CCD类成像器件的噪声研究

摘要

随着光电子技术的飞速发展，基于电荷耦合器件(CCD)为信号接收元件的光电成像器件获得了日益广泛的应用。CCD图像传感器的输出信号是空间采样的离散模拟信号，其中夹杂着各种噪声和干扰。对CCD信号进行处理的目的就是在不损失图像细节的前提下尽可能消除噪声和干扰，以提高信噪比，获取高质量的图像。为此必须对CCD的噪声的种类、特性有所了解，并针对各种噪声进行相应的去噪处理。所以对CCD成像器件噪声部分的研究，有利于提高CCD成像器件的分辨率，也能提高探测微弱光的能力。
　　 本文文比较了各种CCD的结构、工作原理和特性及发展应用，并总结了各种CCD的优点和缺点。从光电子学的概念出发，分析了CCD的噪声源及其特性，提出了信噪比相关的信号检测概率，最后针对不同的噪声源，提出了相应的去噪措施，为以后的深入研究提供了宝贵经验。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究背景

1.2 CCD成像器件的概念及其分类

1.3课题研究的目的

1.4本文主要研究的内容和安排

2 CCD类成像器件的种类和特性

2.1 CCD成像耦合器件

2.1.1 CCD的基本原理

2.1.2 CCD及摄像机的技术、性能

2.1.3 CCD在采集数据处理图像方面的优势

2.2 像增强CCD

2.2.1像增强CCD的结构和工作原理

2.2.2 ICCD的发展及优缺点

2.3 电子轰击CCD

2.3.1 电子轰击CCD的结构和工作原理

2.3.2 EBCCD的优缺点

2.3.3 EBCCD的应用

2.4 电子倍增CCD

2.4.1 电子倍增CCD的结构和工作原理

2.4.2 EMCCD的应用现状

2.5各种CCD器件的性能比较

3 CCD成像器件的噪声分析

3.1转移噪声

3.1.1转移损失噪声

3.1.2界面态噪声

3.1.3体陷阱噪声

3.2输出放大噪声

3.2.1分布浮置栅放大噪声

3.2.2 复位噪声

3.3 散粒噪声

3.3.1 暗电流散粒噪声

3.3.2 光散粒噪声

3.4 暗电流噪声

4 ICCD与EMCCD的噪声

4.1 CCD与ICCD及EMCCD的噪声特性比较

4.2 ICCD及EMCCD的噪声源

4.2.1 ICCD及EMCCD的散粒噪声

4.2.2 ICCD及EMCCD的暗电流噪声

4.2.3 ICCD及EMCCD的读出噪声

4.2.4 ICCD及EMCCD的总体噪声

4.3 ICCD及EMCCD的信噪比

4.3.1 单帧操作

4.3.2多帧操作

4.4 CCD类成像器件的噪声的计算与仿真

4.4.1 MFC的简介

4.4.2 MDI应用程序的构成

4.4.3 CCD，ICCD和EMCCD噪声比较的MFC仿真结果

5抑制CCD图像传感器噪声的方法

5.1 KTC噪声的产生

5.2相关双采样电路

5.3 CDS1402相关双采样芯片的介绍

6 结论

致 谢

参考文献