多角度偏振成像儀面陣探測(cè)器響應(yīng)非均勻性多參量校正取得新進(jìn)展

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所光學(xué)遙感研究中心研究員洪津團(tuán)隊(duì)在多角度偏振成像儀（DPC）面陣探測(cè)器非均勻性校正方法研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，針對(duì)DPC探測(cè)器非均勻性特點(diǎn)，提出多參量的非均勻性校正方法，實(shí)現(xiàn)探測(cè)器響應(yīng)非均勻性多參量校正，校正后的探測(cè)器響應(yīng)亦呈現(xiàn)出良好線性。相關(guān)研究成果以Non-uniformity calibration method of Space-borne Area CCD for Directional Polarimetric Camera為題，發(fā)表在Optics Express上。

DPC利用大視場(chǎng)、多角度數(shù)據(jù)探測(cè)氣溶膠和云偏振輻射特性，探測(cè)器輻射響應(yīng)非均勻性影響多角度遙感圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，DPC穿軌100°大視場(chǎng)的偏振數(shù)據(jù)融合依賴像面非均勻性平衡校正。非均勻性的校正涉及探測(cè)器、光學(xué)鏡頭、濾光片和空間雜散光等因素。面陣電荷耦合器件（CCD）作為DPC完成光電轉(zhuǎn)換的核心部件，其響應(yīng)非均勻性校正尤為重要。

多角度偏振成像儀探測(cè)器非均勻性體現(xiàn)在高頻和低頻兩個(gè)方面，高頻差異體現(xiàn)在相鄰像素點(diǎn)間的快速變化，低頻差異體現(xiàn)在不同視場(chǎng)區(qū)域的整體緩慢變化。研究團(tuán)隊(duì)利用探測(cè)器綜合測(cè)試系統(tǒng)，分析了影響非均勻校正的暗電流、幀轉(zhuǎn)移效應(yīng)、溫度漂移等引起的光譜響應(yīng)變化，并提出了多參量的非均勻性校正方法，實(shí)現(xiàn)了探測(cè)器響應(yīng)非均勻性多參量校正，校正后的探測(cè)器響應(yīng)亦呈現(xiàn)出良好線性。

驗(yàn)證結(jié)果表明，多參量的非均勻性校正方法消除了像面低頻不均衡響應(yīng)差異和鄰域高頻響應(yīng)差異，探測(cè)器非均勻性噪聲、幀轉(zhuǎn)移效應(yīng)、暗電流、溫度漂移影響均得到校正，校正后的單幀數(shù)據(jù)主要噪聲表現(xiàn)為散粒噪聲。95%滿阱單幀數(shù)據(jù)的像元響應(yīng)不一致性由2.86%降至0.36%，滿足多角度探測(cè)的需求。

圖1 面陣探測(cè)器單幀數(shù)據(jù)校正前后比對(duì)圖

圖2 面陣探測(cè)器非均勻性校正前后數(shù)據(jù)直方圖

在軌運(yùn)行期間，通過表觀反射率、氣溶膠和云等多個(gè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品的驗(yàn)證，數(shù)據(jù)滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，校正方法也得到檢驗(yàn)?；诙鄥⒘康姆蔷鶆蛐孕Ｕ椒閮x器整機(jī)定標(biāo)校正和在軌運(yùn)行提供了數(shù)據(jù)支撐，并為多角度應(yīng)用提供有效技術(shù)保障，將為后續(xù)相關(guān)偏振遙感儀器的檢測(cè)提供技術(shù)參考。

研究工作得到高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)（民用部分）項(xiàng)目的資助。

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