超高分辨率CCD成像系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、CCD成像系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于高分辨的航空航天遙感中，成為獲取遙感數(shù)據(jù)的重要設(shè)備。高分辨率成像系統(tǒng)是衛(wèi)星遙感精度的重要保障，是高分辨率遙感應(yīng)用的基礎(chǔ)。本文以超高分辨率全幀型CCD圖像傳感器KAF-50100作為研究對(duì)象，深入研究了超高分辨率CCD器件的驅(qū)動(dòng)方式、高速信號(hào)采集與處理、CCD的多輸出響應(yīng)不均勻性以及成像系統(tǒng)測(cè)光等問題。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1.在分析KAF-50100結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)需求的基礎(chǔ)上，使用FPGA產(chǎn)生CCD需要的

2、時(shí)序信號(hào)，并采用集成功率芯片和分離功率器件相結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)了具有高瞬態(tài)電流和大電壓擺幅的CCD前端功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，保證了KAF-50100可靠工作在4×18MHz的最大輸出速度下。
　　 2.針對(duì)KAF-50100圖像傳感器輸出通道多、圖像數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集與上傳系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用4路并行模擬前端對(duì)CCD輸出模擬信號(hào)進(jìn)行采集，使用并行LVDS上傳圖像信號(hào)，保證了CCD工作在4路并行輸出模式和數(shù)字圖像的實(shí)時(shí)上傳，上傳速度

3、達(dá)到KAF-50100的輸出速度上限1幀每秒，12位采樣精度下電路讀出噪聲標(biāo)準(zhǔn)差為2.76，動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到63.4dB。
　　 3.深入分析了KAF-50100輸出圖像帶有接縫問題，提出了基于延遲積分(TDI)讀出方式的CCD多輸出非均勻性校正的方法。該方法使用TDI的讀出方式，在均勻光源照射下成像，推導(dǎo)了行曝光時(shí)間和行平均灰度的關(guān)系模型，利用該模型擬合出各通道的響應(yīng)曲線并校正響應(yīng)非均勻性。該方法與兩點(diǎn)法和多點(diǎn)法相比，校正效果明顯