高速CCD的CDS控制参数自适应算法研究资料说明

　　优化相关双采样（ CDS） 控制参数可以提高电荷耦合器件（ CCD） 输出信噪比，但是高速CCD 的CDS 控制参数很难通过实验确定。为了得到较好的CCD 输出信噪比，提出了一种CDS 控制参数自适应算法： 在拍摄目标和曝光参数不变的情况下，改变复位脉冲宽度、噪声采样时刻、数据采样时刻3 个CDS 控制参数，对每种参数组合采集一帧图像，计算各帧图像中每个像素的Tenengrad 函数，将每帧像素的Tenengrad 平方和作为清晰度评价参数，选择清晰度评价参数最大值对应的复位脉冲宽度、噪声采样时刻、数据采样时刻作为CDS 控制参数，就可使CCD 输出达到采用CDS 技术下最好信噪比。根据所提出的方法，在试验电路中，由现场可编程门阵列（ FPGA） 实现了自适应算法，并进行了清晰度对比测试。测试表明，与没有采用自适应算法的最好图像相比，测试参数Edge Profile 从单位影像高度507． 4 像素提高到763． 8 像素，测试参数MTF 50 从526． 5 LW/PH 提高到937． 8 LW/PH。试验结果表明，应用自适应算法可以有效提高CCD 的输出信噪比。

　　优化相关双采样（ CDS） 控制参数可以提高电荷耦合器件（ CCD） 输出信噪比，但是高速CCD 的CDS 控制参数很难通过实验确定。为了得到较好的CCD 输出信噪比，提出了一种CDS 控制参数自适应算法： 在拍摄目标和曝光参数不变的情况下，改变复位脉冲宽度、噪声采样时刻、数据采样时刻3 个CDS 控制参数，对每种参数组合采集一帧图像，计算各帧图像中每个像素的Tenengrad 函数，将每帧像素的Tenengrad 平方和作为清晰度评价参数，选择清晰度评价参数最大值对应的复位脉冲宽度、噪声采样时刻、数据采样时刻作为CDS 控制参数，就可使CCD 输出达到采用CDS 技术下最好信噪比。根据所提出的方法，在试验电路中，由现场可编程门阵列（ FPGA） 实现了自适应算法，并进行了清晰度对比测试。测试表明，与没有采用自适应算法的最好图像相比，测试参数Edge Profile 从单位影像高度507． 4 像素提高到763． 8 像素，测试参数MTF 50 从526． 5 LW/PH 提高到937． 8 LW/PH。试验结果表明，应用自适应算法可以有效提高CCD 的输出信噪比。

　　电荷藕合器件（ Charge Coupled Devices，CCD）在工业、军事、遥感、科学研究、消费电子等领域得到广泛的应用。在评价CCD 相机优劣的诸多性能参数中，噪声特性是最重要的指标之一。CCD 相机噪声主要来源于CCD 传感器噪声，CCD 传感器噪声包括光子散弹噪声、暗电流噪声、复位噪声、低频噪声、宽带白噪声等等。其中，光子散弹噪声不能由信号处理电路进行抑制，暗电流噪声可以通过制冷或采集并减去哑像元暗电平得到抑制，复位噪声、低频噪声和宽带白噪声可由CDS 技术得到抑制。