1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 通用光学定标与表征技术重点实验室, 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 合肥 230026
为了有效校正星载偏振相机成像时太阳耀斑区产生的拖尾，以高分五号卫星多角度偏振成像仪为例，结合多角度偏振成像仪在轨成像特点，理论分析了图像获取过程中拖尾产生的机理.建立了光斑区不含饱和像元情况下能够有效对漏光拖尾进行校正的矩阵法与暗行法校正模型，以及光斑区全像元饱和情况下结合矩阵法与暗行法估计光斑区饱和像元强度的遗留拖尾校正模型，该算法充分考虑了强光饱和条件下太阳耀斑区产生的漏光拖尾与遗留拖尾.利用实验室积分球光源成像光斑模拟在轨运行时遥感图像太阳耀斑开展拖尾校正方法可行性验证实验.实验结果表明，该方法不仅能有效去除图像中的拖尾噪声，提高图像质量，而且能够对光斑饱和像元强度进行有效估计.最后，分析多角度偏振成像仪在轨成像图中耀斑区拖尾对其辐亮度测量精度的影响，分析结果表明，拖尾校正前后，灰度方差由202.69×106下降至2.32×106，平均梯度由5.08×10-1下降至2.26×10-1.
偏振相机 太阳耀斑 漏光拖尾 遗留拖尾 饱和 测量精度 Polarization camera Sun glint Light leakage smear Legacy smear Saturation Measurement accuracy
1 北京理工大学 光电学院 纳米光子学与超精密光电系统北京市重点实验室, 北京 100081
2 华东光电集成器件研究所, 江苏 苏州 215163
3 中国兵器科学研究院, 北京 100089
针对帧转移结构电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)对高速运动目标成像模糊、高亮度目标成像饱和且细节缺失的问题, 提出了利用抗光晕通道倾泻多余电荷和外部时序控制的电子快门方法, 通过帧转移时序将感光区电荷转移到与存储区相邻的抗光晕沟道进行倾泻, 实现标准视频连续输出中1/25~1/1 000 s连续可调的电子快门, 并推导了抗光晕漏极最大倾泻电流与光照强度之间的数学关系式; 使用FPGA硬件图像处理消除了曝光时间缩短引起的漏光-拖尾(smear)效应; 采用带有抗光晕结构的帧转移EMCCD开发了原理相机进行实验验证。结果表明, 通过该方法控制电子快门可以有效降低旋转运动目标的成像模糊, 并实现夜间的高动态范围夜视成像, 显著提升图像细节。
电子快门 抗光晕通道 漏光-拖尾效应 高动态范围图像 EMCCD EMCCD electronic shutter anti-blooming channel smear effect high dynamic range imaging 红外与激光工程
2018, 47(6): 0620001
