[发明专利]一种TDICMOS探测器的非均匀校正方法

权利要求书

1.一种TDICMOS探测器的非均匀校正方法，包括对暗场下的成像参数测试和亮场下的成像参数测试，获得最终的校正系数；具体由以下步骤实现：

步骤一、进行暗场下的成像参数测试过程，具体为：

步骤一一、不开积分球，将TDICMOS探测器置于温度控制器内，调节温度控制器，将温度控制在预期的温度，将所述TDICMOS探测器的积分级数分别设置为最大积分级数k_TDImax和最小积分级数k_TDImin，TDICMOS探测器的单级积分时间按照预期行周期t_{int_normal}设置固定不变，预期像素增益k_{pixel_normal}和预期PGA增益k_{amp_norma}保持不变，测量对应各像素的最大灰度值DN_darkimax和最小灰度值DN_darkimin；

步骤一二、计算在所述预期温度和预期行周期t_{int_normal}下第i个像素的暗电流为：

式中，DN_{darkimax_normal}为在预期温度、预期行周期、预期单级积分时间、预期像素增益和预期PGA增益以及最大积分级数下的第i个像素暗场DN值；DN_{darkimin_norma}为在预期温度、预期行周期、预期单级积分时间、预期像素增益和预期PGA增益以及最小积分级数下的第i个像素暗场DN值；

进一步获得在预期温度和预期行周期下的平均暗电流为：

式中，DN_{darkmax_ave_normal}为在预期温度、预期行周期、预期单级积分时间、预期像素增益和预期PGA增益以及最大积分级数下的平均暗场DN值；DN_{darkmin_ave_nor}为在预期温度、预期行周期、预期单级积分时间、预期像素增益和预期PGA增益以及最小积分级数下的平均暗场DN值；

步骤一三、计算第i个像素的温度点t_θ在预期行周期下的暗电流为：

式中，为在温度点t_θ、预期行周期、预期单级积分时间、预期像素增益和预期PGA增益以及最大积分级数下的第i个像素暗场DN值；为在温度点t_θ、预期行周期、预期单级积分时间、预期像素增益和预期PGA增益以及最小积分级数下的第i个像素暗场DN值；

则温度点t_θ在预期行周期下的平均暗电流为：

式中，为在温度点t_θ、预期行周期、预期单级积分时间、预期像素增益和预期PGA增益以及最大积分级数下的平均暗场DN值；为在温度点t_θ、预期行周期、预期单级积分时间、预期像素增益和预期PGA增益以及最小积分级数下的平均暗场DN值；

则第i个像素在温度点t_θ相对预期温度的暗电流偏差系数为：

步骤一四、通过下公式获取不同积分级数k_TDIi、不同行周期长度t_int、不同像素增益k_pixelj和PGA增益k_ampk下的暗场DN值偏差ψ_i；

ψ_i＝(I_{dark_ave}-I_darki)×k_TDI×t_int×k_pixel×k_amp×t_θ

式中，I_darki为第i个像素的暗电流，k_TDI为探测器的积分级数，k_pixel为探测器的像素增益，k_amp为探测器的PGA增益；

步骤二、进行所述亮场下的成像参数测试，计算校正系数，具体过程为：

步骤二一、打开积分球，设定积分球输出的光能量L_p，p为光能量点个数；将TDICMOS探测器置于温度控制器内，调节温度控制器，将温度控制在的预期工作温度点t_normal，设定探测器的预期积分级数为k_{TDI_normal}，探测器的单级积分时间按照预期行周期t_{int_normal}设置固定不变，预期像素增益k_{pixel_normal}和预期PGA增益k_{amp_normal}保持不变，测量对应第i个像素的灰度值DN_{normal_pi}，计算探测器各像素在预期工作温度、单级积分时间以及成像参数下的拟合响应斜率系数k_{normal_i}和平均响应斜率系数k_{normal_average}，获得计算第i个像素的响应校正系数k_{normal_jiaozheng_i}；

第i个像素的灰度值DN_{normal_pi}为：

DN_{normal_pi}＝k_{normal_i}×L_p+b_{normal_i}

式中，k_{normal_i}为第i个像素的拟合响应斜率系数，b_{normal_i}为第i个像素的偏置，

计算所有像素的平均灰度值DN_{normal_p_average}为：

DN_{normal_p_average}＝k_{normal_average}×L_p+b_{normal_average}

式中，k_{normal_average}为所有像素的拟合响应斜率系数，b_{normal_average}为所有像素的偏置平均值；

计算第i个像素的响应校正系数k_{normal_jiaozheng_i}：

步骤二二、改变步骤二一中的TDICMOS探测器的积分级数为k_{TDI_m}，测量积分球输出不同的光能量下除预期积分级数k_{TDI_normal}下的响应校正系数k_{TDI_jiaozheng_mi}，获得m-1个积分级数下的相对响应校正系数：

改变步骤二一中的TDICMOS探测器的像素增益为k_{pixel_n}，测量积分球输出不同的光能量下除预期像素增益k_{pixel_normal}的响应校正系数k_{pixel_jiaozheng_ni}，获得n-1个像素增益下的相对响应校正系数：

改变步骤二一中的TDICMOS探测器的PGA增益为k_{amp_r}，测量积分球输出不同的光能量下除预期PGA增益k_{amp_normal}下的响应校正系数k_{amp_jiaozheng_ri}，获得r-1个PGA增益下的相对响应校正系数：

步骤三、计算最终的校正系数；

步骤三一、根据步骤二在亮场下成像测试，获得第i个像素的最终乘数校正系数k_{jiaozheng_i}，用下式表示为：

k_{jiaozheng_i}＝k_{normal_jiaozheng_i}×k_{TDI_xdjz_mi}×k_{pixel_xdjz_ni}×k_{amp_xdjz_ri}

步骤三二、在暗场测试下，计算第i个像素在当前的温度、积分时间、积分级数、像素增益和PGA增益下的暗场DN值DN_darkijk为：

DN_darkijk＝(DN_{imin_normal}-k_TDImin×t_{int_normal}×k_{pixel_normal}×k_{amp_normal})+I_darki×k_TDI×t_int×k_pixel×k_amp

式中，DN_{imin_normal}为第i个像素在预期行周期、预期单级积分时间、最小积分级数、预期像素增益和预期PGA增益下的暗场DN值；

步骤三三、根据步骤三一获得的最终乘数校正系数和步骤三二获得得暗场DN值DN_darkijk，获得偏置校正系数；

第i个像素的最终偏置校正系数b_{jiaozheng_i}为：

b_{jiaozheng_i}＝(b_{jiaozheng_ave}-k_{jiaozheng_i}×(b_{i_normal}+b_{normal_average}))

式中，b_{jiaozheng_ave}为平均的偏置校正系数，b_{i_normal}为在预期行周期、预期单级积分时间、预期积分级数、预期像素增益和预期PGA增益下的各像素偏置校正系数。

2.根据权利要求1所述的一种TDICMOS探测器的非均匀校正方法，其特征在于：包括TDICMOS数据校正系统，所述校正系统包括TDICMOS探测器、成像控制器、积分球以及图像数据采集及处理器；

所述成像控制器产生TDICMOS探测器工作所需的控制和驱动信号，TDICMOS探测器返回相关的状态信号，TDICMOS探测器输出的串行图像数据经成像控制器调理后，以并行图像数据的方式送入图像数据采集及处理器进行处理，实现成像参数和校正参数的计算，TDICMOS探测器和成像控制器放置在温度控制器内，实现恒定的温度控制。