电子倍增CCD噪音特性研究 被引量：11

1

作者 张闻文 陈钱 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期756-760,共5页

讨论了电子倍增CCD的噪音组成及各自的产生机理,在此基础上建立了电子倍增CCD的总噪音理论模型.按照信号倍增过程的随机性,推导了电子倍增CCD的过剩噪音因子并求出了增益趋向无穷大时的极限值.对电子倍增CCD相机进行了噪音测试,采集了... 讨论了电子倍增CCD的噪音组成及各自的产生机理,在此基础上建立了电子倍增CCD的总噪音理论模型.按照信号倍增过程的随机性,推导了电子倍增CCD的过剩噪音因子并求出了增益趋向无穷大时的极限值.对电子倍增CCD相机进行了噪音测试,采集了不同增益下噪音的输出波形和频谱图.根据增益和噪音电压的函数曲线,结合理论模型对不同增益下的噪音组成进行了定性分析.结果表明:低增益时,电子倍增CCD主要受限于读出噪音,高增益时则为暗电流噪音和时钟感生电荷. 展开更多

关键词 微光成像 电子倍增CCD 噪音特性 过剩噪音因子

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全局快门sCMOS图像传感器数字TDI微光成像技术 被引量：9

2

作者 张元涛 柴孟阳 +1 位作者 孙德新 刘银年 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期136-143,共8页

为实现高分辨率大动态范围的空间微光(LLL)成像,提出基于全局快门科学级互补金属氧化物半导体(sCMOS)图像传感器的数字域时间延迟积分(TDI)微光成像方法。通过推导数字域TDI成像数据处理方法,建立了系统信噪比(SNR)模型,提出了数字域TD... 为实现高分辨率大动态范围的空间微光(LLL)成像,提出基于全局快门科学级互补金属氧化物半导体(sCMOS)图像传感器的数字域时间延迟积分(TDI)微光成像方法。通过推导数字域TDI成像数据处理方法,建立了系统信噪比(SNR)模型,提出了数字域TDI大动态范围成像方法,并分析了速度失配导致的调制传递函数(MTF)退化现象。实验结果表明,该方法能够明显提高微光成像质量,当数字域TDI积分级数为30时,系统SNR由未积分的5.04dB提高到19.78dB,动态范围比传统数字域TDI方法提升了29.54dB,为实现高分辨率大动态范围空间微光成像提供了保障。 展开更多

关键词 成像系统 微光成像 微光成像仪 数字域时间延迟积分 科学级互补金属氧化物半导体探测器 动态范围

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一种基于工业级CCD器件的高性能制冷CCD成像组件 被引量：6

3

作者 金伟其 张加深 +2 位作者 刘广荣 何玉青 欧阳俊 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第1期1-4,共4页

随着CCD器件的发展,采用工业级CCD器件研制高性能制冷CCD成像系统成为一个重要的发展方向。从高性能CCD成像和高性能微光ICCD成像应用需求出发,研制了一种基于工业级CCD器件的高性能制冷型数字视频CCD成像组件;介绍了成像组件在高性能... 随着CCD器件的发展,采用工业级CCD器件研制高性能制冷CCD成像系统成为一个重要的发展方向。从高性能CCD成像和高性能微光ICCD成像应用需求出发,研制了一种基于工业级CCD器件的高性能制冷型数字视频CCD成像组件;介绍了成像组件在高性能大面阵CCD器件、低噪声驱动电路、小型化低功耗制冷技术以及特殊的制冷腔结构等方面的设计特点,指出成像组件对进一步发展高性能CCD成像系统具有积极的促进作用,在军事、工业、生物医学和科学研究领域具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 CCD成像器件 制冷 工业级 微光成像

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微光成像实验平台的光路设计 被引量：3

4

作者 李英 尹丽菊 +3 位作者 申晋 寇廷栋 邹囯峰 潘金凤 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2019年第12期75-78,155,共5页

将多像素光子计数器(Multi-pixel Photon Counter,MPPC)应用于三维成像,MPPC与光学成像结构相结合,对微光成像实验平台进行了光路设计。该设计将平面探测改为实物立体探测,同时实现极低照度下的目标成像。设计了一个焦距范围为30~85 mm... 将多像素光子计数器(Multi-pixel Photon Counter,MPPC)应用于三维成像,MPPC与光学成像结构相结合,对微光成像实验平台进行了光路设计。该设计将平面探测改为实物立体探测,同时实现极低照度下的目标成像。设计了一个焦距范围为30~85 mm,视场大于20°,场曲小于2%的光学成像结构,并通过光学设计软件对光学结构进行优化,使其满足设计指标。搭建了二维微光成像系统进行实物物体探测。通过实验验证,该系统可以实现10-4 lx以及更低照度的微光环境下,40 cm距离的目标物体的二维成像。 展开更多

关键词 微光成像 光路设计 多像素光子计数器 光学优化

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水下微光成像的ICCD光路耦合仿真 被引量：3

5

作者 张爱民 江南 《国外电子测量技术》 2013年第11期17-22,共6页

水下成像由于光照度很低,因此需要微光器件进行接收。ICCD是常用的微光数字成像器件,CCD与像增强器的耦合是ICCD的关键技术之一。讨论了ICCD的结构,并对ICCD中中继透镜、光纤面板、自聚焦透镜的耦合进行了ZEMAX光学仿真,经过参数优化得... 水下成像由于光照度很低,因此需要微光器件进行接收。ICCD是常用的微光数字成像器件,CCD与像增强器的耦合是ICCD的关键技术之一。讨论了ICCD的结构,并对ICCD中中继透镜、光纤面板、自聚焦透镜的耦合进行了ZEMAX光学仿真,经过参数优化得到较为理想的结果。然后分析了各自的几何像,MTF,耦合效率等参数,实验结果表明:透镜耦合的ICCD有很高的成像质量;光纤耦合的ICCD有很高的耦合效率;自聚焦透镜耦合的ICCD的性能介于两者之间。 展开更多

关键词 微光成像 ICCD ZEMAX 耦合效率

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白天与夜间地面反射特性的对比研究 被引量：2

6

作者 祝永坚 陈钱 王晓璇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期436-439,共4页

从微光图像的成像过程出发,运用光谱积分建立了微光成像系统的统一模型,分析了日光与夜天光的光谱分布,深入讨论了地面光谱反射特性对成像的影响,对白天与夜间地面反射特性造成的日光图像与微光图像的对比度差异进行了对比研究。实验结... 从微光图像的成像过程出发,运用光谱积分建立了微光成像系统的统一模型,分析了日光与夜天光的光谱分布,深入讨论了地面光谱反射特性对成像的影响,对白天与夜间地面反射特性造成的日光图像与微光图像的对比度差异进行了对比研究。实验结果与理论分析达到了很好的一致,对微光图像分析和微光图像仿真有指导意义。 展开更多

关键词 光学 微光成像 地面光谱反射特性 日光图像 光谱分布 图像处理

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微光成像系统三维噪声测量及其分析 被引量：10

7

作者 李升才 金伟其 张长泉 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期439-442,共4页

为了分别从时域和空域对微光成像系统的噪声特性进行测量和分析,分别建立了微光成像系统三维噪声模型及其测量系统,并对微光ICCD成像系统和CCD成像系统的三维噪声进行了测量与分析.测量结果表明:随着ICCD像增强器光阴极面照度的提高,空... 为了分别从时域和空域对微光成像系统的噪声特性进行测量和分析,分别建立了微光成像系统三维噪声模型及其测量系统,并对微光ICCD成像系统和CCD成像系统的三维噪声进行了测量与分析.测量结果表明:随着ICCD像增强器光阴极面照度的提高,空间噪声、时间噪声、信号总平均值和信噪比均升高,符合微光ICCD成像系统的实际性能.通过三维噪声分析,实现了区分微光ICCD(或CCD)成像系统中由成像面缺陷和死像素点形成的两种固定图案噪声,且对光锥耦合技术进行定性的评价. 展开更多

关键词 空间噪声 时间噪声 三维噪声 信噪比 微光成像系统

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基于水下反恐的微光成像系统 被引量：8

8

作者 朱彩霞 闫亚东 +1 位作者 沈满德 何俊华 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第2期220-224,共5页

介绍了一种水下反恐微光成像系统,并对其中的关键技术作了论述。根据海水的光学特性及微光成像环境,设计了具有针对性的水下专用镜头,彻底校正像差并消除了水介质的影响。采用大型力学分析软件AN SYS对系统水密舱进行了有限元分析,使系... 介绍了一种水下反恐微光成像系统,并对其中的关键技术作了论述。根据海水的光学特性及微光成像环境,设计了具有针对性的水下专用镜头,彻底校正像差并消除了水介质的影响。采用大型力学分析软件AN SYS对系统水密舱进行了有限元分析,使系统的结构设计简单可靠。系统成功通过2006年青岛帆船赛的预演测试。试验证明:在300 m的水压下系统稳定可靠,成像质量较高,能对危险物进行及时预警,达到水下反恐的目的。 展开更多

关键词 水下反恐 水下微光成像 水密舱 水下镜头

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微光增强型电荷耦合装置成像系统三维噪声模型及其测量分析 被引量：4

9

作者 李升才 徐宗昌 肖顺旺 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期463-466,共4页

为了方便地计算三维噪声,提出了一种新的三维噪声计算方法,该方法对离散型微光成像系统三维噪声测量和质量评价具有十分重要的实用价值。利用微光成像系统三维噪声测量系统,结合数字图像处理技术,测量了微光增强型电荷耦合装置(ICCD)成... 为了方便地计算三维噪声,提出了一种新的三维噪声计算方法,该方法对离散型微光成像系统三维噪声测量和质量评价具有十分重要的实用价值。利用微光成像系统三维噪声测量系统,结合数字图像处理技术,测量了微光增强型电荷耦合装置(ICCD)成像系统在四种照度条件下的三维噪声,并对结果进行了分析。分析结果与微光ICCD成像系统实际性能相吻合。 展开更多

关键词 电子技术 夜视技术 三维噪声 空间噪声 时间噪声 信噪比 微光成像系统

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基于FPGA的微光成像系统的研究

10

作者 黄少肃 陈文明 沈健 《光电子技术》 CAS 2022年第2期112-118,共7页

设计并搭建了一种微光成像系统,包含硬件部分和逻辑部分,采用以FPGA为核心的图像信号处理模块,结合图像采集模块、接口模块、光学镜头、GAMMA校正、图像滤波处理算法以及MultiBoot。相关实验结果表明,微光成像系统可以通过FPGA对微光CMO... 设计并搭建了一种微光成像系统,包含硬件部分和逻辑部分,采用以FPGA为核心的图像信号处理模块,结合图像采集模块、接口模块、光学镜头、GAMMA校正、图像滤波处理算法以及MultiBoot。相关实验结果表明,微光成像系统可以通过FPGA对微光CMOS图像传感器进行控制,以采集不同照度下的微光图像;上位机借助串口,通过在线加载功能,可实现对FPGA程序的更新;在0.001 lux的环境下,输出的微光图像分辨率不小于1.0 mrad,图像可实现信息判读,所得结果能够解决人眼在夜晚无法获取信息的问题。 展开更多

关键词 图像处理 微光成像系统 现场可编程门阵列 在线加载

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用于微光成像的BCCD,ICCD,EBCCD性能分析 被引量：18

11

作者 左昉 刘广荣 +1 位作者 高稚允 周立伟 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期109-112,共4页

研究 BCCD,ICCD,EBCCD 3种微光器件的基本性能 .通过实验测量了器件在各种照度下的极限分辨力及MTF,并分析了影响器件信噪比的各种因素 .研究表明 BCCD有一定的微光成像能力和很强的紫外探测能力 ,在中等微光照度下 ,其性能优于目前使... 研究 BCCD,ICCD,EBCCD 3种微光器件的基本性能 .通过实验测量了器件在各种照度下的极限分辨力及MTF,并分析了影响器件信噪比的各种因素 .研究表明 BCCD有一定的微光成像能力和很强的紫外探测能力 ,在中等微光照度下 ,其性能优于目前使用最广泛的 ICCD;而 EBCCD在各种照度下 ,其性能都超过 展开更多

关键词 微光成像 背照明 像增强器 电子轰击 电荷耦合器件 性能分析 BCCD ICCD EBCCD 分辨力

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光电子成像:走向新的世纪 被引量：13

12

作者 周立伟 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期1-12,共12页

半个世纪以来 ,光电子成像 (主要包括微光成像和热成像 )技术取得了惊人的发展 ,显示出极为辉煌的前景 .在微光成像技术方面 ,发展了一代、二代和三代直视像增强技术 ,真空和固体微光摄像技术及光子计数成像技术 ;在热成像技术方面 ,发... 半个世纪以来 ,光电子成像 (主要包括微光成像和热成像 )技术取得了惊人的发展 ,显示出极为辉煌的前景 .在微光成像技术方面 ,发展了一代、二代和三代直视像增强技术 ,真空和固体微光摄像技术及光子计数成像技术 ;在热成像技术方面 ,发展了致冷型一代、二代和三代热成像技术和非致冷型列阵热成像技术 .回顾光电子成像技术自 1930年以来的进展 ,展望新世纪中微光四代像增强技术、新型微光摄像技术和先进的焦平面 (FPA)和非致冷型热成像技术的发展 . 展开更多

关键词 光电子成像 微光成像 热成像 像增强器 光子计数成像 微光摄像技术 图像转换

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水下探测光电成像技术及其进展 被引量：14

13

作者 刘广荣 黄睿 +2 位作者 金伟其 曹峰梅 沈飞 《光学技术》 CAS CSCD 2004年第6期732-734,737,共4页

阐述了激光主动照明选通成像的原理。针对水下成像系统对光电接收器件和照明光源性能的要求,介绍了当前主要成像器件的特性和在选通成像系统中的优缺点。重点分析了ICCD光电接收器件的选通性能和特点,列举了几种先进的ICCD系统的性能参... 阐述了激光主动照明选通成像的原理。针对水下成像系统对光电接收器件和照明光源性能的要求,介绍了当前主要成像器件的特性和在选通成像系统中的优缺点。重点分析了ICCD光电接收器件的选通性能和特点,列举了几种先进的ICCD系统的性能参数。对其它几种水下成像系统的性能参数进行了简单的介绍和对比,分析了今后成像器件的发展方向。 展开更多

关键词 激光主动照明 微光成像 距离选通 ICCD 后向散射

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用于微光摄像的高灵敏度电子轰击电荷耦器件 被引量：10

14

作者 周立伟 刘广荣 +1 位作者 高稚允 王仲春 《中国工程科学》 1999年第3期56-62,共7页

文章综述微光成像的电子轰击电荷耦合器件 (EBCCD)的进展。EBCCD是将像管的荧光屏以对电子灵敏的背照明、减薄CCD代替 ,将电子图像直接转变为视频信号 ,其在所有光照等级下 ,特别是在极低微光下的调制传递函数 (MTF)、分辨力、信噪比、... 文章综述微光成像的电子轰击电荷耦合器件 (EBCCD)的进展。EBCCD是将像管的荧光屏以对电子灵敏的背照明、减薄CCD代替 ,将电子图像直接转变为视频信号 ,其在所有光照等级下 ,特别是在极低微光下的调制传递函数 (MTF)、分辨力、信噪比、余辉等均优于像增强器耦合CCD (ICCD)。文中较为详细地叙述了倒像式EBCCD设计与减薄工艺 ,给出各种类型倒像式EBCCD像管的技术参数 ,分析和比较了近贴式与倒像式EBCCD与ICCD的性能 。 展开更多

关键词 微光成像 电荷耦合器件 电子轰击CCD 微光摄像 设计 倒像式EBCCD

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背照明CCD微光成像技术 被引量：5

15

作者 刘广荣 周立伟 +1 位作者 王仲春 高稚允 《红外技术》 CSCD 北大核心 2000年第1期8-12,共5页

背照明ＣＣＤ（ＢＣＣＤ） 以及电子轰击ＣＣＤ（ＥＢＣＣＤ） 是当今微光实时摄像技术的最新进展之一，在中等微光条件下，ＢＣＣＤ的性能优于目前的ＩＣＣＤ和ＳＩＴ。文中对ＢＣＣＤ、ＥＢＣＣＤ以及ＩＣＣＤ的性能进行了比较，并... 背照明ＣＣＤ（ＢＣＣＤ） 以及电子轰击ＣＣＤ（ＥＢＣＣＤ） 是当今微光实时摄像技术的最新进展之一，在中等微光条件下，ＢＣＣＤ的性能优于目前的ＩＣＣＤ和ＳＩＴ。文中对ＢＣＣＤ、ＥＢＣＣＤ以及ＩＣＣＤ的性能进行了比较，并讨论了在我国开展ＢＣＣＤ和ＥＢＣＣＤ技术研究和应用的有关问题。 展开更多

关键词 微光成像 CCD 背照明

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基于电子倍增CCD噪声特性的最佳工作模式 被引量：7

16

作者 张闻文 陈钱 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1977-1981,共5页

对电子倍增CCD的噪声特性进行了研究,并在此基础上选择最佳工作模式。介绍了反转和非反转模式的工作原理,分析了不同工作模式下暗电流与时钟感生电荷的表现并进行了对比。以工作温度、积分时间和垂直转移次数为参量,建立了最佳工作模式... 对电子倍增CCD的噪声特性进行了研究,并在此基础上选择最佳工作模式。介绍了反转和非反转模式的工作原理,分析了不同工作模式下暗电流与时钟感生电荷的表现并进行了对比。以工作温度、积分时间和垂直转移次数为参量,建立了最佳工作模式的数学模型,求解出最佳工作模式的积分临界点,确定了电子倍增CCD的最佳工作模式。最后,结合具体器件的参数模拟了最佳工作模式下电子倍增CCD的噪声特性曲线。仿真结果表明:室温下(293 K)的积分临界点为1.6μs。当积分时间>1.6μs时,最佳工作模式为反转模式;当积分时间<1.6μs时,最佳工作模式为非反转模式。研究结果为电子倍增CCD工作模式的选取提供了切实可靠的理论依据。 展开更多

关键词 微光成像 最佳工作模式 噪声分析 电子倍增CCD

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微光成象系统中实时降噪的优化设计 被引量：4

17

作者 谈新权 余钢 +1 位作者 卢益民 江柳 《光电工程》 EI CAS CSCD 1997年第5期67-72,共6页

微光电视工作于极低照度或恶劣环境下，输出信噪比明显降低，目标完全淹没在背景噪声中，使探测率大大下降。提出了用帧间处理技术消除加性噪声。论述了字长和滤波系数的选择原则。研究了实时去噪的几项关键技术、算法和符号位的设计，... 微光电视工作于极低照度或恶劣环境下，输出信噪比明显降低，目标完全淹没在背景噪声中，使探测率大大下降。提出了用帧间处理技术消除加性噪声。论述了字长和滤波系数的选择原则。研究了实时去噪的几项关键技术、算法和符号位的设计，各部分工作时间分配以及大背景噪声下时钟同步方法。给出了信噪比改善度的理论计算公式，对所建立的系统进行了实测，字长由原来的１０位减少到８位，信噪比改善仍有１２ｄＢ。不使用专用器件，整机硬件量减少到原来的２／５。使用该技术，可显著提高微光成象和红外热成象装置探测目标的能力。 展开更多

关键词 微光成象系统 实时降噪 信噪比 微光电视

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水下微光高速光电成象系统作用距离的研究 被引量：4

18

作者 孙传东 陈良益 +3 位作者 高立民 李驰 卢笛 张建生 《光子学报》 EI CAS CSCD 2000年第2期185-189,共5页

本文首先对水的光学特性及其对水下成象的影响进行了分析 ,指出了水下光学成象的特殊性对光电成象器件的要求 ,并对微光条件下光电成象器件的性能进行了理论分析 ;详细介绍了水下微光高速光电成象系统作用距离公式的推导过程 ;

关键词 水下成象 水下光学 微光成象 高速光电成象系统

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微光成像系统信噪比及图像探测特性研究 被引量：6

19

作者 左昉 高稚允 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期185-187,共3页

分析了电子轰击电荷耦合器件 (EBCCD)微光成像系统的噪声源 ,建立了系统的信噪比模型 ,指出了在微光成像系统本身的增益和量子效率等性能确定的条件下 ,成像系统输出图像信噪比不仅仅与输入面照度有关 ,还与输入图像的空间频率有关 ,并... 分析了电子轰击电荷耦合器件 (EBCCD)微光成像系统的噪声源 ,建立了系统的信噪比模型 ,指出了在微光成像系统本身的增益和量子效率等性能确定的条件下 ,成像系统输出图像信噪比不仅仅与输入面照度有关 ,还与输入图像的空间频率有关 ,并通过实验得到了证明 ,指出了经典的图像探测方程 (Rose方程 ) 展开更多

关键词 微光 图像信噪比 图像 EBCCD 增益 电荷耦合器件 量子效率 成像系统 输入 出图

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微光摄像器件的发展趋势 被引量：5

20

作者 程开富 《电子元器件应用》 2004年第10期7-9,16,共4页

主要概述微光摄像技术、真空微光摄像器件、像增强CCD(ICCD)、电子轰击CCD (EBCCD)及微光摄像器件的发展现状。

关键词 微光摄像器件 像增强CCD 电子轰击CCD 摄像器件

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