[发明专利]帧转移CCD基于虚拟参考行的Smear校正方法

摘要

帧转移CCD基于虚拟参考行的Smear校正方法，属于光电探测技术领域，在基于参考行的技术路线中用“虚拟参考行”取代了暗参考行，解决了后者易受杂光污染的问题；在读取图像时采用了ROI读出技术，以尽可能地增加参考行的个数来提高Smear信号的信噪比；在读取虚拟参考行时，采用了多行片内合并技术以最大可能地提高信噪比，同时也使得本方法需要额外存储和处理数据量仅为一行。具体步骤为①帧转移，将需要读出的第一行转移至存储区的最下端；②清空水平读出寄存器；③读出ROI图像；④倾倒掉不需要读出的图像行和暗参考行；⑤清空水平读出寄存器；⑥多行合并后读出虚拟参考行；⑦暗信号校正；⑧提取Smear信号并校正图像。

主权项

帧转移CCD基于虚拟参考行的Smear校正方法，其特征是，定义虚拟参考行为在暗参考行之后、CCD器件以外，在曝光期间虚拟存在、曝光结束后帧转移的过程中才逐行转移进入CCD开始真实地存在的参考行；设成像区有NI行感光像元，ND行暗参考像元，存储区有NS＝NI+NR行像元；ROI区域从成像区的第NY1行开始，1≤NY1≤NI，则最多有NR‑ND+(NY1‑1)个虚拟参考行；舍弃最后三行，取NV＝NR‑ND+(NY1‑1)‑3个虚拟参考行；具体步骤如下：步骤一，控制帧转移时钟信号将成像区曝光积累的电荷快速地转移到存储区，转移时钟的周期个数为NS+NY1‑1；同时将帧转移过程中不断转移至水平读出寄存器的无用电荷读出复位掉或者倾倒掉；步骤二，控制水平读出寄存器连续读出两行以上，期间读出复位脉冲信号保持为复位的高电平状态，以彻底清除水平读出寄存器内可能残留的无用电荷；步骤三，控制行转移时钟、水平读出时钟和读出复位脉冲信号将ROI区域内的像元逐行逐个地读出；步骤四，控制行转移时钟、水平读出时钟和电荷倾倒栅极控制信号将ROI区域与虚拟参考行之间的无用电荷全部倾倒掉；步骤五，执行步骤二清除水平读出寄存器；步骤六，控制行转移时钟连续地将NV个虚拟参考行转移至水平读出寄存器，实现多行片内合并，然后控制水平读出时钟和读出复位脉冲信号逐个像元地读出合并后的虚拟参考行步骤七，对读出的图像和虚拟参考行做暗信号校正；步骤八，将虚拟参考行除以NV，得到“多次采样‑平均”法降噪后的Smear信号最后从图像中逐行减去它即可得到校正后的光信号图像Ii,j。