成像系统与场景动态范围匹配的方法研究

摘要

航天遥感技术已广泛应用于人们的生活、生产及科研中，随着现代科学技术的高速发展，航天遥感器的分辨率越来越高，其地面观测尺度也越来越小。TDICCD所独具的时间延迟积分扫描方式能够增大线阵CCD传感器的扫描灵敏度，并且其能够提高成像信噪比的特点，使其已经广泛应用于航天遥感中。但是其测光难一直是一个问题。本文从场景动态范围的角度出发，为航天遥感的测光提出一种方法。
　　本文主要由场景动态范围匹配、基于动态范围测量的高动态图像拍摄和动态范围匹配的试验验证三个部分组成。
　　首先，本文阐述了成像系统动态范围及场景动态范围的原理，并从单一像素的光生电荷理论出发，定义相对辐照度，为场景动态范围的匹配提供理论基础，并分析了场景动态范围的匹配原则
　　其次，本文采用多次拍摄获得场景的动态范围，引入像移补偿的方案，解决了载体运动对拍摄的影响，并根据场景的动态范围，提出高动态图像拍摄方案，并利用高动态图像与匹配图像进行比较，判断匹配图像是否有效。
　　最后，搭建动态范围匹配的试验平台，以验证场景动态范围的匹配及高动态图像拍摄方案的有效性。实验结果表明，场景动态范围测量和场景动态范围匹配方案可行有效。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 航天光学遥感相机测光方法的研究现状

1．2 课题的研究的目的和意义

1．3 课题来源和论文结构

第2章 成像系统动态范围与场景动态范围

2．1 成像系统动态范围

2．1．1 成像系统动态范围的定义

2．1．2 成像系统动态范围的测量

2．2 场景动态范围

2．2．1 场景动态范围的定义

2．2．2 场景动态范围的测量

2．3 场景动态范围对成像的影响

2．4 本章小结

第3章 成像系统与场景动态范围的匹配

3．1 基于TDI的测光方法

3．2 像面相对辐照度

3．3 场景动态范围匹配

3．4 本章小结

第4章 基于动态范围测量的高动态图像拍摄

4．1 场景动态范围测量

4．2 曝光时间上限的计算

4．3 像移补偿方案

4．4 基于TDI的高动态成像

4．5 场景动态范围匹配图像验证

4．6 本章小结

第5章 动态范围匹配的试验验证

5．1 试验平台硬件实现

5．1．1 硬件系统组成

5．1．2 转台试验平台的实现

5．2 试验平台软件实现

5．2．1 控制软件结构

5．2．2 转台的控制实现

5．2．3 成像系统控制实现

5．3 试验环境与方法

5．3．1 试验环境

5．3．2 试验方法

5．4 试验结果

5．4．1 低动态试验结果

5．4．2 高亮度匹配试验结果

5．4．3 低亮度匹配试验结果

5．4．4 中部亮度匹配试验结果

5．5 试验方案改进

5．6 本章小结

结论

参考文献

致谢

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