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数字域时间延迟积分时间CMOS相机高分“凝视”成像设计分析被引量：13: 2012年; 为实现凝视卫星高分跟踪成像,设计了数字域时间延迟积分(TDI)互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器在凝视姿态下的成像匹配模型,推导了卫星凝视跟踪成像时相对轨道坐标系的姿态变化,采用坐标变换方法实时计算其在凝视过程中随姿态变化的行转移时间,利用蒙特卡罗方法统计计算了凝视模式下姿态指向精度和稳定度对成像的影响。利用数字域TDI CMOS原理样机和小卫星姿态控制系统全物理仿真平台对成像进行了仿真分析。结果表明,卫星的姿态控制精度在成像过程中会引起纵向的像移速度失配和横向匹配的残余像移,成像积分级数越高,图像信噪比越大。积分级数的增加对卫星姿态提出较高要求,仿真平台姿态角和姿态角速度控制精度分别优于0.05°,0.005°/s时,采用积分级数为48级能较好地满足成像质量要求。; 杨秀彬姜丽金光; 关键词：成像系统时间延迟积分互补金属氧化物半导体调制传递函数

星载相机轨道末期成像模型及图像复原算法被引量：7: 2010年; 通过对光学卫星轨道末期成像面临的像移失配的研究,从能量的观点出发建立TDI CCD(时间延迟积分电荷耦合器件)推扫成像通用模型(GMPI)。基于该模型提出一种像移失配工况下的非常规遥感成像方式。引入信号滤波器的表示方法,将GMPI模型简化成为易于计算的TDI CCD推扫成像滤波器模型(FMPI),对轨道末期遥感图像混叠效应进行定量分析,并给出基于成像机理及成像参数的图像恢复处理方法。通过实际成像试验获取像移速度失配下的图像并通过图像恢复算法进行处理,得到比半盲式复原算法更好的图像恢复效果。; 贺小军金光杨秀彬王金玲曲宏松; 关键词：TDICCD 图像恢复

卷帘快门对数字域TDI成像的影响分析被引量：7: 2015年; 数字域时间延迟积分(TDI)互补金属氧化物半导体(CMOS)成像以其成本低、功耗小、操作灵活等优势,近几年逐渐引起研究关注。然而CMOS传感器的卷帘快门存在运动失真,为了深入研究其对数字域TDI的影响,结合卷帘快门工作原理,建立了卷帘快门效应对数字域TDI引起的像移及调制传递函数(MTF)下降的数学模型。并结合推导模型开展了预估分析和验证实验。结果表明:卷帘快门效应会对数字域TDI算法带来较大的影响;读出时间越长像移量越大、MTF下降越严重;另外行周期越短影响也越严重,其中行周期从200 us变为100 us时,对应的数字域TDI图像MTF从0.6144下降为0.4807。; 陶淑苹金光; 关键词：成像系统互补金属氧化物半导体图像传感器时间延迟积分

基于方向WPS改进TDI CCD遥感图像清晰度评价函数被引量：14: 2013年; 在轨调焦是航天相机获取高质量图像的关键技术之一。针对航天相机在发射、在轨期间由于振动冲击及温度气压等环境参数变化引起的光学系统离焦现象,以及TDI CCD遥感相机成像场景实时变化的特殊特点,对基于功率谱的清晰度评价函数进行了研究。根据小波变换的多分辨率和带通特性,提出了一种对FFT功率谱的改进——小波功率谱(WPS)估计。针对像移亦会导致TDI CCD图像模糊的问题,提出了方向WPS估计算法。参照功率谱地物无关性及离焦会引起功率谱高频分量损失的思路,设计了基于方向WPS的加权清晰度评价函数。实际外场推扫实验结果表明,提出的新清晰度评价函数能有效反映出实际推扫图像的离焦状态,另外相对于FFT功率谱,对场景差异更不敏感,误判率从0.36降低为0,曲线更加饱和。100个仿真样本的平均误判率仅为0.06,满足系统误差要求。因此文中算法满足单调性、灵敏度高、准确度高原则,更适合TDI CCD遥感相机的自动调焦。; 陶淑苹张续严金光曲宏松郑亮亮; 关键词：自动调焦功率谱估计图像清晰度评价函数

实现空间高分辨成像的数字域时间延迟积分CMOS相机设计及分析被引量：17: 2012年; 为使具有诸多优点的互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器更适合空间高分辨成像,寻求空间高分成像的新型技术,提出了更利于微光成像和推扫成像的卷帘数字域时间延迟积分(TDI)算法。同时研究数字域TDICMOS相机成像质量,详细分析了其噪声来源和特性,并建立了数字域积分图像信噪比(SNR)与积分级数的关系模型,讨论了积分时间和光照度对SNR的影响。最后利用设计的IBIS5-B-1300卷帘数字域TDI CMOS原理样机开展验证实验。实验结果表明本文算法能明显提高成像质量,数字域10级积分图像SNR由未积分的19.07dB提高至29.21dB,而且级数越大,SNR越大。理论分析和实验验证均表明M级卷帘数字域TDI可使图像SNR提高M(σAD+σCMOS)/(MσAD+槡MσCMOS)倍,其中σAD和σCMOS与选择的CMOS传感器有关,另外σCMOS还受积分时间和光照度的影响。; 陶淑苹金光曲宏松贺小军杨秀彬; 关键词：成像系统时间延迟积分数学模型信噪比

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国家高技术研究发展计划(O93J32F090)