高速CCD的CDS控制參數(shù)自適應(yīng)算法研究資料說(shuō)明

　　優(yōu)化相關(guān)雙采樣（ CDS） 控制參數(shù)可以提高電荷耦合器件（ CCD） 輸出信噪比，但是高速CCD 的CDS 控制參數(shù)很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。為了得到較好的CCD 輸出信噪比，提出了一種CDS 控制參數(shù)自適應(yīng)算法： 在拍攝目標(biāo)和曝光參數(shù)不變的情況下，改變復(fù)位脈沖寬度、噪聲采樣時(shí)刻、數(shù)據(jù)采樣時(shí)刻3 個(gè)CDS 控制參數(shù)，對(duì)每種參數(shù)組合采集一幀圖像，計(jì)算各幀圖像中每個(gè)像素的Tenengrad 函數(shù)，將每幀像素的Tenengrad 平方和作為清晰度評(píng)價(jià)參數(shù)，選擇清晰度評(píng)價(jià)參數(shù)最大值對(duì)應(yīng)的復(fù)位脈沖寬度、噪聲采樣時(shí)刻、數(shù)據(jù)采樣時(shí)刻作為CDS 控制參數(shù)，就可使CCD 輸出達(dá)到采用CDS 技術(shù)下最好信噪比。根據(jù)所提出的方法，在試驗(yàn)電路中，由現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（ FPGA） 實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)算法，并進(jìn)行了清晰度對(duì)比測(cè)試。測(cè)試表明，與沒(méi)有采用自適應(yīng)算法的最好圖像相比，測(cè)試參數(shù)Edge Profile 從單位影像高度507． 4 像素提高到763． 8 像素，測(cè)試參數(shù)MTF 50 從526． 5 LW/PH 提高到937． 8 LW/PH。試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用自適應(yīng)算法可以有效提高CCD 的輸出信噪比。

　　優(yōu)化相關(guān)雙采樣（ CDS） 控制參數(shù)可以提高電荷耦合器件（ CCD） 輸出信噪比，但是高速CCD 的CDS 控制參數(shù)很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。為了得到較好的CCD 輸出信噪比，提出了一種CDS 控制參數(shù)自適應(yīng)算法： 在拍攝目標(biāo)和曝光參數(shù)不變的情況下，改變復(fù)位脈沖寬度、噪聲采樣時(shí)刻、數(shù)據(jù)采樣時(shí)刻3 個(gè)CDS 控制參數(shù)，對(duì)每種參數(shù)組合采集一幀圖像，計(jì)算各幀圖像中每個(gè)像素的Tenengrad 函數(shù)，將每幀像素的Tenengrad 平方和作為清晰度評(píng)價(jià)參數(shù)，選擇清晰度評(píng)價(jià)參數(shù)最大值對(duì)應(yīng)的復(fù)位脈沖寬度、噪聲采樣時(shí)刻、數(shù)據(jù)采樣時(shí)刻作為CDS 控制參數(shù)，就可使CCD 輸出達(dá)到采用CDS 技術(shù)下最好信噪比。根據(jù)所提出的方法，在試驗(yàn)電路中，由現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（ FPGA） 實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)算法，并進(jìn)行了清晰度對(duì)比測(cè)試。測(cè)試表明，與沒(méi)有采用自適應(yīng)算法的最好圖像相比，測(cè)試參數(shù)Edge Profile 從單位影像高度507． 4 像素提高到763． 8 像素，測(cè)試參數(shù)MTF 50 從526． 5 LW/PH 提高到937． 8 LW/PH。試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用自適應(yīng)算法可以有效提高CCD 的輸出信噪比。

　　電荷藕合器件（ Charge Coupled Devices，CCD）在工業(yè)、軍事、遙感、科學(xué)研究、消費(fèi)電子等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在評(píng)價(jià)CCD 相機(jī)優(yōu)劣的諸多性能參數(shù)中，噪聲特性是最重要的指標(biāo)之一。CCD 相機(jī)噪聲主要來(lái)源于CCD 傳感器噪聲，CCD 傳感器噪聲包括光子散彈噪聲、暗電流噪聲、復(fù)位噪聲、低頻噪聲、寬帶白噪聲等等。其中，光子散彈噪聲不能由信號(hào)處理電路進(jìn)行抑制，暗電流噪聲可以通過(guò)制冷或采集并減去啞像元暗電平得到抑制，復(fù)位噪聲、低頻噪聲和寬帶白噪聲可由CDS 技術(shù)得到抑制。