CCD画像高速Smear除去アルゴリズムとその宇宙搭載イメージング装置地上検査システムへの応用

FENG Yibin ,  

WANG Yu ,  

LIU Guohua ,  

LIN Fang ,  

ZHANG Quan ,  

HU Chengrui ,  

ZHANG Xiaoli ,  

摘要

宇宙搭載型高分光イメージャーは大気観測衛星の重要な搭載機器であり、フレーム転送型CCDを用いて地球大気成分の分布情報を取得する。フレーム転送CCDはSmear効果を有しており、スペクトル測定の精度に影響を与える。従来のSmear除去アルゴリズムは、行列による2次元画像の記述が複雑であり、搭載機器開発部隊の地上検査システムが画像中のSmear効果をリアルタイムで除去する要件を満たしにくい。フレーム転送CCDの動作原理に基づき、Smearの形成パターンを代数形式で表現し、代数形式のSmear除去アルゴリズムを導出した。このアルゴリズムは従来の行列形式Smear除去アルゴリズムの行列演算を回避し、行列アルゴリズムの1/500の時間であり、リアルタイム性を要求される主に静止画像の除去を対象とした地上検査プラットフォームに適している。フレーム転送CCDにおけるSmearの発生原因を分析し、その原因に基づき代数形式のSmear除去アルゴリズムを導出した。このアルゴリズムはEigenライブラリ関数で実装された行列除去アルゴリズムに比べて、処理時間を8秒から16ミリ秒に改善した。このアルゴリズムを宇宙搭載型高分光イメージャーの地上検査システムに適用し、リアルタイムでSmearを除去する画像処理機能を実現した。

关键词

宇宙搭載高分光イメージャー;フレーム転送CCD;Smear効果;地上検査システム

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