低噪聲微光圖像采集系統(tǒng)的研究.pdf

1、針對微光成像的高精度要求，研制了一套低噪聲的微光圖像采集系統(tǒng)。論文研究了低光照強度環(huán)境下圖像的高精度采集技術(shù)，主要包括整體系統(tǒng)的設(shè)計和降噪手段的研究。圍繞高靈敏度的科學(xué)級微光圖像傳感器，根據(jù)其最佳工作模式，設(shè)計了低噪聲的驅(qū)動電路和高速采集電路，并研究了多模式驅(qū)動時序和曝光同步方法。針對系統(tǒng)的各項噪聲，結(jié)合實際情況，通過以下手段進(jìn)行降低：數(shù)字多相關(guān)采樣，溫度控制，電磁屏蔽，圖像去噪聲濾波。
　　 本文分為六章：
　　 第一

2、章闡述了微光成像技術(shù)和電子倍增耦合器件(Electron Multiplication Charge Coupled Device，EMCCD)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用，提出了本課題的研究內(nèi)容和研究意義。
　　 第二章分析比較了常用的高性能微光圖像傳感器，結(jié)合其正常工作對直流偏置和驅(qū)動時序的要求，設(shè)計了高質(zhì)量的時序驅(qū)動電路和高速、低抖動的采集電路。
　　 第三章在掌握EMCCD基本驅(qū)動時序的基礎(chǔ)上，提出了多模式驅(qū)動和曝光同

3、步方案，實現(xiàn)了無電子快門的曝光同步、曝光時間調(diào)節(jié)、電子倍增增益調(diào)節(jié)、開窗模式調(diào)節(jié)，并詳細(xì)闡述了該方案的實現(xiàn)方法。
　　 第四章詳細(xì)分析了EMCCD的所有噪聲及其特性，提出多種有效的降噪方案。
　　 第五章設(shè)計實驗對所設(shè)計的低噪聲微光圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行測試和驗證。在驗證實際驅(qū)動時序波形和模擬輸出信號的正確性后，觀察多模式驅(qū)動下的數(shù)字圖像，最后設(shè)計實驗分析降噪手段的實際效果和本系統(tǒng)實際的探測靈敏度。
　　 第六章對全文