低噪聲微光圖像采集系統(tǒng)的研究.pdf

1、針對(duì)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(qiáng)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(jì)和降噪手段的研究。圍繞高靈敏度的科學(xué)級(jí)微光圖像傳感器，根據(jù)其最佳工作模式，設(shè)計(jì)了低噪聲的驅(qū)動(dòng)電路和高速采集電路，并研究了多模式驅(qū)動(dòng)時(shí)序和曝光同步方法。針對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)噪聲，結(jié)合實(shí)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(duì)直流偏置和驅(qū)動(dòng)時(shí)序的要求，設(shè)計(jì)了高質(zhì)量的時(shí)序驅(qū)動(dòng)電路和高速、低抖動(dòng)的采集電路。
　　 第三章在掌握EMCCD基本驅(qū)動(dòng)時(shí)序的基礎(chǔ)上，提出了多模式驅(qū)動(dòng)和曝光同

3、步方案，實(shí)現(xiàn)了無電子快門的曝光同步、曝光時(shí)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(shí)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(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)所設(shè)計(jì)的低噪聲微光圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。在驗(yàn)證實(shí)際驅(qū)動(dòng)時(shí)序波形和模擬輸出信號(hào)的正確性后，觀察多模式驅(qū)動(dòng)下的數(shù)字圖像，最后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析降噪手段的實(shí)際效果和本系統(tǒng)實(shí)際的探測(cè)靈敏度。
　　 第六章對(duì)全文