基于线阵图像传感器的降水测量技术研究

降水现象是全球水循环和气候变化的重要研究对象.降水粒子谱资料在天气现象的自动观测、云微物理过程研究和气象雷达回波订正等领域有重要应用.基于线阵图像传感器的降水观测系统可获取降水粒子图像信息,为雨滴的微物理特性研究提供原始资料.在简述基于线阵图像传感器的降水测量系统工作原理基础上,分析了线阵降水测量关键技术及线阵数据处理相关问题,分别从光学系统参数需求、线阵传感器高速扫描和线阵数据处理等方面进行了讨论,以期线阵图像采集技术能更好地应用于降水测量.     

基于线阵图像传感器的新型空间滤波测速仪

为了实现对固体表面运动速度的高精度测量,建立了一套基于线阵图像传感器的新型空间滤波测速仪系统,提出了一种确定系统误差来源的新方法。图像传感器在系统中既作为探测器又作为空间滤波器使用,系统结构得到了很大的简化。在理论上对线阵图像传感器的空间滤波特性进行了分析,并设计了图像传感器的驱动电路、信号采集和预处理电路。测量了由高精度转台作为主动轮的传送带速度和日光灯的发光频率。实验结果表明,传送带速度测量精度在0.77%以内,11 min 内的测量不确定度为0.66%;而在不使用成像系统的条件下直接测量日光灯的发光频率时,测量不确定度在0.056%以内,提高了一个数量级。总之,该测速仪能够基本满足传送带表面运动速度测量的实时、非接触、稳定和高精度等要求。     

高速线阵CCD

美国纽约州的Eestman Koderk公司生产的KLI—8801图像传感器是高分辨率(8800像元),高速(120MHz)线阵CCD。它     

微层析成像用传感器及其信号处理技术

研究了一种微层析成像(μCT,micro-computed tomography)用传感器.针对面阵CCD(charge coupled device)器件用于微层析成像线阵扫描中存在圆形光斑中心的图像问题,采用能量跟踪法及几何法等开展了信号处理技术的研究.新研制的传感器具有空间分辨率高(约几十μm)、结构灵活、光传输及光耦合效率高等特点.该新型传感器可实际用于微层析成像之中.     

微层析成像用传感器及其信号处理技术

研究了一种微层析成像(μCT,micro-computed tomography)用传感器.针对面阵CCD(charge coupled device)器件用于微层析成像线阵扫描中存在圆形光斑中心的图像问题,采用能量跟踪法及几何法等开展了信号处理技术的研究.新研制的传感器具有空间分辨率高(约几十μm)、结构灵活、光传输及光耦合效率高等特点.该新型传感器可实际用于微层析成像之中.     

紫外可见NMOS线阵图像传感器量子效率的定标研究

作为一种新型紫外可见线阵图像传感器,紫外可见NMOS已经应用于国外的空间遥感探测中,但是目前在国内相关研究甚少。在紫外可见波段针对NMOS的重要光电性能参量量子效率进行了定标研究,为NMOS线阵图像传感器在紫外空间遥感探测的应用奠定了基础。基于美国标准技术研究院(NIST)标定的标准探测器,构建了一套NMOS量子效率高精度定标系统。在250~700 nm波段范围内,通过直接标定NMOS入射窗口处接收到的光子数,结合NMOS信号处理及读出单元得到NMOS的响应电子数,标定其量子效率。结果表明NMOS线阵图像传感器的量子效率在紫外波段达到34%@275 nm,在可见波段达到80%@550 nm。通过不确定度分析,量子效率的测量不确定度为2.5%。     

CCD图像传感器发展与应用

主要介绍了线阵CCD、面阵CCD、帧转移CCD、ITO-CCD和电子倍增CCD等图像传感器的发展现状.以CMOS器件作为比较,探讨和研究CCD图像传感器的应用领域以及未来发展趋势.     

解决线阵CCD大幅面扫描仪USB传输图像失真的新方法

提出了基于写优先FIFO(First In First Out,先进先出)结构的SRAM缓存法,解决了线阵CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合元件)大幅面扫描仪USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)传输中图像失真的难题,制作了国内第一台高速线阵CCD大幅面扫描仪.该方法的基本原理是通过在USB传输模块前端增加大缓存,保证USB传输间歇期间,来自线阵CCD传感器的数据被全部保存.实验结果证明,改进后的线阵CCD大幅面扫描仪工作在600 DPI分辨率,1 200 Hz行频,USB传输速度达到256 Mbit/s时,未出现图像失真.据我们所知,该改进方法,国内、外文献未见报道.     

微层析成像用传感器及其信号处理技术

研究了一种微层析成像(μCT，micro—computed tomography)用传感器，针对面阵CCD(charge coupled device)器件用于微层析成像线阵扫描中存在圆形光斑中心的图像问题，采用能量跟踪法及几何法等开展了信号处理技术的研究，新研制的传感器具有空间分辨率高(约几十μm)、结构灵活、光传输及光耦合效率高等特点，该新型传感器可实际用于微层析成像之中。     

线阵电荷耦合摄象器件

线阵电荷耦合摄象器件是一维固体摄象器件。用户可根据自己的需要,选用本系列产品中,不同分辨单元数的GZ型线阵CCD。本系列产品在军事和民用领域都有广泛的用途。在遥感技术和微光夜视技术方面,作为图象传感器,线阵CCD已获得广泛的应用。另外,线阵CCD也适用于低速扫描电视传真、     

基于扫描面阵的红外预警系统及其探测性能分析

目前红外搜索跟踪(IRST)系统普遍采用红外焦平面传感器,线阵FPA使系统达到了更高的灵敏度和分辨率.然而由于线阵FPA扫描系统的固有限制,IRST系统不能实现任意方位的潜在目标跟踪,而采用面阵FPA的IRST系统可以较好的解决这些问题,但帧积分时间内探测器的扫描运动使图像存在严重的拖尾,给目标探测带来了影响.介绍了一种基于面阵FPA的全方位红外预警系统设计,并对采用线阵和面阵FPA探测器的系统性能进行了对比分析.提出通过目标能量累积技术弥补目标拖尾对面阵FPA扫描系统探测性能的影响,实验验证了能量累积技术可以使面阵IRST达到接近线阵IRST的探测距离,同时具有更低的虚警率.     

基于CCD技术的玻璃测厚系统

针对传统厚度测量方法的弊端,研究了利用半导体激光和线阵电荷耦合元件(CCD)组成的在600 ℃高温条件下的一套非接触式、在线玻璃厚度检测系统.利用几何光学中光的反射和折射原理对玻璃进行非接触测量,选用TCD1501C线阵CCD作为图像传感器,设计了CCD视频信号处理电路.玻璃厚度测量的精度能达到0.01 mm(测量范围在2～20 mm).     

基于均匀场地的遥感图像相对校正算法研究

受地面均匀场地宽度的限制,使用均匀场地两点相对辐射校正算法,只能对幅宽比较窄的线阵推扫式传感器进行相对校正.提出了一种改进的基于均匀场地的遥感图像相对辐射校正算法,该算法通过在一幅或多幅图像上选取满足亮度要求的区域来计算所选区域内及区域间的相对定标系数,根据区域内和区域间相对定标系数将宽幅线阵推扫式传感器全体探测元的响应相对校正到一致.结果表明:该算法能够实现宽幅线阵推扫式传感器的相对辐射校正,实现简单.校正效果理想.     

CCD图像传感器的CPU控制驱动——在传真中的应用

无论在小型低价格传真机还是在大型高级传真机中,都在使用线阵CCD作为原稿读取传感器,最近在复印机、图像存储系统等必须使用原稿读出扫描器的设备(办公室自动化设备)中也推广开来。介绍CCD图像传感器的结构、带驱动时的光学系统、驱动电路以及输出信号处理电路的文献很多。本文仅就一例用于传真的,由微处理机控制驱动的CCD图像传感     

线阵多传感器光轴平行度检校系统研究

多传感器光轴平行度检校是保证线阵主被动成像载荷高精度获取地物多源数据的重要环节.设计了一种适用于该类型载荷的光轴平行度检校系统.该系统基于大口径平行光管结合辅助激光光源的方法,利用图像采集系统获得光斑中心以实现多元线阵激光收发光轴对准;同时,使用可见光线光源引出激光光轴,最终完成线阵可见光光轴与激光光轴之间的平行度检校.该系统能够实现多线阵传感器的主动探测收发光轴及主被动光轴的平行度检校,具有良好的通用性和可扩展性.     

256元线阵PtSi SB-IRCCD热成像技术研究

本文简述了256元线阵PtSi肖特基势垒红外电荷耦合器件(以下简称SB-IRCCD)的基本工作原理,介绍了IRCCD热成像总体方案及该线阵图像传感器热成像系统的设计。系统设计采用了微机技术,利用Z80—CPU作为摄像机控制处理核心,配合专门的图像帧存贮器来进行图像处理,补偿器件均匀性,抑制固定图像噪声(FPN)及提高信噪比(S/N),降低最小可分辨温差。摄像机系统采用慢存快读的方式,实现显示标准化,与标准电视制式兼容,便于直接与标准视频记录,处理或分析设备接口。最后介绍模拟红外热成像实验情况。     

532nm激光对面阵和线阵CCD损伤效应实验研究

为了研究面阵CCD和线阵CCD由结构差异所致激光损伤效应的区别,针对这两种类型CCD器件进行了机理分析和对比实验研究。分别测量出波长为532nm的激光对线阵CCD和面阵CCD图像传感器的光饱和串音阈值、所有像素串音阈值和硬损伤阈值。结果表明,面阵CCD的光饱和串音阈值和永久破坏阈值比线阵CCD低,而串音扩散到所有像素的阈值高于后者。反映出线阵CCD由于其1维结构更能抵抗激光的干扰和破坏,而面阵CCD在抵御饱和串音在像素间扩散上比线阵CCD有优势。     

一种适用于目标快速定位和图像输出的有源图像传感器设计

提出了一种适用于目标快速定位和图像输出的有源图像传感器(Active Pixel Sensor,APS)的设计方案。与传统的图像传感器不同,这种传感器可以根据目标信号的位置进行区域图像输出,从而实现目标的快速定位和图像输出。阐述了这种传感器的区域划分原则和区域图像输出控制方法。通过设计和仿真测试一个48×48的面阵,验证了这种传感器的目标快速定位能力。测试结果表明,这种传感器的帧频比传统的传感器高4倍以上。     

CMOS图像传感器的新进展

互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器是金属氧化物半导体(MOS、电荷耦合器件CCD)、电荷注入器件(CID)、固体图像传感器问世之后的又一新型器件,最初是70年代在NASA的Jet PropulsionLaboratory(JPL)发明的,发明初期,由于受集成电路设计和工艺水平的限制,图像质量差,而没有得到重视。到了80年代,英国爱丁堡大学成功地开发出了世界第一块单片CMOS图像传感器,为其实用化开辟了道路。进入90年代后,随着大规模集成电路及其制造技术进入亚微米阶段,CMOS图像传感器技术获得了长足的进展。 至今,已在MOS、CCD和LID图像传感器的基础上     

基于CPLD的线阵CCD驱动电路设计方法的研究与实现

以典型的线阵CCD图像传感器件TCDl32D为例,设计和开发了一种线阵CCD驱动电路。电路主要采用了复杂可编程逻辑器件（CPLD）,充分发挥其＂可编程＂的技术特性,为用户提供了丰富的接口信号。介绍了该驱动电路的主要特性、工作原理和驱动时序的设计思想,阐述了逻辑设计原理,给出了CPLD实现电路和时序仿真图形.验证了CPL...