發(fā)布時間：2018-08-24 19:23

【摘要】：近年來,隨著成像光譜遙感技術(shù)的發(fā)展,光譜成像技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。光譜遙感技術(shù)的發(fā)展取決于各種技術(shù)的進(jìn)步。CCD(電荷耦合器件)由于高靈敏度、低噪聲和大動態(tài)范圍等諸多優(yōu)勢已經(jīng)成為光譜成像領(lǐng)域的核心器件。CCD探測器在亮度變化較大的環(huán)境中使用時,拍攝畫面的質(zhì)量嚴(yán)重下降。通過分析研究,在影響圖像亮度的四個因素:光圈大小、入射光強(qiáng)度、曝光時間和信號增益中,調(diào)節(jié)曝光時間是最佳選擇。但是對于不帶電子快門功能的幀轉(zhuǎn)移型面陣CCD成像器件,在幀頻確定的情況下,曝光時間無法控制是目前使用這類CCD探測器所遇到的技術(shù)瓶頸。針對不帶電子快門的CCD探測器,本文提出了兩種曝光時間的控制方法:電平置位法和電荷釋放法。電平置位法是通過將感光區(qū)一段時間之內(nèi)的信號全都置為相同的零電平來實現(xiàn)的。電荷釋放法是通過增加電荷釋放狀態(tài),將一幀之內(nèi)多余時間段的電荷迅速排放掉來有效的控制曝光時間。兩種曝光時間控制方法分別基于兩款不同的CCD探測器TH7888A和CCD**來實現(xiàn)。首先,分別介紹了兩種曝光時間控制方法的具體實現(xiàn),包括CCD硬件驅(qū)動電路與驅(qū)動時序邏輯設(shè)計。硬件方面,給出了合理的原理圖設(shè)計方案。時序邏輯設(shè)計方面,通過VHDL語言實現(xiàn)了CCD正常工作需要的各種驅(qū)動時序信號,并給出了仿真結(jié)果。其次,在實驗室條件下,通過搭建具體試驗平臺,基于本文提出的方法,進(jìn)行了不同曝光時間下的試驗波形與圖像的采集,通過對試驗結(jié)果的進(jìn)一步分析,驗證了所提出方法的可行性與正確性。
[Abstract]:In recent years, with the development of imaging spectral remote sensing technology, spectral imaging technology plays a more and more important role. The development of spectral remote sensing technology depends on the progress of various technologies. CCD (charge coupled device) because of its high sensitivity, Many advantages, such as low noise and large dynamic range, have become the core devices in the field of spectral imaging. Four factors affecting the brightness of the image, such as aperture size, intensity of incident light, exposure time and signal gain, are the best choice. However, for the frame transfer CCD imaging device without the electronic shutter function, when the frame frequency is determined, the exposure time can not be controlled is the technical bottleneck of using this kind of CCD detector at present. For the CCD detector without electron shutter, two kinds of exposure time control methods are proposed in this paper: level setting method and charge releasing method. The level setting method is implemented by setting all the signals in the photosensitive zone to the same zero level for a period of time. Charge release method can effectively control the exposure time by increasing the state of charge release and rapidly discharging the charge from the extra time period within a frame. Two exposure time control methods are implemented based on two different CCD detectors, TH7888A and CCD**, respectively. Firstly, the realization of two exposure time control methods is introduced, including CCD hardware driver circuit and driver timing logic design. In terms of hardware, a reasonable schematic design scheme is given. In the aspect of timing logic design, all kinds of driving timing signals of CCD are realized by VHDL language, and the simulation results are given. Secondly, under the condition of laboratory, by building a concrete test platform and based on the method proposed in this paper, the test waveform and image are collected under different exposure time, and the further analysis of the test results is made. The feasibility and correctness of the proposed method are verified.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN386.5

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本文編號：2201788