[发明专利]一种高帧频大面阵帧转移探测器的响应累积误差校正方法

说明书

本发明涉及一种探测器的响应误差校正方法，具体涉及一种高帧频大面阵帧转移探测器的响应累积误差校正方法；解决了现有高帧频大面阵帧转移探测器由于存在累积响应误差，而导致目标响应信息不够准确的技术问题。该校正方法，包括以下步骤：步骤1)获取高帧频大面阵帧转移探测器每行的响应测试值，并依次记为a₁′、a₂′……a_n′，其中，n为探测器的成像区行数；并根据响应测试值确定高帧频大面阵帧转移探测器的行转移时间与一帧曝光时间的比值t_r；步骤2)获取第一行响应真实值a₁；步骤3)获取第二行响应真实值a₂；步骤4)获取第三行响应真实值a₃；步骤5)依次类推，按照对应关系式(4)分别获取第四行响应真实值a₄到第n行响应真实值a_n。

技术领域

本发明涉及一种探测器的响应误差校正方法，具体涉及一种高帧频大面阵帧转移探测器的响应累积误差校正方法。

背景技术

高帧频大面阵帧转移探测器在成像质量方面具有优异的性能，如线性好、灵敏度高、噪声低、可实时成像等，这些性能使得高帧频大面阵帧转移探测器在天文观测、空间遥感、光谱探测等光电领域获得了广泛的应用。

高帧频大面阵帧转移探测器阵列包含多个探测单元，如图1所示，由于加工误差，各探测单元的参数并不完全一致，这会造成各个探测单元的响应特性存在一定的差异，这种差异一般可以通过均匀性校正等方法修正，但对于行转移的时间与曝光时间在同一数量级并且帧数为几百甚至上千帧每秒以上的高帧频大面阵帧转移探测器，当高帧频大面阵帧转移探测器感光区像元感光成像时(如图2所示)，从图像感光区到电荷存储区的垂直转移过程中，光敏元仍然在产生光电荷并被势阱收集，使得各行像元在其他行的位置进行了不需要的积分，造成高帧频大面阵帧转移探测器的响应数据产生累积误差，这种累积响应误差只通过均匀性校正是无法修正的，这会导致高帧频大面阵帧转移探测器采集的信号数据失真，该缺点现已成为高帧频大面阵帧转移探测器在应用中很大的一种障碍。例如，在高分辨率高光谱遥感成像系统中，常常会用到高帧频大面阵帧转移探测器，高帧频大面阵帧转移探测器中帧转移的方向一般设定为光谱维的方向，高帧频大面阵帧转移探测器响应数据产生累积误差所造成的影响和普通成像模式相比，没那么直观，更不易察觉，却会对光谱测量的精度造成不可忽略的影响，且对于信号较弱的谱段和目标造成信噪比的恶化，因此必须对其进行校正。

目前，针对高帧频大面阵帧转移探测器的累积响应误差问题，主要的解决方法有增加机械快门、加快帧转移速率、定制特殊尺寸产品以及进行数值校正，而对于几百甚至上千帧每秒的高帧频应用系统，不宜加入机械快门，加快帧转移速率可以从减少转移行数和缩短行转移时间两方面着手，但是减少行数涉及高帧频大面阵帧转移探测器面阵大小的更改，受到成像系统需求的限制，导致不能满足成像要求，行转移时间受电荷转移效率的制约，其改进主要依赖于高帧频大面阵帧转移探测器设计和制造工艺以及驱动电路的优化，同样受硬件条件的限制；定制特殊尺寸产品成本较高；现有的数值校正方法受到光源均匀性要求的限制。

发明内容

为了有效解决现有高帧频大面阵帧转移探测器由于存在累积响应误差，而导致目标响应信息不够准确的技术问题，本发明提出了一种高帧频大面阵帧转移探测器的响应累积误差校正方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：

一种高帧频大面阵帧转移探测器的响应累积误差校正方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1)获取高帧频大面阵帧转移探测器的每行的响应测试值，并依次记为a₁′、a₂′……a_n′，其中，n为探测器的成像区行数，且n＞2；并根据响应测试值确定高帧频大面阵帧转移探测器的行转移时间与一帧曝光时间的比值t_r；

步骤2)获取第一行响应真实值a₁：