ccd成像系統(tǒng)性能參數(shù)評價-在線瀏覽
2025-06-29 13:57本頁面
【正文】 = ，而在高信號時的標準差是 ?OC = 。 2 2 2 21C RC C CN S k Sg?? ? ?(本例中 k ＝ ) (非線性回歸 ) 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 CCD成像系統(tǒng)的增益 響應非均勻性的影響舉例。 比較好的測量方法是對應每一個光照條件，攝取兩幅圖像。 利用最小二乘法可以計算出系統(tǒng)增益。信號平均值與系統(tǒng)噪聲方差之間具有很好的線性關(guān)系。 由于數(shù)值很小，最好不用截距計算讀出噪聲，這樣計算結(jié)果誤差比較大。 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 CCD成像系統(tǒng)的增益 EOS 10D和 EOS 20D是佳能公司的兩款準專業(yè)級的數(shù)碼相機。 EOS 10D EOS 20D 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 CCD成像系統(tǒng)的增益 1. EOS 10D 偏臵圖像 ISO 400. 溫度 : 22176。 3. 圖像 1減去 2，只剩下隨機 (讀出 )噪聲 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 CCD成像系統(tǒng)的增益 1. EOS 20D 偏臵圖像 ,ISO 400. 溫度 : 22176。 3. 圖像 1減去 2，只剩下隨機 (讀出 )噪聲 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 CCD成像系統(tǒng)的增益 EOS 10D 偏臵圖象平均值 131 ADU， 均方根噪聲 ADU (ISO 400). EOS 20D 偏臵圖象平均值 128 ADU，均方根噪聲 ADU (ISO 400). 偏臵圖象直方圖 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 CCD成像系統(tǒng)的增益 EOS 20D 增益 g = ，讀出噪聲 e EOS 10D 增益 g = e/ADU， 讀出噪聲 e 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 CCD成像系統(tǒng)的光子傳遞曲線 Photon Transfer Curve 為了獲取 CCD成像系統(tǒng)的增益，可以使用一種在 CCD相機性能評價中廣泛使用的光子傳遞曲線方法。 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 CCD成像系統(tǒng)的光子傳遞曲線 Photon Transfer Curve 一個CCD成像系統(tǒng)光子傳遞曲線測量實例 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 CCD成像系統(tǒng)的光子傳遞曲線 Photon Transfer Curve 22 1RCCC SgN ???RCCN ?lo glo g ?)1l o g (l o g2 2RCCC SgN ????理解光子傳遞曲線： 等式兩邊取對數(shù)： 信號很小時： gSN CC l o g21l o g21l o g ??信號很大時： 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 CCD成像系統(tǒng)的光子傳遞曲線 Photon Transfer Curve 測量光子傳遞曲線應該注意的事項： 1 測量光源入射到 CCD靶面上的輻照度應該是均勻的； 2 應該使用適當?shù)臑V光片限制光譜，或使用單色儀； 3 測量光源應該能夠精密可調(diào)，測量中應該利用標定過的光電二極管監(jiān)測其發(fā)光強度； 4 對應不同的光照，每次都在同樣條件下拍攝兩幅圖像，并計算差圖像； 5 計算信號平均值和噪聲方差 (利用差圖像計算 )。 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 CCD成像系統(tǒng)的光子傳遞曲線 Photon Transfer Curve ACS (Advanced Camera for Surveys)是 2022年 3月安裝到哈勃望遠鏡上的第三代測量儀器。 這些相機的性能在發(fā)射前和在軌期間都進行了精密的測量。 通過試驗結(jié)果估算 CCD滿阱電荷為～ 77000e。測試溫度：－ 79176。 放大器 Gain=1 Gain=2 Gain=4 A +/ +/ +/ B +/ +/ +/ C +/ +/ +/ D +/ +/ +/ 平均 +/ +/ +/ 對應四個放大器的系統(tǒng)增益，單位： e/ADU 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 CCD成像系統(tǒng)的光子傳遞曲線 Photon Transfer Curve ACS的寬視場相機 (WFC)性能測試結(jié)果，使用方法：光子傳遞曲線法。 C。最為重要的是光學系統(tǒng) (鏡頭 )和 CCD傳感器。 光學鏡頭 CCD 預放器 CDS 后臵放大器 AD轉(zhuǎn)換器 數(shù)據(jù) MTFoptics MTFCCD MTFeletronics 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 線性系統(tǒng)復習 光學系統(tǒng)分析建立在線性空間位移不變系統(tǒng)基礎(chǔ)上。?電子學系統(tǒng)中分析的信號是隨時間變化的，可以用一系列加權(quán)的狄拉克 δ函數(shù)表示 h{ } vIN(t) vOUT(t) ? ????????????39。 ? ?)( th ?假設(shè)輸入是脈沖 )(t?輸出 ， 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 線性系統(tǒng)復習 線性算子 h{ }，將每個輸入 δ函數(shù)轉(zhuǎn)換為輸出脈沖響應。 )()()( thtvtv INOUT ??傅立葉的卷積理論指出，兩個函數(shù)的卷積的傅立葉變換等于兩個函數(shù)變換的積。 39。 h{ } o(x,y) i(x,y) ? ?? ??????????????????????x yyxyyxxyxohyxi )()(),( ),( ??線性位移不變 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 線性系統(tǒng)復習 )()( yx ??? ?? ???????????????? ydxdyyxxhyxoyxi )()(),(),( ??),(),(),( yxhyxoyxi ????當△ x′, △ y′ →0 時，變成卷積： 假設(shè)輸入是點源 稱為系統(tǒng)的點擴散函數(shù) PSF。 y) 等式兩邊傅立葉變換， V(u,v) = F(u,v)U(u,v) 其中 U(u,v)被稱為 相干 傳遞函數(shù)， 也 是光學系統(tǒng)的光瞳函數(shù)。 能夠利用卷積描述系統(tǒng)特性的條件： :任意兩點元的像是這兩點元單獨形成像的和； : 物面上任意點之間不發(fā)生干涉； :任意點成像的特性不依賴這些點在物面中的位臵。 光學傳遞函數(shù) OTF的模稱為調(diào)制傳遞函數(shù) MTF： ),(),(),( vuHvuOvuI ?),( vuH),(),( vuHvuM TF ?參考 . Goodman《 傅立葉光學導論 》 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 線性系統(tǒng)復習 調(diào)制傳遞函數(shù) MTF的物理意義： MTF是在零頻率時歸一化為 1的輸出調(diào)制度與輸入調(diào)制度之比。表征了系統(tǒng)對各種頻率輸入的復現(xiàn)程度。引入CTF是因為測量上的簡便?；l為 u0的 CTF可以用頻率 u0及其奇次諧波的
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