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科学级光学CCD像素非均匀性的测试

梁少林 王咏梅 毛靖华 贾楠 石恩涛

梁少林, 王咏梅, 毛靖华, 贾楠, 石恩涛. 科学级光学CCD像素非均匀性的测试[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(4): 417004-0417004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0417004
引用本文: 梁少林, 王咏梅, 毛靖华, 贾楠, 石恩涛. 科学级光学CCD像素非均匀性的测试[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(4): 417004-0417004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0417004
Liang Shaolin, Wang Yongmei, Mao Jinghua, Jia Nan, Shi Entao. Test for pixel non-uniformity of scientific optical CCD[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(4): 417004-0417004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0417004
Citation: Liang Shaolin, Wang Yongmei, Mao Jinghua, Jia Nan, Shi Entao. Test for pixel non-uniformity of scientific optical CCD[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(4): 417004-0417004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0417004

科学级光学CCD像素非均匀性的测试

doi: 10.3788/IRLA201948.0417004
基金项目: 

国家自然科学基金(41005013)

详细信息
    作者简介:

    梁少林(1992-),男,博士生,主要从事光电成像器件方面的研究。Email:shaolin_liang@163.com

  • 中图分类号: TN23

Test for pixel non-uniformity of scientific optical CCD

  • 摘要: 像素非均匀性是CCD成像性能评价中的一个重要指标,反映的是像素结构本身的差异。传统的以灰度值为基础计算DSNU和PRNU的方法未能考虑读出电路引入的时域噪声,且计算时未剔除不同像素曝光时间不同带来的误差,计算结果也只适用于某个具体曝光量。在分析CCD信号流的基础上,厘清灰度值不均匀的影响因素。参考DSNU和PRNU的计算方法,再结合帧转移型CCD的工作方式,提出了设置多档曝光时间,每档曝光时间下采集多帧暗(亮)图像,再通过拟合求得暗电流(暗电流+光电流)后并以之为基础计算暗电流非均匀性DCNU和光电流非均匀性PCNU的方法。同时,建立CCD像素非均匀性测试系统,验证其光源的稳定性和均匀性,以排除采集图像过程中测试系统引入的时域和空间误差。在此测试系统的基础上,利用新方法测得CCD的DCNU为25.51 e-/pixels-1,PCNU为0.98%。相比于传统的DSNU和PRNU值更准确地反映了CCD像素结构的非均匀性,所得结果更具普遍适用性。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-05
  • 修回日期:  2018-12-23
  • 刊出日期:  2019-04-25

科学级光学CCD像素非均匀性的测试

doi: 10.3788/IRLA201948.0417004
    作者简介:

    梁少林(1992-),男,博士生,主要从事光电成像器件方面的研究。Email:shaolin_liang@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(41005013)

  • 中图分类号: TN23

摘要: 像素非均匀性是CCD成像性能评价中的一个重要指标,反映的是像素结构本身的差异。传统的以灰度值为基础计算DSNU和PRNU的方法未能考虑读出电路引入的时域噪声,且计算时未剔除不同像素曝光时间不同带来的误差,计算结果也只适用于某个具体曝光量。在分析CCD信号流的基础上,厘清灰度值不均匀的影响因素。参考DSNU和PRNU的计算方法,再结合帧转移型CCD的工作方式,提出了设置多档曝光时间,每档曝光时间下采集多帧暗(亮)图像,再通过拟合求得暗电流(暗电流+光电流)后并以之为基础计算暗电流非均匀性DCNU和光电流非均匀性PCNU的方法。同时,建立CCD像素非均匀性测试系统,验证其光源的稳定性和均匀性,以排除采集图像过程中测试系统引入的时域和空间误差。在此测试系统的基础上,利用新方法测得CCD的DCNU为25.51 e-/pixels-1,PCNU为0.98%。相比于传统的DSNU和PRNU值更准确地反映了CCD像素结构的非均匀性,所得结果更具普遍适用性。

English Abstract

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