卷帘数字域TDI技术的CMOS成像系统的SNR模型建立
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  • 英文篇名:SNR Model Building of CMOS Imaging System of Rolling Digital Domain TDI Technology
  • 作者:张惠宇宸 ; 贺小军 ; 苏志强
  • 英文作者:ZHANG Huiyuchen;HE Xiaojun;SU Zhiqiang;Chang Guang Satalite Technology CO.LTD;
  • 关键词:卷帘曝光 ; 图像传感器 ; 数字域积分 ; 信噪比
  • 英文关键词:rolling exposure;;image sensor;;digital domain integral;;signal-to-noise ratio
  • 中文刊名:CGJM
  • 英文刊名:Journal of Changchun University of Science and Technology(Natural Science Edition)
  • 机构:长光卫星技术有限公司;
  • 出版日期:2018-08-15
  • 出版单位:长春理工大学学报(自然科学版)
  • 年:2018
  • 期:v.41
  • 基金:国家重点研发计划项目(2016YFB0500904)
  • 语种:中文;
  • 页:CGJM201804015
  • 页数:5
  • CN:04
  • ISSN:22-1364/TH
  • 分类号:72-76
摘要
为使采用数字域时间延时积分(TDI)技术的空间高分辨率成像系统的信噪比(SNR)指标能够在前期论证过程中被准确的评估出来,提出了基于该技术的信噪比评估模型。首先分析了卷帘数字域时间延时积分(TDI)技术的工作机理,然后对基于CMOS图像传感器的成像系统的主要噪声进行了详细分析,提出了基于卷帘数字域TDI技术的CMOS成像系统的SNR模型,最后利用设计的基于国产CMOS图像传感器的空间光学相机的辐射定标实验结果验证SNR模型的正确性。实验数据表明采用提出的SNR模型算出的信噪比与图像中计算得到的信噪比在入瞳辐亮度在27.1044-5.5117,SNR范围内理论值和实验值之间的差值在2.1d B以内。而对于只有在白天进行成像的光学系统来说,其入瞳辐亮度不会超出这个范围。
        In the Pre-demonstration process of Space High Resolution Imaging System using Digital domain time delay integration technology,its signal-to-noise ratio(SNR) indicator can be accurately evaluated during this phase. In the paper,a signal-to-noise ratio evaluation model based on rolling digital domain TDI technology was proposed. Firstly,the working mechanism of rolling digital time domain delay integration(TDI) technology was analyzed. Then,the main noise of imaging system based on CMOS image sensor was analyzed in detail. The SNR model of CMOS imaging system based on digital domain TDI technique was proposed. Finally,the correctness of the SNR model was verified by the experimental results of the radiation calibration of a space optical camera based on a domestic CMOS image sensor.The experimental data show that the difference of the result calculated by the proposed SNR model and the result calculated by images was less than 2.1 d B when entrance pupil radiance was between 27.1044 and 5.5117. And for optical systems that only image during the day,its entrance pupil radiance can not beyond the range.
引文
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