1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
对红外探测器在低温背景下的噪声模型及特性进行了分析与实验研究。利用探测器噪声四参数法计算模型与方法; 搭建实验平台对红外探测器在不同低温背景温度下的性能进行测试, 得到红外探测器的低频时间噪声, 高频时间噪声, 低频空间噪声各自与温度、积分时间的关系。实验表明: 在一定温度区间内, 低频时间噪声表现出较强的温度相关性, 低频空间噪声表现出较明显非线性响应特性, 高频空间噪声表现出积分时间相关性。
制冷型红外探测器 时间噪声 空间噪声 深空环境 cooled infrared detector temporal noise spatial noise deep space environment 红外与激光工程
2017, 46(3): 0304003
海表红外辐射及其变化是进行全天时海事活动(如水下目标运动特性)监测的重要因素，随着应用的深入，对探测灵敏度需求越来越高。提出了一种高灵敏度海洋热红外遥感技术，引入综合时间噪声和空间噪声影响的时空NETD指标进行性能评价。通过像素级数字积分探测技术，提高系统的电荷处理能力，使时间NETD提高到毫开量级; 通过基于场景的自适应非均匀性校正技术，抑制非均匀性对辐射分辨率的衰减，使残余空间噪声接近或小于时间噪声水平。基于成像全链路信噪比模型进行仿真分析，最终实现了时空NETD优于10mK，为海表红外辐射及其变化的高灵敏度探测提供可靠遥感图像。
热红外 高灵敏度 时间噪声 空间噪声 非均匀性校正 thermal infrared high sensitivity temporal noise spatial noise nonuniformity correction
1 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
2 西北大学信息科学与技术学院, 陕西 西安 710127
噪声等效温差（ NETD）是热像仪主要性能参数之一。对空间噪声等效温差（ spatial-NETD）的测试方法进行研究, 完善空间噪声等效温差测试技术, 并对测试结果进行分析比较, 指出空间噪声等效温差测试的重要性, 为空间噪声等效温差在热像仪性能测试中的应用提供依据。
噪声等效温差 时间噪声等效温差 空间噪声等效温差 信号传递函数 noise equivalent temperature difference temporal noise equivalent temperature difference spatial noise equivalent temperature difference signal transfer function
传统3D噪声模型将噪声分解为8个部分, 使复杂的噪声现象变得容易理解, 然而这个模型没有准确的噪声分离方法和物理机理阐述。因此提出一种改进的探测器噪声分离和量化方法：噪声频域分析方法。这种方法将多帧噪声数据在空间和时间上分离为11个部分, 并通过仿真实验分析各部分噪声对成像画面影响的强弱顺序, 同时指出了每部分噪声的物理机理。噪声频域分析为红外探测器建立了一个完整的噪声模型, 对理解红外探测器噪声特性、产生机理, 及有针对性地进行噪声处理指明了方向。
非制冷焦平面 红外探测器 空间噪声 时间噪声 噪声模型 uncooled IRFPA IR detector FPN temporal noise noise model
1 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
针对长波红外系统中普遍存在的噪声大和信噪比低的问题，重点阐述三维噪声模型的理论分析方法，并设计了一套长波红外噪声测试系统。在不同积分时间下对不同温度的黑体连续采集图像数据，通过图像数据计算出三维噪声模型中噪声分量的数值，深入地分析了各噪声分量对系统信噪比的影响，发现长波红外系统的主导噪声为行列非均匀性所产生的噪声，空间噪声比时间噪声更为严重，成为限制系统信噪比的重要因素，为长波红外系统信噪比的提高提供了理论依据。
长波红外 三维噪声模型 空间噪声 时间噪声 信噪比 LWIR 3D noise model temporal noise spatial noise SNR
1 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
2 中国人民解放军94303部队, 山东 潍坊 261051
凝视阵列型热像仪的空间噪声制约着热像仪对远距离目标的探测、分辨、跟踪性能。为解决热像仪空间噪声实际测量问题, 分析了热像仪的空间噪声测量原理, 给出了热像仪基于信号传递函数的空间噪声测量数学模型, 介绍了热像仪某一组、某一区域或全部像素如何剔除时间域NETD, 再通过统计计算得到其空间NETD的数学模型。对制冷型MCT320×256凝视列阵热像仪的SiTF和空间NETD进行测量, 当背景黑体温度为5 ℃时, FOV区域中心信号传递函数(SiTF)为27.29 mV/℃, NETD为0.128 ℃, 20 ℃时FOV区域中心SiTF为29.03 ℃, NETD为0.121 ℃。测量结果表明: 该方法可评估空间噪声对热像仪性能的影响。
红外热像仪 空间噪声 固定模式噪声 时间噪声 infrared thermal imager spatial noise fixed pattern noise temporal noise NETD noise equivalent temperature difference
电子科技大学光电信息学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川 成都 610054
基于3D噪声模型对非制冷红外读出电路噪声产生的原因进行分析，重点阐述了三维噪声的理论框架与分析方法，分析各噪声因子的含义以及产生原因，并给出计算方法，对读出电路各种噪声分量的产生进行了深入的分析。并基于此模型对阵列大小为320×240非制冷红外焦平面阵列进行分析，计算出各噪声因子的大小，得出了噪声产生的主要原因，为焦平面阵列性能的提高与评估提供了理论依据。
三维噪声 时间噪声 空间噪声 非制冷红外焦平面 three-dimension noise temporal noise spatial noise UIRFPA
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119
2 中国科学院研究生院，北京 100039
3 长安大学 信息工程学院,西安 710119
针对基于双近贴式X射线像增强器的射线成像系统，提出了该系统的三维噪音测试及分析方法.分析了各噪音因子的含义，用三维曲线描绘出空间域和时间域噪音的分布情况，结合数字图像处理技术，测量了双近贴式X射线像增强器成像系统在微焦斑射线源四种照射条件下的三维噪音，并对其结果进行分析.分析表明,其结果与双近贴式X射线像增强器成像系统实际性能相吻合.
X射线像增强器 三维噪音 空间噪音 时间噪音 射线成像系统 X-ray image intensifier 3-D noise Spatial noise Temporal noise Radiography
1 中国科学院 光电技术研究所，四川 成都 610209
2 四川理工学院，四川 自贡 643000
在用CCD相机进行目标探测时，多数情况下目标的背景具有一定的照度，这个照度会对探测结果产生影响。为了了解背景对探测结果的影响，通过建立CCD相机三维噪声模型及其测试系统，在不同光照条件下对CCD相机的时间噪声和空间噪声进行了测量与分析。给出了测试系统的结构框图和部分测试结果，得到了对CCD输出质量产生主要影响的噪声以及时间噪声和空间噪声随光照度变化的规律。测试结果表明：随着CCD相机光敏面光照度的提高，空间噪声和时间噪声均升高，符合CCD相机的实际性能。
CCD相机 时间噪声 空间噪声 三维噪声 CCD camera temporal noise spatial noise 3-D noise
张晨 1,2,3,4,*沈绪榜 1,2,3,4陈朝阳 1,2,3,4
1 华中科技大学图像识别与人工智能研究所
2 湖北
3 武汉
4 430074
恒星探测极限是星跟踪器的一个关键参数,在导航星库的建立和星图识别过程中起着重要作用.根据恒星辐射模型和CMOS有源像素传感器的噪声计算模型,提出了一种在给定信噪比和有源像素传感器噪声条件下,计算星跟踪器恒星探测极限的方法.该方法利用单位时间内、单位面积上有源像素传感器对0星等恒星的响应来求取恒星探测极限.最后,在信噪比为8的条件下,结合星跟踪器的有关参数给出了一个计算恒星探测极限的具体实例.
探测极限 有源像素传感器 恒星辐射 随机噪声 Detection limit Active pixel sensor Stellar radiation Temporal noise
