衛(wèi)星光通信中光斑圖像處理算法優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、CMOS圖像傳感器具有集成度高、功耗低、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在空間領(lǐng)域具有極大應(yīng)用潛力。由于空間輻射環(huán)境特殊性及其高能粒子和射線對CMOS圖像感器輻射,會導(dǎo)致器件加速老化,產(chǎn)生壞點(diǎn),從而影響光斑識別、定位,嚴(yán)重時會導(dǎo)致通信鏈路失敗。
　　CMOS圖像傳感器中的壞點(diǎn),通常是由以下兩方面原因造成,一是由制造工藝造成。二是由空間環(huán)境對CMOS圖像感感器輻射,使CMOS圖像傳感器器件老化產(chǎn)生壞點(diǎn),從而對光斑質(zhì)心定位精度產(chǎn)生影響。本論文是針

2、對應(yīng)用于衛(wèi)星光通信的CMOS圖像傳感器,受空間輻射產(chǎn)生灰度值為255的壞點(diǎn)條件下,進(jìn)行了以下幾方面的研究:
　　空間輻射環(huán)境及其對CMOS圖像傳感器影響的研究。這部分研究內(nèi)容主要包括四方面:1.介紹空間輻射環(huán)境。2.分析空間輻射環(huán)境使CMOS圖像傳感器加速老化的原因,這部分內(nèi)容主要是從CMOS圖像傳感器的兩個核心器件光電二極管和MOSFET出發(fā),對其參數(shù)受空間輻射影響進(jìn)行分析。3.建立了CMOS圖像傳感器中的壞點(diǎn)影響光斑質(zhì)心定位誤

3、差計算的數(shù)學(xué)模型。4.介紹了可應(yīng)用于空間的圖像去噪方法及其基本原理。
　　MSG(Modifying Single GrayValue)算法及仿真。這部分研究內(nèi)容主要包括兩方面:1.MSG算法提出的理論基礎(chǔ)和流程圖。2.通過靜態(tài)實驗首先對傳統(tǒng)圖像處理方法中的中值濾波、均值濾波、加權(quán)均值濾波在圖像去噪方面進(jìn)行比較,然后選取去噪效果最好的中值濾波與MSG算法進(jìn)行去噪效果比較。通過仿真實驗對傳統(tǒng)圖像處理方法在圖像去噪方面進(jìn)行對比,然后用

4、效果最好的中值濾波和MSG算法在圖像去噪和光斑質(zhì)心誤差方面進(jìn)行對比。
　　通過動態(tài)模擬實驗,驗證MSG(Modifying Single GrayValue)算法在光斑圖像去噪和光斑質(zhì)心誤差修正的有效性。這部分內(nèi)容主要通過LABVIEW實驗驗證平臺,模擬空間環(huán)境背景下CMOS圖像傳感器出現(xiàn)壞點(diǎn),然后,分別用中值濾波算法和MSG算法對光斑圖像去噪后,進(jìn)行光斑質(zhì)心誤差修正對比。
　　本文以空間輻射環(huán)境對CMOS圖像傳感器輻射產(chǎn)生