的FTP分析方法更贴近实际测量。     

推帚式航天遥感器CCD航向调制传递函数的讨论

从遥感器获取的数据质量观点出发，把遥感图像中几何质量和辐射质量两大质量指标与航向MTF结合起来，讨论了沿航向CCD MTF的选择与确定。     

数字摄像机中CCD信号处理器VSP2000

VSP2000是一个性能优良的CCD信号处理器,它采用相关双采样、空像素自动校零,以及黑色电平自动校正等关键技术,大大提高了电荷耦合器件模拟信号的处理质量,被广泛应用于数字摄像机、PC机和监控摄像头中.对这些关键技术及VSP2000使用中的注意事项作介绍.     

高速高清CCD自适应相关双采样技术

相关双采样技术被广泛地应用于CCD 视频采集,能够有效地消除复位噪声,白噪声等CCD输出噪声。但是当CCD 工作在高帧频状态下,需要高速的输出数据,由于像素时钟较快会出现采样位置不稳的情况。文中采用自适应相关双采样技术,可以自适应地调整采样脉冲的相位,使相关双采样的两个采样脉位于合理的采样位置,能够正确地采集像素信息。采用自适应调整CCD 相关双采样位置的技术,能使高清高速CCD 在像素频率很高的情况下,也能稳定地工作,输出高质量的图像。     

An analytical, aperture, and two-layer carrier diffusion MTF andquantum efficiency model for solid-state image sensors

A two-dimensional analytical model is formulated for calculating the pixel response, modulation transfer function (MTF), and quantum efficiency of front-side illuminated, solid-state image sensors. Included in this unified model are the effects of lateral diffusion of charge carriers within a two-layer substrate and less than full pixel sampling apertures. The results of this model are compared to those of a numerical, three-dimensional Monte Carlo algorithm and to the analytical results reported by Blouke and Robinson. We find good agreement between the quantum efficiency and MTF calculated by the present model and by the three-dimensional Monte Carlo method. However, we find higher quantum efficiency and lower MTF than the previously reported analytical two-layer model. The unified aspect of the present model correctly combines the effects of sampling aperture and lateral diffusion