一、微光CCD相机的噪声分析与处理（论文文献综述）
许航[1]（2020）在《微光相机电子学性能评测系统》文中提出微光相机电子学性能评测系统用于评估微光相机的综合性能。随着微光相机技术的发展,用户对微光相机的性能提出了各种各样新的需求,完整、准确地评测微光相机的整体性能变得至关重要。然而,目前被国内外广泛认可的相机评测标准都是针对适光相机制定的,这些评测标准并不完全适用于微光相机。为了解决这个问题,本文提出了一套基于相机输出图像的微光相机成像电子学评测方法,并在此基础上搭建了一套可以高效操作的评测系统。通过微光相机的实测结果,证明了该评测系统可以对微光相机的电子学性能进行完整、准确、高效地评测。为了得到质量更高、更符合人眼视觉特性的微光图像,嵌入式图像去噪和彩色化是微光相机目前研究的两大热点。然而,现有的微光相机评测方法并未覆盖这两方面的需求。为了评估图像去噪算法对测试产生的影响,本文提出了成像电子学评测方法成立的三个核心要素,并采用数学模型仿真和微光相机实测的方式进行了研究,证明了本文提出的成像电子学评测方法依然适用。为了覆盖彩色微光相机对于色彩评估的需求,本文基于三通道量子效率、CIE-LAB色差和CIEDE2000色差这三项客观评价指标设计了微光色彩评价实验,并采用三通道量子效率曲线、平均色差和色差图来直观表征实验结果,达到了客观评测相机微光色彩性能的目的。
米小什[2]（2019）在《微光遥感仿真成像及特性分析》文中认为遥感技术是随着近现代科学发展而出现的一种先进的探测技术,在气候研究、城市规划、资源勘测等领域有重要作用。光学遥感是其中最重要的一个分支,光学遥感大大扩大了人类探索地球的尺度。在光学遥感中,图像是信息的载体,具有稳定、可靠、尺度广等优点。微光遥感成像利用微光探测器,弥补了现有白天光遥感成像的局限,可以大大扩展遥感成像的时间范围,能够在黎明、傍晚甚至月光条件下成像。星载光学遥感器设计是利用计算机仿真技术模拟成像过程,评估系统成像的可行性,并从原理预测遥感卫星的成像效果。因此仿真技术在遥感卫星的设计、制造、运行和维护方面起重要作用,并能帮助降低其中的成本。为了实现微光遥感成像的仿真,需要建立微光遥感成像的模型,本文主要的研究工作包括:1)概述了主流的微光探测器ICCD、EMCCD和sCMOS,并对微光探测器的MTF、信噪比、量化、采样进行建模。2)基于MODTRAN大气模拟软件,建立了不同照度和大气条件下,地物反射率到入瞳辐亮度的关系。3)建立了遥感成像全链路的MTF模型,包括大气湍流、光学系统、遥感平台等环节对应的MTF。4)提出基于稀疏矩阵描述的线性移变系统数学模型,可以弥补MTF模型的不足,更精确的反映遥感系统成像。5)利用MATLAB编写了实验性质的微光仿真软件模块,提出SSIM指标评价仿真相似度,验证得到仿真相似度打到85%以上。
宋亚茹[3]（2019）在《基于单光子探测的高分辨率激光主动成像技术研究》文中认为传统的成像方式分辨率低且易受周围环境和系统部件的影响。近年来,随着计算机技术和量子信息技术的发展,单光子探测技术应运而生,且受到国内外专家学者的广泛关注。基于此,将单光子探测技术和激光主动成像技术相结合,采用脉冲激光器作为光源照射物体,可以在不良光照条件下实现激光探测,并利用计算机数据处理得到高分辨率的图像。因此,激光主动成像在弱光探测领域中应用广泛。利用单光子技术对图像进行探测,需要采集大量的单光子图片,当图片数量过多时数据处理就会耗费大量的时间。本文介绍了图像处理的算法及其优化,对比了平均灰度法和加权灰度法的异同,观察了两种算法提取质心的图像效果,通过算法优化,减少程序中的循环次数,提高了图像处理的效率。另外,使用连续光光源进行了被动成像实验,观察算法的处理效果,通过计算得到系统的分辨率为26.7 lp/mm。再通过对两种不同大小的分辨率板进行探测,对比了1px和0.3px的图像处理效果。本课题中使用Nd:YAG脉冲激光器为光源,搭建了激光主动成像实验系统,结合像增强器的门选通功能,进行了激光距离选通实验并进一步提高了距离分辨力。通过改变数字信号延时器的延时时间,计算出两个图案的距离,分辨出了不同距离的物体。另外,保持延时时间不变,增加像增强器的门宽,可以得到两个物体的图像信息,通过两个物体的强度矩阵及其对应的距离信息可以得到两个物体的三维图像,说明改变像增强器的门宽至少可以分辨出相距15cm的两个物体。
陈光阳[4]（2019）在《制冷型EMCCD相机设计》文中进行了进一步梳理微光夜视技术在军事,天文等领域有着非常重要的应用。该技术领域中,电子倍增CCD（EMCCD）凭借其低噪声,高量子效率,使用寿命长等一系列优点成为各国研究的重点。我国在电子倍增CCD的研究上已经有所成就,然而与发达国家相比还有一定差距,在电子倍增CCD相机的研制方面也有很大不足。本文针对一款特定的EMCCD芯片设计了一款制冷型EMCCD相机,用以扩展电子倍增CCD相机领域的研究。本文针对该EMCCD芯片的特点和使用要求,设计了对应的驱动电路、采样电路及成像电路,难点在于驱动电路中的倍增电路设计。为了降低EMCCD的暗电流噪声,设计了合适的制冷模块以保证芯片工作在低温环境下。其余设计包括为相机搭配了串口,方便调试和测试;为相机设计了合适的电源转换模块,以满足相机工作要求;为相机搭配了合适的FPGA,并用Verilog HDL语言对FPGA内部电路进行描述,以满足相机中电路时序要求。在完成相机搭建以后,对相机各模块进行了功能和性能测试。对该EMCCD芯片输出进行测试,结果证明EMCCD输出正常;对相机成像效果进行测试,结果证明相机在白天室内正常光照下,成像效果良好;对倍增和制冷效果进行测试,结果证明相机在低照度下随着倍增电压的提高,成像质量明显提高,随着芯片工作温度的下降,暗电流噪声变小。完成基本功能测试之后设计了相机自动增益并测试,结果证明相机能在不同照度下自动调节增益大小以达到最佳成像效果。
于建萍[5]（2018）在《提高图像灰阶分辨率的方法及其质量评估》文中提出在生物医学成像中,图像质量的高低决定了诊断与治疗的手段,其中灰阶分辨率是衡量图像质量的重要参数。特别是在乳腺肿瘤的检测中,提高图像的灰阶分辨率有助于更准确地提取肿瘤组织的边缘,提高临床诊断的准确性。然而现有的提高图像质量及质量评估的方法更多关注的是图像的空间分辨率,对灰阶分辨率未给予足够的重视。因此,本文基于图像灰阶分辨率这一参数,提出了一种质量评估指标以及两种提高图像灰阶分辨率的方法,完成了以下主要内容:（1）帧累加技术是提高图像灰阶分辨率的有效手段,为了评估帧累加图像的质量,提出了一个质量评估指标——均值信噪比。在恒定光照条件下采集图像,将足够多帧数的累加平均图像作为参考图像,几组不同帧数的累加平均图像作为待评估图像,计算其均值信噪比。实验结果证明了与其它图像质量评估的指标相比,该指标更简单有效、更适合地评估帧累加图像的质量,为后续在锯齿波光信号的照明下,对帧累加图像的质量评估提供了基础。（2）为了进一步提高图像的灰阶分辨率,从改变光源强度的角度,提出了一种选取合适范围的锯齿波光照强度照明的方法。通过避免弱光强度和摄像头饱和区域附近的强光强度的部分,找到图像均值信噪比更高的光源强度照明范围。并且通过实验证明了利用该光强范围照明,采集到的图像的灰阶分辨率更高,图像质量更好。（3）从图像处理的角度,基于过采样和下抽样技术的方法,证明了以部分图像的空间分辨率为代价换取图像的高灰阶分辨率的方法的有效性。并通过实验验证了该方法能够提高图像的灰阶分辨率,丰富了图像灰度细节信息,提高了图像的精度和质量。在未来研究乳腺肿瘤检测的工作中,利用本文所提出的质量评估指标和提高图像灰阶分辨率的方法,可以更准确地提取肿瘤组织的边缘,有利于肿瘤组织的分类与分析,提高了临床诊断准确性。
何睿清[6]（2019）在《基于相位调制的计算式关联成像技术研究》文中认为计算式关联成像是一种新的成像方式,它利用光场间强度涨落的关联性进行成像,突破了传统成像方法的一些局限性,是当前光学成像领域的一个研究热点。本文围绕计算式关联成像技术中存在的相关问题展开研究,主要工作如下:（1）基于传统散斑的计算式关联成像系统中,需要事先知道目标的轴向深度才能精确重构出清晰的目标图像,否则重构图像可能出现离焦现象。针对这个问题,提出了利用准无衍射散斑（ND散斑）进行计算式关联成像。实验结果证明,在给定的系统中,相较于传统散斑,利用ND散斑的计算式关联成像系统的景深提高了约2～3倍,空间分辨能力提高了约30%,成功实现了在目标轴向深度未知的情况下,直接对目标清晰重构的目的。（2）基于传统散斑的计算式关联成像系统中,重构图像的离焦程度反映了估计深度与目标实际轴向深度的差异,因此传统方法通过评价所有估计深度上重构图像的离焦程度来获取目标深度,但这种方法迭代次数多,计算量大,效率低。针对这个问题,提出了一种在深菲涅尔（DF）区中目标深度快速估计方法。首先基于相干光学理论建立了当目标位于DF区时重构图像的离焦模型,然后采用函数Deviation-Based Correlation（DBC）对重构图像的离焦程度进行评估。DBC在DF区中存在一个全局最大值,且在最大值两侧较长距离内保持函数单调。根据这一特性,设计了快速迭代算法搜索目标深度。实验结果证明,当深度切片数目为N时,该方法在log2N次迭代内（重构不超过2 log2 N幅图像）便可获得目标的实际深度,并同时获得清晰的目标形态,深度估计误差小于光场的纵向相干长度。与传统方法相比,该方法所需迭代次数大幅下降,有效提升了算法效率。（3）置于桶探测器与目标之间的散射体虽然不会影响计算式关联成像中信号光场与参考光场间的关联性,但却会降低入射光能量,这可能使桶探测器处于微光环境中,此时器件噪声的影响开始凸显。针对这种情况,研究了微光环境中计算式关联成像的成像性质。首先建立了含有器件噪声的计算式关联成像信噪比模型。然后,以电子倍增CCD（EMCCD）作为桶探测器,根据EMCCD自身的噪声特性,得到对应的成像信噪比,并给出影响成像质量的关键因素,通过实验验证了所建模型的正确性。最后将散射体置于探测器与目标之间,并通过控制EMCCD相关工作参数,实现微光条件下的抗散射成像。（4）置于目标与光源之间的固态散射体可能会破坏信号光场与参考光场间的关联性,但它具体以何种形式影响计算式关联成像系统并未被深入研究。针对这个问题,提出了利用离散型点散射函数（DPSF）分析这种散射条件下计算式关联成像系统的抗散射成像性质。首先给出DPSF概念并分析其性质,DPSF由强度投影模板中像素块大小d和散射体自身点散射函数的宽度w0决定。基于DPSF,建立了含有固态散射体（位于光源与目标之间）的计算式关联成像系统模型,并进行了实验验证。理论和实验结果都表明,在这种散射环境中,计算式关联成像的抗散射能力由d和w0之间的大小比例决定:当d远小于w0/2时,散射体对重构图像的影响比较明显;当d接近w0/2或更大时,这种影响被明显抑制。
张元涛[7]（2018）在《空间高灵敏度大动态范围微光成像技术研究》文中研究指明微光遥感技术可在低照度条件下获取目标可见近红外波段的特性,提供具有白天分辨率的夜间微光图像,打开了大量新的跨学科研究课题的大门。随着微光成像数据应用范围的拓展和应用领域的细分,高分辨率与大动态范围微光图像的需求越来越强烈,因此,对微光成像系统的性能提出了更高的要求,其中低噪声高灵敏度微光探测技术成为系统性能进一步提升所依赖的关键技术。sCMOS图像传感器在微光探测方面具有众多的优势,本课题以sCMOS图像传感器为基础,对低噪声探测技术、系统灵敏度提升与评估技术及数字域TDI微光成像技术展开了深入的研究。主要的研究内容及创新点包括:1)分析了sCMOS图像传感器微光成像系统的噪声特性,建立了相应的噪声模型,深入分析了系统带宽对信噪比的影响,仿真计算了最佳系统带宽;另外,研究了基于sCMOS图像传感器微光成像系统随机行条纹噪声的特点,分析了其产生的机理,结合探测器信号读出特点,提出空间域自适应随机行条纹噪声校正方法,取得了良好的校正效果;2)推导了成像系统逐像元转换增益计算方法,对计算过程引入的误差进行分析;在理论分析的基础上,采用单样本点和多样本点实测了每个像元的转换增益,结果表明多样本点结合最小二乘法能够提升像元转换增益的估计精度。对系统噪声特性进行了测试与分析,建立了系统信噪比模型,结合仿真与测试结果,研究了提升系统信噪比的方法。通过理论分析,说明在光学系统口径受限的情况下,实现信噪比的提升需要采用数字域TDI成像模式延长空间微光成像系统的积分时间。此外,针对夜天光条件下系统信噪比较难评估的问题,提出基于微光积分球绝对辐射定标完成系统信噪比计算的方法,该方法能够准确客观的评估微光成像系统在夜天光条件下的系统信噪比性能;3)分析了数字域TDI成像模式对图像传感器的需求,给出了适合工程应用的数字域TDI数据处理方法;测试并分析了数字域TDI微光成像系统的信号与噪声特性,研究了数字域TDI成像模式实现大动态范围空间微光成像的方法;对TDI成像模式导致系统成像质量退化的动态MTF参数进行分析,研究了MTF与积分级数和速度适配误差的关系,为数字域TDI成像系统设计与参数优化提供了依据;4)按照低噪声高灵敏微光探测理论及数字域TDI成像模式的工作方法,搭建了一套基于sCMOS图像传感器的微光成像系统,对系统噪声性能进行了测试,完成了微光成像实验及模拟推扫数字域TDI微光成像实验,成像实验结果表明,微光成像系统能够获取质量良好的微光图像,数字域TDI成像方法能够明显提高微光图像信噪比与动态范围,图像信噪比由未积分的5.04dB提高到积分级数为30的19.78dB,系统动态范围比传统方法提升了29.54dB。本课题基于sCMOS图像传感器研究了低噪声高灵敏成像技术,通过理论分析与实验验证,说明全局快门sCMOS图像传感器数字域TDI微光成像技术能满足高灵敏度大动态范围空间微光成像的需求,为设计与实现空间微光成像系统提供了新思路。论文最后对课题的进一步深入研究提出了几点建议。
英昌盛[8]（2018）在《ICCD微光图像处理及在图像融合中的应用研究》文中研究表明像增强技术作为改善人类视见能力的重要手段,具有增大视距、拓展视见灵敏度、延伸光谱响应范围等作用,近年来得到了迅猛的发展。像增强CCD（intensified charge-coupled device,ICCD）作为重要的数字化微光成像器件,具有纳秒级门控时间、高增益及非制冷等优点,广泛应用于高速摄影、夜视成像、安全监控、生物工程和医疗等领域,在微光成像领域具有无法取代的地位。ICCD由光阴极、微通道板（microchannel plate,MCP）和荧光屏构成的双近贴聚焦像增强器与CCD传感器耦合而成,输入光学图像由光阴极转换为电子图像并经过MCP进行电子倍增,倍增后电子图像聚焦到荧光屏上产生可见光图像,再通过光学纤维面板或中继透镜投射到CCD传感器上形成增强后的数字图像。与常规成像器件相比,ICCD结构复杂,信号传递链条中各个环节均对图像质量产生影响。其中,近贴空间中匀强电场的投射作用导致的弥散、MCP对电子倍增产生的统计起伏、CCD暗电流的时域累积及输入光学图像到输出数字化图像在空间量化过程的采样率等因素对图像质量的影响尤为关键。上述因素综合导致了ICCD微光图像中存在大量闪烁斑点,图像动态范围窄、对比度及空间分辨率低、难以获得清晰的结构特征和纹理信息,经过增强处理后才能有效完成特征提取、区域分割、目标检测和识别及图像融合等任务。为抑制弥散、消除MCP增益起伏和CCD暗电流影响、解决量化过程中的采样率不足等问题,提高ICCD微光图像的对比度及空间分辨率,增加图像融合过程中配准的准确率、丰富融合后图像的信息量,本文通过对ICCD成像信号传递链条中各个环节的工作机理和影响图像质量的关键因素进行深入分析与研究,提出了切实有效的解决方案,并有针对性地开展了以下研究工作:（1）对成像过程中环境照度、光学系统、光阴极、MCP、弥散、荧光屏、耦合方式、CCD传感器等环节对微光图像质量的影响及各环节对应的量化模型进行了深入分析,指出了成像积分时间内弥散的空域重叠效应和时域累积效应是导致微光图像对比度及空间分辨率低的关键因素,并且弥散无法通过经典的基于图像自身空域结构特征或时域相关性的增强方法进行消除,确定了对微光图像进行质量评价的典型客观方法。（2）针对弥散具有空域重叠和时域累积效应,通过对其产生机理、形成过程及分布特征进行深入研究,提出了对微光图像成像积分时间进行时域细分的思想。将微光图像的成像积分时间细分为微秒级间隔,在此间隔内拍摄的光子图像中,通道间弥散不存在时域和空域上的相互影响,为本文提出的微光图像增强算法和超分辨率重建算法奠定了基础。（3）通过分析光子图像中热像素、离子反馈等因素形成的伪光子斑点的空间及幅度分布特征,设计了基于分层切片光子筛选及弥散抑制的微光图像增强算法。根据投影面积比、圆形度及被切片次数等条件剔除了伪光子斑点;通过空间线性限制滤波对经过光子筛选后的光子图像进行弥散抑制;对积分时间内所有经过弥散抑制的光子图像进行时域累积获得增强后微光图像。与同类算法的32线对/毫米相比,增强后微光图像的限制空间分辨率达到36线对/毫米,显着提高了微光图像的对比度及实际空间分辨率。（4）针对ICCD微光图像实际空间分辨率远未达到理论限制分辨率这一状况,提出了成像积分时间自适应时域细分方法和基于约束光子筛选及可调加权定位的微光图像超分辨率重建算法,消除了弥散等因素的影响,解决了成像积分时间时域细分需要用户干预和质心定位算法在欠采样条件下难以实现精确定位等问题,进一步提高了微光图像的对比度及实际空间分辨率。积分时间自适应时域细分方法利用反馈控制系统实现了根据环境照度条件自动调整积分时间的细分间隔,满足弥散空域重叠和时域累积效应临界条件的同时,最大化该间隔,进一步提高了整个系统的性能。在空间量化采样率不足条件下,可调加权质心定位方法通过可调权重系数强调了输入光子图像对于获取入射光子在超分辨率重建后微光图像中的精确位置信息的主导地位,充分利用由入射光子产生的所有有效信号实现微光图像的超分辨率重建。重建后微光图像的极限分辨率由36线对/毫米提高到50线对/毫米,远超过经典超分辨率算法的42线对/毫米。（5）为解决微光与红外图像融合过程中配准特征少、准确率低,融合后图像信息不丰富、可供观察细节不足等缺陷,将本文提出算法重建后的超分辨率微光图像应用于图像融合过程。通过使用超分辨率微光图像参与融合,图像配准过程中准确率达到90%,远超过双三次插值算法的40%和SC算法的70%;融合后图像包含更多可供观察的细节信息,具有更丰富信息量并且与源图像具有更高的相似度。
蔺辉[9]（2017）在《强激光参数测量中的科学级CCD相机设计及其应用研究》文中研究说明热核聚变产生巨大能量,ICF（惯性约束聚变）中的间接驱动研究在能源、军事、国防等方面有着十分重要的作用及巨大应用前景。在激光产生热核聚变的过程中,对于激光光束质量诊断及对激光参数测量是十分重要的。科学级CCD相机作为精密诊断器件,具备低噪声,大动态范围等特点,被广泛应用于激光光束常规诊断中,对激光光束远、近场分布、远场焦斑分布等参数进行诊断及测量。为激光打靶提供各种支撑数据,实现打靶前的光束诊断及打靶后的信息获取。本文在对国内外科学级CCD相机研究的基础上,致力于掌握其研发过程中的关键点以及相机研发、测量及标定体系的建立。并在此基础上开发出一款具备低噪声、大动态范围,且能够适用于强激光参数测量领域的科学级CCD相机成像系统。同时对相机在强激光测量领域内一些新应用及测试方法进行研究。1、在对国内外几款科学级CCD相机认真研究的基础上,针对所研制相机的主要应用环境,完成该款相机的设计方案、硬件选型、相机噪声前期研究分析及仿真、PCB板设计加工制造及相机安装及调试工作,最终研制了一款基于千兆以太网传输的科学级CCD相机。经过测试该相机各项参数指标在国内同类产品中处于领先地位。2、对于相机指标标定,设计了一套面向强激光参数测量应用中的科学级CCD相机指标标定系统。该系统由1053nm激光器,积分球、信号发生器、数据采集及计算显示计算机、控制软件组成。标定系统能够自动完成相机图像数据采集、指标计算,快速准确完成大批量科学级CCD相机的标定工作。提出了利用相机获取激光劈板干涉图像及通过理论计算得到干涉光强分布,经过数据处理得到相机响应非线性度的新方法。该套标定系统标定结果真实可靠,构成简单且标定速度快,为提供准确的ICF实验数据奠定了基础。3、在科学级CCD相机噪声分析中,将相机噪声分解为时间噪声和空间噪声。其中时间噪声主要评价多次测量带来的响应不一致性,而空间噪声主要用来对靶面像元响应不一致性即非均匀进行评价。通过设计测量系统对相机噪声进行了测量,并在此基础上分析了时空噪声的统计分布规律,建立了时空噪声的数学模型。为在测量过程中不确定性的评判提供了理论指导,同时也为下一步噪声处理提供了前提条件。该分析方法已经在实际中取得应用,并且取得了较好的效果。4、根据科学级CCD相机噪声的分析方法,基于相机噪声模型,针对时间噪声和空间噪声分别提出了适当的降噪方法。对于时间噪声,提出非抽样离散小波变换的方法进行降噪,经过理论计算及实验证明该小波算法对噪声有着良好去除效果。同时与之将常用的中值滤波降噪和线性最小均方误差估计法进行了比较,证明其在对时间噪声的去除方面有着较强作用;对于空间噪声,则采用离线标定方法进行去除。分析了相机非均匀性引起的原因,在对相机非均匀性进行校正中,针对相机在校正过程中每次的摆放位置与积分球之间的微小偏差使得非均匀性校正误差增大的原因进行了分析,提出了一种改良标定方法校正相机的非均匀性。通过数据分析,进一步指出了校正方法的使用范围,通过实验结果和数据显示,以上方法是十分有效的。5、在激光参数测量系统中,提出了利用科学级CCD相机进行能量测量备份能量计测量的新方法。探讨了测量脉冲激光能量的原理、方案、误差分析及实验室标定。通过实验数据获取及分析,证明该方法是可以实现科学级CCD相机进行激光能量测量和近场分布测量的复合型测量,并通过实验对该测量方法的误差进行了分析。同时还应用设计的相机在激光远场焦斑测量中进行了焦斑大动态范围测量测量实验,通过纹影法重构来实现远场焦斑大动态范围测量。通过对大型激光装置系统远场焦斑成功测量表明:应用该款相机及纹影法获得焦斑,再通过重构过程中的各种优化处理,能够实现大动态范围焦斑测量。
王成[10]（2017）在《EMCCD成像组件研究》文中认为在过去的十年中,随着EMCCD的快速发展,已经成为微光成像领域的核心之一,被广泛应用到军事、天文等领域。EMCCD量子效率高、对微光图像的探测能力强。EMCCD是全固态电子倍增器件,其制造成本低、寿命长、稳定性高。倍增增益可调的特性使得它可以满足全天候、大动态范围的应用需求。本文结合EMCCD的工作原理、器件特性和对驱动信号的要求,设计了以EL7457为核心的EMCCD驱动电路、以DAC芯片为核心的倍增极驱动电路、以FPGA为核心的数字控制电路、以AD采样芯片为核心的EMCCD输出信号处理电路、以Camera Link通信接口为核心的图像采集输出电路。首先分析了不同电平转换电路的优点和缺点,最终选择使用EL7457设计EMCCD驱动电路。EL7457有四个输出通道,工作电压范围满足要求,且输出电流大,满足驱动容性负载的要求。倍增极以正弦波驱动,减小系统功耗。FPGA用于完成EMCCD驱动信号的时序编写,AD采样芯片的控制,Camera Link时序的实现。FPGA并行工作,运行频率高,时间精度高,可以精细地控制每个输出信号之间的相位关系。输出信号处理电路中所选AD采样芯片可以实时控制相关双采样的采样时间,调试简单。Camera Link通信接口时序简单,传输速率高,适合相机信号的实时传输,同时可以在上位机上保存原始数据,方便后期对数据进行分析。完成电路设计后,结合数模混合电路的调试经验,完成了电路的调试,使得系统中的信号满足设计要求。系统测试结束后,通过图像采集卡对图像进行采集,可以实现25帧频的实时成像,高信噪比,实时成像。
二、微光CCD相机的噪声分析与处理（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微光CCD相机的噪声分析与处理（论文提纲范文）
（1）微光相机电子学性能评测系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 微光相机性能评测的研究背景及意义 |
| 1.1.2 微光相机性能评测的国内外现状 |
| 1.1.3 微光相机的发展方向及对性能评测的影响 |
| 1.2 本文的主要工作及创新点 |
| 2 微光相机电子学性能参数研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微光相机数学模型 |
| 2.2.1 普通CCD/CMOS的数学模型 |
| 2.2.2 微光相机的数学模型 |
| 2.3 光子-噪声传递方法和转换增益 |
| 2.4 微光相机成像电子学评测方法 |
| 2.4.1 光电性能参数 |
| 2.4.2 光谱性能参数 |
| 2.4.3 倍增性能参数 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 微光相机评测系统搭建 |
| 3.0 引言 |
| 3.1 评测系统硬件结构设计 |
| 3.1.1 系统总体结构 |
| 3.1.2 均匀光模块 |
| 3.1.3 暗环境模块 |
| 3.1.4 单色光模块 |
| 3.2 评测方法优化及自动化软件设计 |
| 3.2.1 光电性能参数评测流程 |
| 3.2.2 光谱性能参数评测流程 |
| 3.2.3 倍增性能参数评测流程 |
| 3.3 评测系统实验验证 |
| 3.3.1 评测系统实现情况 |
| 3.3.2 评测方法准确性 |
| 3.3.3 评测系统高效性 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 图像去噪算法对电子学噪声测试的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 图像去噪算法对成像电子学评测方法的影响 |
| 4.2.1 成像电子学评测方法成立的三个核心要素 |
| 4.2.2 图像去噪算法对三个核心要素的影响 |
| 4.3 图像去噪算法对平场图像的影响 |
| 4.3.1 图像去噪算法的选择 |
| 4.3.2 对平场图像的影响 |
| 4.4 微光相机的实测结果 |
| 4.4.1 转换增益测试结果 |
| 4.4.2 电子学噪声测试结果 |
| 4.4.3 测试结果分析 |
| 4.4.4 测试误差修正 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 彩色微光相机微光色彩评价研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 彩色微光相机色彩评价指标 |
| 5.2.1 三通道量子效率 |
| 5.2.2 CIE-LAB色差 |
| 5.2.3 CIEDE2000 色差 |
| 5.3 彩色微光相机色彩评价实验 |
| 5.3.1 三通道量子效率实验 |
| 5.3.2 微光环境色差实验 |
| 5.3.3 倍增增益色差实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（2）微光遥感仿真成像及特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 遥感成像技术发展现状 |
| 1.2.2 遥感成像仿真技术发展概述 |
| 第2章 微光场景生成 |
| 2.1 微光场景生成方案 |
| 2.2 入瞳辐亮度计算 |
| 2.2.1 大气中辐射传输模型 |
| 2.2.2 基于MODTRAN计算入瞳辐亮度 |
| 2.2.3 场景亮度动态范围 |
| 2.3 微光场景数据库 |
| 2.3.1 光生电子数计算 |
| 2.3.2 微光场景数值计算 |
| 2.3.3 场景亮度动态范围数值计算 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 微光探测器特性仿真分析 |
| 3.1 微光探测器 |
| 3.1.1 微光探测器发展概述 |
| 3.1.2 微光探测器选型 |
| 3.2 微光探测器信噪比建模 |
| 3.2.1 散粒噪声 |
| 3.2.2 暗电流噪声 |
| 3.2.3 读出噪声 |
| 3.2.4 总噪声 |
| 3.2.5 信噪比 |
| 3.3 信噪比数值计算 |
| 3.3.1 低噪声参数 |
| 3.3.2 高噪声参数 |
| 3.3.3 信噪比不同的图像比较 |
| 3.4 光生电子数数值计算 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 微光遥感全链路建模 |
| 4.1 图像到图像的仿真模型 |
| 4.2 遥感成像链路中MTF退化模型 |
| 4.2.1 大气湍流 |
| 4.2.2 光学系统 |
| 4.2.3 探测器 |
| 4.2.4 平台振颤 |
| 4.2.5 系统总MTF |
| 4.3 线性移不变图像仿真 |
| 4.4 线性移变图像退化模型 |
| 4.4.1 基于稀疏矩阵的线性移变系统模型 |
| 4.4.2 线性移变图像退化及复原 |
| 4.5 线性移变图像退化仿真 |
| 4.6 微光图像仿真效果评价 |
| 4.6.1 结构相似度指标 |
| 4.6.2 仿真效果评价 |
| 第5章 仿真软件及典型工况测试 |
| 5.1 仿真软件功能指标 |
| 5.2 软件设计 |
| 5.3 典型工况下的图像仿真 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 后续研究计划 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文 |
（3）基于单光子探测的高分辨率激光主动成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 单光子探测技术的研究现状 |
| 1.2.1 光电倍增管 |
| 1.2.2 单光子雪崩光电二极管 |
| 1.3 激光主动成像技术的研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 单光子成像原理及实现方法 |
| 2.1 单光子成像原理 |
| 2.1.1 像增强器 |
| 2.1.2 高速相机 |
| 2.2 质心提取算法 |
| 2.3 单光子探测系统的增益和噪声 |
| 2.3.1 增益分析 |
| 2.3.2 噪声分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 质心提取算法及连续光照明单光子成像 |
| 3.1 优化质心提取算法 |
| 3.2 单光子成像实验 |
| 3.2.1 单光子成像实验装置 |
| 3.2.2 质心提取效果 |
| 3.3 连续光照明单光子成像实验 |
| 3.3.1 探测系统背景噪声 |
| 3.3.2 系统分辨率 |
| 3.3.3 亚像素分辨成像实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于距离选通的激光主动单光子成像 |
| 4.1 激光主动成像实验系统 |
| 4.2 激光距离选通 |
| 4.2.1 激光距离选通原理 |
| 4.2.2 激光距离选通实验 |
| 4.2.3 实验结果 |
| 4.3 提高距离分辨力 |
| 4.3.1 实验过程 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）制冷型EMCCD相机设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 微光夜视技术 |
| 1.2 微光夜视器件 |
| 1.3 国内外发展现状 |
| 1.4 论文主要内容及结构 |
| 2 EMCCD相机设计方案 |
| 2.1 EMCCD原理 |
| 2.2 EMCCD噪声分析 |
| 2.3 制冷型EMCCD相机设计 |
| 3 制冷型EMCCD相机电路设计 |
| 3.1 CCD216 芯片特点 |
| 3.2 驱动电路设计 |
| 3.2.1 时钟驱动电路设计 |
| 3.2.2 直流偏置电路设计 |
| 3.2.3 倍增电路设计 |
| 3.3 采样电路设计 |
| 3.3.1 信号预处理电路设计 |
| 3.3.2 AD采样模块电路设计 |
| 3.4 温控电路设计 |
| 3.5 成像及串口电路设计 |
| 3.5.1 成像电路设计 |
| 3.5.2 串口电路设计 |
| 3.6 电源电路设计 |
| 3.7 板级设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 制冷型EMCCD相机数字电路配置 |
| 4.1 FPGA电路设计 |
| 4.2 驱动模块时序设计 |
| 4.2.1 时钟驱动模块时序设计 |
| 4.2.2 直流偏置模块时序设计 |
| 4.2.3 倍增模块时序设计 |
| 4.3 采样模块时序设计 |
| 4.4 温控模块时序设计 |
| 4.5 成像及串口模块时序设计 |
| 4.5.1 成像模块时序设计 |
| 4.5.2 串口模块设计 |
| 4.6 数据处理模块设计 |
| 4.7 复位及简单时序约束 |
| 4.7.1 复位设计 |
| 4.7.2 简单时序约束设计 |
| 4.8 自动增益设计 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 EMCCD相机整机测试 |
| 5.1 EMCCD输出测试 |
| 5.2 EMCCD成像测试 |
| 5.3 EMCCD电子倍增测试 |
| 5.4 EMCCD制冷效果测试 |
| 5.5 EMCCD自动增益效果测试 |
| 6 工作总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）提高图像灰阶分辨率的方法及其质量评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高质量图像的获取方法研究现状 |
| 1.2.2 图像质量评估方法研究现状 |
| 1.3 本文的研究目的和意义 |
| 1.4 本文的主要内容与结构安排 |
| 第2章 基本理论与方法 |
| 2.1 图像传感器 |
| 2.1.1 概述 |
| 2.1.2 性能参数与噪声分析 |
| 2.2 数字图像的采样与量化 |
| 2.3 帧累加技术 |
| 2.4 图像质量评估方法 |
| 2.4.1 全参考图像质量评估方法 |
| 2.4.2 无参考图像质量评估方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于帧累加图像的质量评估指标 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 均值信噪比的提出 |
| 3.3 实验验证 |
| 3.3.1 实验装置的设计 |
| 3.3.2 实验步骤 |
| 3.3.3 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 利用合适范围的锯齿波光照强度照明 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 选择合适范围的锯齿波光照强度的可行性分析 |
| 4.2.1 锯齿波照明技术 |
| 4.2.2 影响图像质量的噪声分析 |
| 4.2.3 锯齿波光照强度范围的选择 |
| 4.3 实验验证 |
| 4.3.1 实验系统设计 |
| 4.3.2 实验步骤 |
| 4.3.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 图像过采样和下抽样技术的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 过采样与下抽样技术的原理分析 |
| 5.2.1 过采样与下抽样技术的含义 |
| 5.2.2 过采样技术提高分辨率的原理 |
| 5.2.3 图像的过采样和下抽样技术 |
| 5.3 实验验证 |
| 5.3.1 实验设计与步骤 |
| 5.3.2 实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文的工作总结 |
| 6.2 论文研究的创新点 |
| 6.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）基于相位调制的计算式关联成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和研究意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内发展情况 |
| 1.2.3 计算式关联成像技术中目前存在的相关问题 |
| 1.3 本文的研究内容及章节安排 |
| 2 关联成像理论基础 |
| 2.1 光的相干性 |
| 2.1.1 光的一阶相干性 |
| 2.1.2 光的二阶相干性 |
| 2.1.3 范西特-泽尼克(Van Cittert-Zemike)定理 |
| 2.1.4 强度干涉仪 |
| 2.2 经典光源及其性质 |
| 2.2.1 热光源 |
| 2.2.2 赝热光源的统计性质 |
| 2.2.3 赝热光源的空间相干性质 |
| 2.3 关联成像系统 |
| 2.3.1 基于纠缠光子对的关联成像实验 |
| 2.3.2 基于赝热光场的经典关联成像原理 |
| 2.3.3 基于赝热光的经典关联成像实验 |
| 2.4 计算式关联成像 |
| 2.4.1 计算式关联成像基本原理 |
| 2.4.2 常用空间光调制设备 |
| 2.5 本章总结 |
| 3 基于准无衍射散斑的计算式关联成像 |
| 3.1 Bessel型光束和准无衍射(ND)散斑 |
| 3.1.1 Bessel型光束 |
| 3.1.2 准无衍射散斑 |
| 3.2 SLM的使用 |
| 3.2.1 SLM查找表生成方法 |
| 3.2.2 基于光栅相位的空间光调制方法 |
| 3.3 散斑的构造及其性质 |
| 3.3.1 构造散斑的实验系统 |
| 3.3.2 传统散斑和ND散斑的构成 |
| 3.3.3 两种散斑的自相关系数 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.4.1 基于ND散斑/传统散斑的计算式关联成像实验系统搭建 |
| 3.4.2 成像系统的空间分辨能力测试 |
| 3.4.3 成像系统景深测试 |
| 3.5 本章总结 |
| 4 深菲涅尔区中目标深度快速估计方法研究 |
| 4.1 深菲涅尔区的散斑性质和计算式关联成像离焦模型 |
| 4.1.1 深菲涅尔区的物理模型 |
| 4.1.2 深菲涅尔区的散斑性质 |
| 4.1.3 计算式关联成像在深菲涅尔区中的离焦模型 |
| 4.2 重构图像流程及离焦图像质量评价函数 |
| 4.2.1 实验系统 |
| 4.2.2 虚衍射光场计算方法 |
| 4.2.3 图像质量评价函数的选择以及性能分析 |
| 4.3 目标深度估计算法 |
| 4.3.1 目标深度估计算法设计 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.4 采样数对于目标深度估计算法的影响 |
| 4.5 本章总结 |
| 5 计算式关联成像系统在微光环境中的成像性质研究 |
| 5.1 微光环境中计算式关联成像信噪比模型 |
| 5.1.1 基于热光源的经典关联成像信噪比模型 |
| 5.1.2 含有器件噪声的计算式关联成像信噪比模型 |
| 5.2 EMCCD噪声模型 |
| 5.2.1 光子散粒噪声 |
| 5.2.2 暗电流噪声 |
| 5.2.3 时钟感生电荷噪声 |
| 5.2.4 噪声因子 |
| 5.2.5 读出噪声 |
| 5.2.6 基于EMCCD噪声模型的计算式关联成像信噪比模型 |
| 5.3 基于EMCCD,微光环境中计算式关联成像性质研究 |
| 5.3.1 实验系统的搭建 |
| 5.3.2 探测器增益对微光中计算式关联成像信噪比的影响 |
| 5.3.3 入射光强对于微光环境中计算式关联成像信噪比的影响 |
| 5.3.4 采样框大小对于微光环境中成像信噪比的影响 |
| 5.4 微光环境中计算式关联成像抗散射性能研究 |
| 5.5 本章总结 |
| 6 在固态散射环境中计算式关联成像抗散射性能研究 |
| 6.1 固态散射体传输矩阵的研究现状 |
| 6.1.1 复传输矩阵的发展 |
| 6.1.2 复传输矩阵的测量 |
| 6.2 离散型点散射函数 |
| 6.2.1 DPSF的构成 |
| 6.2.2 DPSF的测量方法 |
| 6.2.3 DPSF的测量结果 |
| 6.2.4 DPSF与复传输矩阵的比较 |
| 6.3 在固态散射环境中的计算式关联成像系统性质研究 |
| 6.3.1 固态散射体中基于DPSF的计算式关联成像模型 |
| 6.3.2 固态散射体中计算式关联成像结果 |
| 6.3.3 增加像素块大小对成像系统空间分辨能力的影响 |
| 6.4 本章总结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）空间高灵敏度大动态范围微光成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 微光遥感技术的应用背景 |
| 1.2 微光遥感技术的发展现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内发展现状 |
| 1.3 微光遥感技术的发展趋势及面临的挑战 |
| 1.3.1 微光遥感技术的发展趋势 |
| 1.3.2 微光遥感技术面临的挑战 |
| 1.4 本课题研究内容 |
| 第2章 低噪声微光探测技术研究 |
| 2.1 可用于微光遥感成像系统的低噪声图像传感器 |
| 2.1.1 ICCD图像传感器 |
| 2.1.2 EMCCD图像传感器 |
| 2.1.3 科学级CMOS图像传感器 |
| 2.1.4 适用于星载微光成像系统的图像传感器分析 |
| 2.2 基于sCMOS图像传感器微光成像系统噪声分析 |
| 2.2.1 sCMOS图像传感器微光成像系统时间噪声分析 |
| 2.2.2 sCMOS图像传感器微光成像系统时间噪声模型 |
| 2.3 基于sCMOS图像传感器微光成像系统噪声抑制技术 |
| 2.3.1 调整系统带宽抑制探测器读出噪声 |
| 2.3.2 调整系统增益降低列级电路噪声 |
| 2.3.3 探测器暗电流噪声抑制方法 |
| 2.4 随机行条纹噪声分析及抑制方法 |
| 2.4.1 基于sCMOS图像传感器的随机行条纹噪声分析 |
| 2.4.2 随机行条纹噪声抑制方法研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 微光成像系统灵敏度分析及评估方法研究 |
| 3.1 像元转换增益分析与测试 |
| 3.1.1 像元转换增益推导与分析 |
| 3.1.2 像元转换增益测试 |
| 3.2 系统噪声性能测试与结果分析 |
| 3.2.1 系统空间噪声测试与分析 |
| 3.2.2 系统时间噪声测试与分析 |
| 3.3 系统信噪比分析与提升方法研究 |
| 3.3.1 系统信噪比模型 |
| 3.3.2 系统信噪比实验室测试方法 |
| 3.3.3 系统信噪比提升方法研究 |
| 3.4 基于辐射定标的微光成像系统等效照度信噪比评估 |
| 3.4.1 实验室微光辐射定标方法 |
| 3.4.2 基于等效照度的夜天光信噪比估算 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高灵敏度大动态范围星载微光成像方法研究 |
| 4.1 高灵敏度大动态范围星载微光成像概述 |
| 4.2 数字域TDI微光成像方法 |
| 4.2.1 数字域TDI成像模式对图像传感器的需求 |
| 4.2.2 全局快门sCMOS图像传感器数字域TDI实现方法 |
| 4.3 数字域TDI微光成像系统特性分析与测试 |
| 4.3.1 数字域TDI微光成像系统灵敏度分析与测试 |
| 4.3.2 数字域TDI大动态范围微光成像方法 |
| 4.3.3 数字域TDI微光成像系统MTF分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 微光成像实验与分析 |
| 5.1 高灵敏低噪声sCMOS图像传感器微光成像系统 |
| 5.2 微光外景成像实验与结果分析 |
| 5.3 数字域TDI微光成像实验与结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）ICCD微光图像处理及在图像融合中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.1.1 微光成像相关背景 |
| 1.1.2 ICCD的典型应用 |
| 1.1.3 课题的研究意义 |
| 1.2 ICCD微光图像处理及图像融合研究现状 |
| 1.2.1 ICCD器件国内外发展现状 |
| 1.2.2 图像增强技术研究现状 |
| 1.2.3 图像超分辨率重建技术研究现状 |
| 1.2.4 图像融合技术研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 ICCD微光图像质量影响因素及评价方法 |
| 2.1 ICCD成像系统架构 |
| 2.2 ICCD成像环节对图像质量的影响分析 |
| 2.2.1 环境照度 |
| 2.2.2 前端光学系统 |
| 2.2.3 光阴极 |
| 2.2.4 MCP |
| 2.2.5 弥散 |
| 2.2.6 荧光屏 |
| 2.2.7 耦合方式 |
| 2.2.8 CCD传感器 |
| 2.3 ICCD微光图像质量评价方法 |
| 2.3.1 主观评价方法 |
| 2.3.2 客观评价方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于分层切片光子筛选及弥散抑制的ICCD微光图像增强 |
| 3.1 经典微光图像增强算法 |
| 3.1.1 改进的空域滤波法 |
| 3.1.2 灰度分段变换法 |
| 3.1.3 帧积分法 |
| 3.2 分层切片光子筛选及弥散抑制 |
| 3.2.1 积分时间时域细分 |
| 3.2.2 多层切片 |
| 3.2.3 光子筛选 |
| 3.2.4 增强实现 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.3.1 短积分时间增强效果对比分析 |
| 3.3.2 长积分时间增强效果对比分析 |
| 3.3.3 帧平均增强效果对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于约束光子筛选及可调加权定位的ICCD微光图像超分辨率重建 |
| 4.1 图像超分辨率重建方法 |
| 4.1.1 基于序列图像的经典超分辨率算法 |
| 4.1.2 基于字典学习和深度神经网络的超分辨率算法 |
| 4.2 积分时间自适应时域细分 |
| 4.3 基于约束的光子筛选 |
| 4.3.1 光子图像预处理 |
| 4.3.2 光子筛选的约束规则 |
| 4.4 基于可调加权的光子定位 |
| 4.5 实验结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 超分辨率微光图像在图像融合中的应用 |
| 5.1 基于辐射出射度的微光与红外成像差异分析 |
| 5.2 微光与红外图像融合及评价方法 |
| 5.2.1 图像配准方法 |
| 5.2.2 微光与红外图像融合算法 |
| 5.2.3 融合图像质量评价方法 |
| 5.3 微光与红外图像融合实验与结果分析 |
| 5.3.1 微光与红外图像预处理 |
| 5.3.2 微光与红外图像配准 |
| 5.3.3 融合结果对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文主要研究内容 |
| 6.2 论文主要创新点 |
| 6.3 进一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间取得的学术成果 |
（9）强激光参数测量中的科学级CCD相机设计及其应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外目前研究现状 |
| 1.3 本文研究的内容及意义 |
| 1.4 文章的主要内容及组织结构 |
| 第二章 科学级CCD相机特性及图像采集系统设计研究 |
| 2.1 CCD传感器特性研究及选型 |
| 2.1.1 CCD电荷的产生 |
| 2.1.2 CCD电荷的存储 |
| 2.1.3 CCD电荷的转移及检测 |
| 2.2 CCD的噪声 |
| 2.3 科学级CCD相机的特点 |
| 2.4 CCD芯片的选型研究 |
| 2.4.1 高功率脉冲激光对CCD的作用现象 |
| 2.4.2 CCD芯片的选择 |
| 2.5 CCD相机图像采集系统软硬件设计研究 |
| 2.5.1 主要设计指标及功能 |
| 2.5.2 系统设计方案 |
| 2.5.3 系统硬件选型及设计研究 |
| 2.5.3.1 CCD传感器 |
| 2.5.3.2 CCD驱动器 |
| 2.5.3.3 前置放大电路 |
| 2.5.3.4 A/D转换 |
| 2.5.3.5 数据存储芯片选择及实现 |
| 2.5.3.6 网络传输 |
| 2.5.3.7 FPGA控制系统 |
| 2.5.3.8 系统电源 |
| 2.5.4 系统噪声仿真与分析 |
| 2.5.4.1 本设计相机的噪声计算 |
| 2.5.4.2 前级放大的噪声模型 |
| 2.5.4.3 噪声的仿真 |
| 2.5.5 系统PCB设计 |
| 2.5.5.1 控制存储模块 |
| 2.5.5.2 网络传输模块 |
| 2.5.5.3 CCD电源模块 |
| 2.5.5.4 CCD芯片模块 |
| 2.5.6 系统软件设计 |
| 2.5.6.1 软件的分类及流程 |
| 2.5.6.2 上位机软件 |
| 2.5.7 FPGA设计中的关键技术研究-低频采高频信号 |
| 2.5.8 CCD相机散热研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 科学级CCD相机标定方法及标定结果 |
| 3.1 科学级CCD相机标定系统设计 |
| 3.1.1 光能量控制系统 |
| 3.1.2 标定流程 |
| 3.2 科学级CCD相机的指标定义 |
| 3.3 影响对比度测量的因素分析 |
| 3.3.1 灰度场对比度与光场对比度的转换 |
| 3.3.2 线性模型的假设下 |
| 3.3.3 非线性模型的假设下 |
| 3.3.4 光噪声与CCD相机测量噪声不独立的情况下的近似处理 |
| 3.4 测试数据的获取及科学级CCD相机指标计算及标定结果 |
| 3.4.1 科学级CCD相机光学动态范围及光电响应非线性度标定 |
| 3.4.2 科学级CCD相机其他指标的计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 强激光参数测量中科学级CCD噪声分析处理研究 |
| 4.1 CCD相机噪声分类 |
| 4.2 科学级CCD相机噪声测试 |
| 4.2.1 测试系统及测试数据的获得 |
| 4.2.2 时间噪声 |
| 4.2.3 空间噪声 |
| 4.2.4 总噪声 |
| 4.3 脉冲激光下噪声的测试及计算 |
| 4.3.1 科学级CCD噪声分布模型 |
| 4.3.1.1 时间噪声的分布模型 |
| 4.3.1.2 空间噪声的分布模型 |
| 4.4 科学级CCD降噪 |
| 4.4.1 基于非抽样离散小波变换去除时间噪声 |
| 4.4.2 CCD相机非均匀性的校正 |
| 4.4.2.1 科学级CCD非均匀性分析及校正模型的建立 |
| 4.4.2.2 基于线性非时变校正模型的非均匀性校正算法 |
| 4.4.2.3 校正系数的有效使用条件 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 科学级CCD相机在激光测量中的能量测量研究 |
| 5.1 科学级CCD相机进行光场能量测量研究 |
| 5.1.1 能量计测量原理与CCD测量原理对比 |
| 5.1.2 CCD相机能量测量方法 |
| 5.1.2.1 测量原理 |
| 5.1.2.2 测量方案 |
| 5.1.3 离线标定实验装置及数据分析 |
| 5.1.3.1 固定衰减片衰减倍率的标定及精度分析 |
| 5.1.3.2 科学CCD相机响应能量的标定及精度分析 |
| 5.2 本章小结 |
| 第六章 远场焦斑测量中大动态范围测量的实现方法研究 |
| 6.1 纹影法测量的原理 |
| 6.2 焦斑重构方法 |
| 6.2.1 灰度匹配 |
| 6.2.2 光斑对心 |
| 6.3 测量中参数的标定 |
| 6.3.1 CCD相机响应不一致性的标定 |
| 6.3.2 光斑放大系数及光强相对放大系数标定 |
| 6.4 图像的合并及结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）EMCCD成像组件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 微光夜视成像技术 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.3 微光夜视成像研究的意义 |
| 1.4 研究内容及论文结构 |
| 2 EMCCD成像组件电路方案设计 |
| 2.1 EMCCD工作原理 |
| 2.2 微光技术说明 |
| 2.2.1 简介 |
| 2.2.2 时钟波形和时序 |
| 2.2.3 工作电压 |
| 2.3 EMCCD成像组件电路方案设计 |
| 2.3.1 EMCCD数字控制电路 |
| 2.3.2 EMCCD驱动电路 |
| 2.3.3 EMCCD输出信号处理电路 |
| 2.3.4 EMCCD图像采集输出电路 |
| 2.3.5 EMCCD电源处理电路 |
| 2.3.6 EMCCD辅助模块 |
| 3 EMCCD成像组件驱动与硬件电路设计 |
| 3.1 CCD97芯片特性 |
| 3.2 驱动信号特性 |
| 3.2.1 时钟驱动信号特性 |
| 3.2.2 直流偏置电压特性 |
| 3.3 EMCCD硬件电路设计 |
| 3.3.1 时钟驱动电路整体设计 |
| 3.3.2 倍增时钟驱动电路 |
| 3.3.3 FPGA电路 |
| 3.3.4 串口电路 |
| 3.3.5 CCD及其信号调理电路 |
| 3.3.6 AD转换电路 |
| 3.3.7 图像采集接口电路 |
| 3.3.8 电源处理电路 |
| 3.3.9 其他电路模块 |
| 4 EMCCD成像组件软件设计 |
| 4.1 软件构架 |
| 4.2 时钟更改模块 |
| 4.2.1 软件流程 |
| 4.2.2 仿真结果 |
| 4.3 CCD时序生成模块 |
| 4.3.1 软件流程 |
| 4.3.2 仿真结果 |
| 4.4 AD工作模块 |
| 4.4.1 软件流程 |
| 4.4.2 仿真结果 |
| 4.5 数传输出模块 |
| 4.6 串口通讯模块 |
| 5 系统板级设计与调试 |
| 5.1 电路设计常见信号完整性问题与抑制方法 |
| 5.1.1 信号反射 |
| 5.1.2 信号串扰 |
| 5.1.3 轨道塌陷 |
| 5.2 电路板层叠设计 |
| 5.2.1 阻抗控制 |
| 5.2.2 终端匹配 |
| 5.2.3 数字地和模拟地的划分 |
| 5.3 系统设计总结与信号调试 |
| 5.3.1 信号测试 |
| 6 系统成像实验 |
| 6.1 EMCCD电子倍增效果测试 |
| 6.2 EMCCD积分时间效果测试 |
| 7 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、微光CCD相机的噪声分析与处理（论文参考文献）
- [1]微光相机电子学性能评测系统[D]. 许航. 南京理工大学, 2020(01)
- [2]微光遥感仿真成像及特性分析[D]. 米小什. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2019(05)
- [3]基于单光子探测的高分辨率激光主动成像技术研究[D]. 宋亚茹. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [4]制冷型EMCCD相机设计[D]. 陈光阳. 南京理工大学, 2019(06)
- [5]提高图像灰阶分辨率的方法及其质量评估[D]. 于建萍. 天津大学, 2018(06)
- [6]基于相位调制的计算式关联成像技术研究[D]. 何睿清. 南京理工大学, 2019(06)
- [7]空间高灵敏度大动态范围微光成像技术研究[D]. 张元涛. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2018(05)
- [8]ICCD微光图像处理及在图像融合中的应用研究[D]. 英昌盛. 长春理工大学, 2018(01)
- [9]强激光参数测量中的科学级CCD相机设计及其应用研究[D]. 蔺辉. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2017(06)
- [10]EMCCD成像组件研究[D]. 王成. 南京理工大学, 2017(07)