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星上时间延迟积分CCD拼接相机图像的实时处理 被引量:17
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作者 宁永慧 郭永飞 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期508-516,共9页
提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的时间延迟积分(TDI)CCD图像实时处理方法以提高拼接成像系统输出图像的质量和视觉效果。首先,对TDICCD成像系统进行像元级非均匀性校正,去除像元响应差异、固定图形噪声和暗电流噪声;对图像进行了... 提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的时间延迟积分(TDI)CCD图像实时处理方法以提高拼接成像系统输出图像的质量和视觉效果。首先,对TDICCD成像系统进行像元级非均匀性校正,去除像元响应差异、固定图形噪声和暗电流噪声;对图像进行了基于行极值的自适应中值滤波,去除了图像中的随机噪声和脉冲噪声。然后,对噪声处理后的图像进行图像增强,通过提取图像的低频和高频成分,实现图像细节信息的调整和对比度增强。最后,采用基于行的分段线性拉伸方式,提高图像的动态范围。设计了基于FPGA的TDICCD成像系统的图像实时校正处理结构,分析了算法占用的资源、算法计算误差和可靠性等指标。实验结果表明,提出的图像实时处理结构将图像输出信噪比均值由48db提高到52db,图像非均匀性由3.41%降低到1.73%,图像的对比度显著增强,其动态范围提高了6%. 展开更多
关键词 时间延迟积分(tdi) CCD CCD相机 实时处理 图像增强 自适应中值滤波
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机械拼接时间延迟积分CCD空间相机的振动参数检测 被引量:3
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作者 刘海龙 韩诚山 +3 位作者 李祥之 姜肖楠 孙雪晨 傅瑶 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期729-737,共9页
为了获取空间相机在轨摄像期间的振动幅频特性,提出了一种基于TDICCD拼接技术的空间相机振动参数检测方法。根据TDICCD拼接原理,利用拼接结构中的重叠成像区域在不同时刻对同一景象成像,通过灰度投影算法对所成图像进行比对求取相对偏移... 为了获取空间相机在轨摄像期间的振动幅频特性,提出了一种基于TDICCD拼接技术的空间相机振动参数检测方法。根据TDICCD拼接原理,利用拼接结构中的重叠成像区域在不同时刻对同一景象成像,通过灰度投影算法对所成图像进行比对求取相对偏移量,拟合偏移量数据,进而根据拟合结果计算出空间相机振动参数。实验结果表明:对于一维单一频率的振动,频率相对误差小于0.5%,振幅绝对误差小于1个像元;对于一维混合频率的振动,频率相对误差小于3%,振幅绝对误差小于2个像元;对于沿推扫方向和垂直推扫方向均为单频振动的二维振动,频率相对误差小于1%,振幅绝对误差小于2个像元。实验结果验证了检测方法的正确性,达到了不增加额外设施,仅利用相机自身结构就能精确测量相机振动参数的目的,并为后续图像复原提供了数据基础。 展开更多
关键词 空间相机 时间延迟积分(tdi)CCD 机械拼接 振动参数 灰度投影 曲线拟合
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外同步式时间延迟积分CCD传感器模拟装置 被引量:1
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作者 刘辉 司国良 郭永飞 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1110-1116,共7页
由于时间延迟积分(TDI)CCD传感器在调试阶段易损坏,本文提出了一种基于外同步信号驱动原理的TDI CCD传感器模拟装置。该模拟装置实际尺寸可以达到长100mm,宽45mm,与实际TDI CCD传感器的物理尺寸相当,可根据实际光照度大小精确地模拟TDI ... 由于时间延迟积分(TDI)CCD传感器在调试阶段易损坏,本文提出了一种基于外同步信号驱动原理的TDI CCD传感器模拟装置。该模拟装置实际尺寸可以达到长100mm,宽45mm,与实际TDI CCD传感器的物理尺寸相当,可根据实际光照度大小精确地模拟TDI CCD传感器像元感光程度。该装置可以模拟TDI CCD传感器输入引脚的阻容特性并能合成完整的TDI CCD视频输出信号,实现TDI CCD传感器的16、32、48或64级积分级数控制的功能。该装置还可以模拟CCD驱动信号和输出视频信号的温度延时特性,延时时间在0.5~12.5ns间可调,从而方便了信号采样电路对采样时刻的调试。 展开更多
关键词 时间延迟积分(tdi)CCD模拟装置 驱动时钟同步 视频输出 信号合成 像元感光度
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具有时间延迟和积分功能的HgCdTe扫描焦平面线列阵
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作者 高国龙 《红外》 CAS 2002年第2期19-24,共6页
俄罗斯RD&P Center ORION发展了一种基于平面HgCdTe光电二极管列阵和定制硅集成读出电路的焦平面列阵技术。做在碲镉汞液相外延层上的光伏探测器列阵以及硅读出电路是通过铟丘连接在蓝宝石互连衬底上的。冷却的硅读出电路是用n-MOS... 俄罗斯RD&P Center ORION发展了一种基于平面HgCdTe光电二极管列阵和定制硅集成读出电路的焦平面列阵技术。做在碲镉汞液相外延层上的光伏探测器列阵以及硅读出电路是通过铟丘连接在蓝宝石互连衬底上的。冷却的硅读出电路是用n-MOS工艺制作的。本文描述了一些3μm-5μm和8μm-12μm时间延迟和积分(TDI)扫描红外焦平面线列的一般结构和发展结果,这些焦平面线列的规格分别为4×48、2×96、4×128和2×256。介绍了基于碲镉汞外延层的光伏型列阵的性能。描述了以TDI模式工作的混成焦平面列阵的测试方法及典型的调查结果。在8μm-12μm波长范围内,带四个TDI元件的4×48和4×128焦平面列阵的探测率高于(1-2)×10^(11)cmW-1Hz1/2,带两个TDI元件的2×96和2×256焦平面列阵的探测率高于(7-10)×10^(10)cmW-1Hz1/2。 展开更多
关键词 红外探测器 碲镉汞 扫描列阵 焦平面列阵 tdi 光伏探测器阵列 时间延迟 积分功能 HGCDTE 集成电路
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一种高速八抽头并入串出CCD时间延迟积分器
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作者 陈义飞 《半导体情报》 1989年第2期12-18,共7页
本文描述了在红外串联扫描热象系统中应用的时间延迟积分器(TDI)的基本工作原理。提出了一种新的高速CCD时间延迟积分器(CCD-TDI)的结构,描述了它的某些设计考虑,并跟传统的梯形廷迟线结构进行了比较。分析了电荷转移损失率对这种TDI传... 本文描述了在红外串联扫描热象系统中应用的时间延迟积分器(TDI)的基本工作原理。提出了一种新的高速CCD时间延迟积分器(CCD-TDI)的结构,描述了它的某些设计考虑,并跟传统的梯形廷迟线结构进行了比较。分析了电荷转移损失率对这种TDI传递函数的影响。采用简单的表面沟二层多晶硅CCD工艺,这种高速CCD-TDI的最高工作频率可达8MHz。在5MHz时钟频率下,3dB带宽大于1MHz,在8MHz时钟频率下,3dB带宽大于2.2MHz。最大峰-峰输入幅度大于4V,最大输出幅度可达3V。理论计算的信噪比(或动态范围)最大可达80dB。器件工作时只需一个+20V和+5V的直流电源和两个脉冲,操作和调试非常简单。本电路(DL36型)一九八八年十二月通过部级鉴定。 展开更多
关键词 积分 CCD 时间延迟 tdi
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高速TDI CCD亚像元动态成像系统分析 被引量:7
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作者 陈晓丽 冯勇 龙夫年 《光学技术》 EI CAS CSCD 2004年第1期74-77,共4页
亚像元动态成像技术是目前实现相机小型化及提高相机空间分辨率的有效方法。将亚像元动态成像技术引入高速TDICCD相机中,通过特殊设计的光学拼接方法,使相机在不影响扫描速度及不改变TDICCD器件尺寸和相机焦距的情况下,可大大提高空间... 亚像元动态成像技术是目前实现相机小型化及提高相机空间分辨率的有效方法。将亚像元动态成像技术引入高速TDICCD相机中,通过特殊设计的光学拼接方法,使相机在不影响扫描速度及不改变TDICCD器件尺寸和相机焦距的情况下,可大大提高空间分辨率。为评价该TDICCD亚像元动态成像系统的成像质量,对成像系统的调制传递函数(MTF)进行了分析,分析结果表明该TDICCD亚像元动态成像技术可以将系统的空间分辨率提高1.6倍以上。 展开更多
关键词 亚像元 MTF 时间延迟积分 tdi 动态成像 相机 分辨率 CCD
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TDI线扫相机光学通道建模与仿真 被引量:2
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作者 陈晓丽 冯勇 龙夫年 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期765-769,共5页
卫星相机建模与仿真研究不论在民用还是军事领域都具有重要的理论研究和实际应用价值。根据TDI线扫相机的工作原理建立了一个TDI线扫相机光学通道的数学模型,该模型包括从景物到TDI CCD离散图像的几何投影关系和能量传递关系两部分,对... 卫星相机建模与仿真研究不论在民用还是军事领域都具有重要的理论研究和实际应用价值。根据TDI线扫相机的工作原理建立了一个TDI线扫相机光学通道的数学模型,该模型包括从景物到TDI CCD离散图像的几何投影关系和能量传递关系两部分,对于确定的成像系统,给定景物参数和光学系统参数,就可以确定对应图像传感器上的离散图像。为了验证模型,对一幅卫星图像进行了计算机仿真。建立的模型可以用来研究当成像条件改变时对图像的影响,进一步还可以用来发展虚拟卫星相机系统。 展开更多
关键词 CCD 时间延迟积分(tdi) 数学模型 光学通道
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532nm激光对TDI线阵推扫相机干扰效果评估 被引量:2
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作者 邵俊峰 吉桐伯 +1 位作者 崔爽 王伟国 《飞行器测控学报》 CSCD 2013年第5期458-462,共5页
拟探讨激光对TDI(时间延迟积分)线阵推扫相机的干扰能力评估问题。实验中利用电动转台建立了激光干扰TDI线阵推扫相机的实验平台。评估理论方法上基于光学传递函数、成像对比度建立了一种干扰评估准则。获得了不同入瞳功率条件下的干扰... 拟探讨激光对TDI(时间延迟积分)线阵推扫相机的干扰能力评估问题。实验中利用电动转台建立了激光干扰TDI线阵推扫相机的实验平台。评估理论方法上基于光学传递函数、成像对比度建立了一种干扰评估准则。获得了不同入瞳功率条件下的干扰图像。建立了激光干扰能力与图像对比度的关系,即在典型目标空间调制度对比度下降到0.01之后图像无法被人眼有效识别的判据条件。对获得的实验干扰图像进行分析表明,激光还能够对饱和区域外的图像造成有效干扰。在入瞳激光功率小于50mW时,532nm激光对Dalsa 4k、8kTDI线阵推扫相机的实验评估表明,干扰范围约为饱和区域的4倍。开展了532nm连续激光对TDI线阵推扫相机的干扰效果实验,建立了一种基于光学传递函数、成像对比度的干扰评估方法,并对实验结果进行了干扰效果评估。研究结果对图像评估以及激光防护等应用具有一定参考价值。 展开更多
关键词 激光干扰 时间延迟积分(tdi)线阵推扫相机 图像干扰效果评估 图像对比度
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大视场TDI CCD相机焦平面电路一致性设计 被引量:1
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作者 刘妍妍 高印寒 李国宁 《半导体光电》 CAS 北大核心 2015年第6期988-992,共5页
针对大视场TDI CCD拼接相机焦平面存在各通道之间性能的差异性较大,导致多通道拼接好的图像存在明显的亮暗差别等问题,提出一种可靠的、有效的焦平面电路一致性设计方法。首先,介绍了TDI CCD拼接相机焦平面电路结构;其次,全面地阐述了... 针对大视场TDI CCD拼接相机焦平面存在各通道之间性能的差异性较大,导致多通道拼接好的图像存在明显的亮暗差别等问题,提出一种可靠的、有效的焦平面电路一致性设计方法。首先,介绍了TDI CCD拼接相机焦平面电路结构;其次,全面地阐述了影响焦平面电路非均匀性的因素;然后,从关键元器件筛选、关键电路及PCB一致性设计、FPGA软件一致性设计和多通道主时钟一致性设计四个方面进行了多通道焦平面电路的一致性设计;最后,经过实验证明,在饱和曝光量50%的辐照度下焦平面所有通道响应度的标准偏差为71.4,平均数码值的标准偏差为39.6,同时,所有通道中最低信噪比也能满足44.2dB,所有性能指标满足相机均匀性要求,实现了大视场TDI CCD相机全视场内的高质量成像。 展开更多
关键词 成像系统 时间延迟积分电荷耦合器件(tdi CCD) 响应度 信噪比
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一种适用于16级TDI CMOS图像传感器的电流型累加器(英文)
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作者 高岑 姚素英 高静 《南开大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期92-99,共8页
提出一种适用于混合域累加的16级时间延迟积分(Time Delay Integration,TDI)型CMOS图像传感器的电流型累加器.为了实现混合域的累加,电流信号首先在电流型累加器中累加4次,累加的结果被量化成数字量后再次完成4次的累加,即4×4的混... 提出一种适用于混合域累加的16级时间延迟积分(Time Delay Integration,TDI)型CMOS图像传感器的电流型累加器.为了实现混合域的累加,电流信号首先在电流型累加器中累加4次,累加的结果被量化成数字量后再次完成4次的累加,即4×4的混合累加模式.详细分析了电流型累加器的热噪声和闪烁噪声特性,并给出了等效输入噪声的均方根电压表达式,并结合仿真工具进行分析验证.提出的电流型累加器电路在CMOS180nm 1.8V供电电源的工艺下实现,电路的功耗为0.37mW,芯片面积为0.03mm×0.82mm.经过电流型累加器的4次累加后,能够将信号的信噪比提升5.86dB. 展开更多
关键词 电流累加器 读出电路 时间延迟积分(tdi) CMOS图像传感器
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CMOS图像传感器中时间延迟积分的实现与优化 被引量:1
11
作者 高静 姚素英 +1 位作者 史再峰 徐江涛 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1162-1165,共4页
提出了一种在标准CMOS工艺下实现时间延迟积分(TDI)功能的电路结构,电路采用一面阵CMOS像素阵列,通过像素列曝光累积实现了TDI功能。详细分析了器件噪声和积分器噪声对电路的影响,提出了器件级噪声优化公式。电路采用SMIC 0.35μm CMOS... 提出了一种在标准CMOS工艺下实现时间延迟积分(TDI)功能的电路结构,电路采用一面阵CMOS像素阵列,通过像素列曝光累积实现了TDI功能。详细分析了器件噪声和积分器噪声对电路的影响,提出了器件级噪声优化公式。电路采用SMIC 0.35μm CMOS工艺实现。仿真结果表明,该电路能够实现TDI功能,运算放大器的等效输入噪声为36.1μV,具有低噪声特性。 展开更多
关键词 CMOS 像素 时间延迟积分(tdi) 噪声
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行间转移CCD的时间延迟积分调光方法
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作者 张宇 康一丁 任建岳 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1780-1784,共5页
针对航空航天相机工作时由于曝光时间导致的图像质量下降问题,提出了行间转移面阵CCD的时间延迟积分(TDI)调光方法。选择行间转移面阵CCD KAI-16000作为成像器件,设计并完成了成像系统,利用FP-GA控制行间转移面阵CCD的驱动信号模式,将... 针对航空航天相机工作时由于曝光时间导致的图像质量下降问题,提出了行间转移面阵CCD的时间延迟积分(TDI)调光方法。选择行间转移面阵CCD KAI-16000作为成像器件,设计并完成了成像系统,利用FP-GA控制行间转移面阵CCD的驱动信号模式,将普通电子快门调光方法与TDI调光方法相结合,完成实时调光。实验结果表明:该成像系统无需延长曝光时间,依靠改变TDI工作模式下积分级数,解决了由于曝光时间不足导致的图像质量下降问题,图像信噪比(SNR)从13.22dB增加到33.74dB。 展开更多
关键词 时间延迟积分(tdi)模式 行间转移面阵CCD 像移补偿 积分级数
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基于面阵CCD的时间延时积分模式的空间相机自动对焦 被引量:8
13
作者 孟希羲 冯华君 +2 位作者 徐之海 李奇 陈跃庭 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期284-290,共7页
空间面阵相机在轨运动会产生运动模糊,影响自动对焦准确率。为解决该问题,提出行间转移面阵CCD的时间延时积分(TDI)模式实现去运动模糊。选取行间转移面阵CCD KAI-1003作为成像器件,利用可编程逻辑器件(PLD)控制时序信号,匹配CCD的行转... 空间面阵相机在轨运动会产生运动模糊,影响自动对焦准确率。为解决该问题,提出行间转移面阵CCD的时间延时积分(TDI)模式实现去运动模糊。选取行间转移面阵CCD KAI-1003作为成像器件,利用可编程逻辑器件(PLD)控制时序信号,匹配CCD的行转移速度与目标运动速度,实现去运动模糊。实验表明该成像系统不仅能去运动模糊而且还大幅提高图像信噪比。去运动模糊后,根据较短时间间隔内空间相机拍摄的图像有重叠区域的特点提出一种空间相机自动对焦方法。通过配准算法找出序列图像间的重叠区域,并计算重叠区域的清晰度评价值,然后根据传递特性将评价值映射到同一个评价体系中,最后找到最佳对焦位置。实验表明该成像系统对高速运动的目标能够实现自动对焦。 展开更多
关键词 遥感 自动对焦 图像配准 像移补偿 行间转移面阵CCD 时间延时积分(tdi)模式
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基于面阵CCD-TDI模式编码感知的高分辨率遥感计算成像 被引量:2
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作者 潘旋 高大化 石光明 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期993-998,共6页
针对推扫式遥感成像,基于压缩感知(CS)理论,提出一种利用低密度探测器获取高分辨率遥感图像的新方法。在推扫过程中,采用可编码的行间转移面阵电荷耦合器件(CCD)并使其工作于时间延迟积分(TDI)模式,在随机曝光控制电路的控制下实现对场... 针对推扫式遥感成像,基于压缩感知(CS)理论,提出一种利用低密度探测器获取高分辨率遥感图像的新方法。在推扫过程中,采用可编码的行间转移面阵电荷耦合器件(CCD)并使其工作于时间延迟积分(TDI)模式,在随机曝光控制电路的控制下实现对场景信息的编码感知;通过计算成像,从感知的数据中重构出高分辨率遥感图像。这种基于CCD-TDI模式编码感知的高分辨率遥感计算成像方法,可以增强成像分辨率和提高输出图像信噪比。仿真结果验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 高分辨率成像 电荷耦合器件-时间延迟积分(CCD-tdi)模式 编码感知 随机曝光 压缩感知(CS)
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