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光学精密工程 2018年第7期26卷 1758-1765页

作者：赵航斌张宗存柴孟阳孙德新刘银年中国科学院上海技术物理研究所中国科学院红外探测与成像技术重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049 中国科学院上海技术物理研究所启东光电遥感中心江苏启东226200

为了验证变焦扫描大幅宽成像时扫描方向边缘视场图像畸变的矫正效果,并降低扫描镜控制难度。首先分析了变焦成像时扫描镜扫描速度与扫描视场角间非线性变化关系;针对扫描镜变速扫描稳定性低且控制难度大的问题,在结合探测器变帧频分析... 详细信息

为了验证变焦扫描大幅宽成像时扫描方向边缘视场图像畸变的矫正效果,并降低扫描镜控制难度。首先分析了变焦成像时扫描镜扫描速度与扫描视场角间非线性变化关系;针对扫描镜变速扫描稳定性低且控制难度大的问题,在结合探测器变帧频分析与实现的基础上,提出采用扫描镜匀角速度扫描结合探测器变帧频变焦成像方法。推导了扫描镜匀角速度扫描时,光学系统焦距、相机实时帧频与扫描成像视场角的关系式。最后基于课题组已有的可连续变焦长波红外光学系统,搭建了一套基于扫描镜扫描成像的大幅宽长波红外变焦实验系统,并利用该系统进行了成像验证。成像结果表明,采用变帧频结合变焦成像方法,可有效抑制大幅宽成像时扫描方向边缘视场图像畸变问题。变帧频成像方法降低了变焦扫描时扫描镜扫描复杂度,证明了变焦扫描方法具备图像畸变矫正能力。

关键词：变焦扫描成像大幅宽成像长波红外变帧频图像畸变矫正

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大幅宽长波红外变帧频变焦成像方法

大幅宽长波红外变帧频变焦成像方法

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2019年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：赵航斌张宗存柴孟阳孙德新刘银年中国科学院上海技术物理研究所中国科学院红外探测与成像技术重点实验室中国科学院大学中国科学院上海技术物理研究所启东光电遥感中心

为了验证变焦扫描大幅宽成像时,扫描方向边缘视场图像畸变矫正效果,基于课题组已有的可连续变焦长波红外光学系统,搭建了一套基于扫描镜扫描成像的大幅宽长波红外变焦实验系统。首先分析了变焦成像时扫描镜扫描速度与成像视场角间非线... 详细信息

为了验证变焦扫描大幅宽成像时,扫描方向边缘视场图像畸变矫正效果,基于课题组已有的可连续变焦长波红外光学系统,搭建了一套基于扫描镜扫描成像的大幅宽长波红外变焦实验系统。首先分析了变焦成像时扫描镜扫描速度与成像视场角间非线性变化关系;针对扫描镜变速扫描稳定性低、控制难度大的问题,在结合探测器变帧频分析与实现的基础上,提出采用扫描镜匀角速度扫描结合探测器变帧频变焦成像方法;并基于实验系统,在变帧频变焦扫描成像应用中,推导出扫描镜匀角速度扫描时,光学系统焦距、相机实时帧频与成像视场角的关系式。最后对实验系统进行了成像验证,结果表明,采用变帧频结合变焦成像方法,可有效抑制大幅宽成像时扫描方向边缘视场图像畸变问题。变帧频成像方法简化了变焦扫描时扫描镜扫描复杂度,验证了变焦扫描方法具备图像畸变矫正能力。

关键词：变焦扫描成像大幅宽成像长波红外变帧频图像畸变矫正

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面向行星椭圆轨道帧转移CCD信息获取技术研究

面向行星椭圆轨道帧转移CCD信息获取技术研究

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作者：周博中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)

学位级别：硕士

成像光谱仪是近几十年遥感中一种全新的技术,它将成像技术与光谱技术结合,可以反映探测目标多维信息,在人类深空探测活动中得到了广泛的应用,主要用来探测星体的大气、矿物、水分等目标。深空探测中也对仪器提出了高灵敏度、高信噪比和... 详细信息

成像光谱仪是近几十年遥感中一种全新的技术,它将成像技术与光谱技术结合,可以反映探测目标多维信息,在人类深空探测活动中得到了广泛的应用,主要用来探测星体的大气、矿物、水分等目标。深空探测中也对仪器提出了高灵敏度、高信噪比和高覆盖率的要求,各国探测技术也发生着日新月异的变化。针对行星探测卫星运行轨道的特殊性,一般为椭圆形轨道,与传统的空间成像光谱载荷设计有所差异,设计通过图像交叠拼接对行星全球进行成像。本文以火星表面成像光谱探测中可见近红外通道信息获取技术为背景,针对系统指标,设计了CCD像元合并和轨道变帧频技术,提出了一种满足高信噪比、适用于火星探测器椭圆轨道的信息获取方案。本文讨论了E2V公司帧转移CCD(CCD47-20)的结构与工作原理,分析了信号噪声的产生机理,提出了多元合并提升系统探测信噪比的方法,设计出单元输出、行方向两元模拟合并输出、列方向两元数字合并输出与四元合并输出模式,试验测试表明三种合并模式可以把信噪比提升1.63倍、1.37倍与2.03倍,实验结果与理论分析基本一致,从而验证了理论分析的正确性,该方法已实际应用到工程项目中。论文完成了项目中可见近红外信息链路的电子学设计和验证,其中重点介绍CCD探测器的驱动电路,设计前放电路实现噪声隔离,引入相关双采样机制减轻复位噪声,在暗光条件下采集系统暗背景,暗背景平均噪声低,验证硬件系统达标。论文还研究圆形轨道与椭圆轨道的区别,论证了变帧频应用于椭圆轨道的优越性,计算火星轨道参数确定出帧频9～33fps变化的设计指标,通过变帧频与定帧频的联合设计满足火星表面全覆盖的需求。论文还验证了等积分时间变帧频模式下系统对相同亮度目标响应数值近似,保证了该设计方案系统稳定性高,达到了良好的效果。以上所有设计和验证工作均实际应用到我国首次火星探测火星矿物光谱分析仪载荷电子学设计中。

关键词：行星探测 CCD探测器像元合并变帧频

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一种基于高灵敏度CCD的微光相机设计

一种基于高灵敏度CCD的微光相机设计

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2010振动与噪声测试峰会

作者：董发祥李瑛刘朝晖折文集中国科学院西安光学精密机械研究所中国科学院研究生院西安邮电学院

在微光条件下,物体表面照度低,对物体信号的获取仅依靠目标反射的微弱天光或微弱自发光,一般相机难以适应此类微弱信号的探测任务.本设计选用高灵敏度CCD探测器,采用延长曝光时间、提高增益倍数、降低电路噪声等措施来提高相机微弱信号... 详细信息

在微光条件下,物体表面照度低,对物体信号的获取仅依靠目标反射的微弱天光或微弱自发光,一般相机难以适应此类微弱信号的探测任务.本设计选用高灵敏度CCD探测器,采用延长曝光时间、提高增益倍数、降低电路噪声等措施来提高相机微弱信号的探测能力,可以实现帧频25帧/秒至0.04帧/秒、曝光时间0.5ms至25s、增益5.3dB至41.5dB不同状态下工作.实验结果表明,在不采用任何图像处理手段,帧频为25帧/秒、增益36dB时,可以探测到4.71星等;帧频为1帧/秒、增益40dB时,可探测到7.56星等.

关键词： CCD 微光夜视变帧频曝光时间增益控制

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