全帧型面阵CCD相机获取极低辐亮度目标图像的方法

摘要

全帧型面阵CCD相机获取极低辐亮度目标图像的方法，首先为全帧型面阵CCD器件配置光学子系统进行成像，CCD器件输出的信号处理链路中包括模拟和数字两部分。在模拟信号处理部分主要进行相关双采样、低噪声放大、钳位和模数转换。在数字信号处理部分设置有图像存储器和状态监视器。每一次曝光结束，将CCD器件得到的微弱图像累加到图像存储器中，同时，监视图像存储器中饱和像素的数量，如果达到一定比例，则将存储器中的数据连同累积的曝光次数一同输出，并对图像数据缓存器和状态监视器清零，否则继续图像累积过程。本发明方法获取的图像质量高，适应动态范围大，能够满足极低辐亮度目标连续监测的需要。

主权项

1.全帧型面阵CCD相机获取极低辐亮度目标图像的方法，其特征在于步骤如下：(1)根据用户期望的空间分辨率GSD和刈幅范围W，为CCD器件配置光学系统，光学系统的焦距f、CCD器件所在平台的运行高度H、CCD器件的像素尺寸p、空间分辨率GSD满足关系式刈幅范围W、CCD器件每行像素的数量N、空间分辨率GSD满足关系W＝N·GSD；(2)为CCD器件的每一个输出端口均配置一个图像存储器，图像存储器的存储容量大于端口输出的像素数量，图像存储器的数据宽度不低于模数转换器件的图像数据宽度；(3)对CCD器件输出的每一路视频信号分别做相关双采样、低噪声放大和钳位处理，并将钳位处理后的模拟视频信号转换为数字视频信号；(4)对于每一路数字视频信号，分别设置一个输出像素数量计数器、一个曝光数量计数器和一个饱和像素数量计数器；每一个帧周期开始输出数字视频信号时，输出像素数量计数器清零，曝光数量计数器的计数值加一，每输出一个像素的信号，输出像素数量计数器的计数值加一；(5)将每一路输出像素数量计数器的内容作为对应图像存储器的地址，CCD器件在该路输出一个像素数字信号的同时，通过对应的输出像素数量计数结果寻址，读取该地址所对应存储单元的内容，将输出的像素数字信号与存储单元原存储内容相加后再存入同一存储单元，并在存入的同时做一次判断，如果相加后的结果超过预先设置的饱和阈值，则将该路的饱和像素数量计数器的计数值加一；(6)每一个帧周期结束，将所有饱和像素数量计数器的计数值相加，如果相加的结果超过预先设定的像素数量阈值，则将各图像存储器中的像素以及对应曝光数量计数器的计数值一起输出，同时清空各图像存储器并对各输出像素数量计数器、曝光数量计数器和饱和像素数量计数器清零；否则，对各输出像素数量计数器清零，进入下一个帧周期继续进行像素的累积，直至所有饱和像素数量计数器的计数值相加的结果超过预先设定的像素数量阈值；(7)利用各图像存储器输出的像素序列组成完整的云图并从中提取极低辐亮度目标。