高分辨力遥感相机CCD采样位置自适应补偿技术

孙雪晨; 吕恒毅; 薛旭成; 石俊霞; 傅瑶

doi:10.3788/OPE.20202804.0973

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高分辨力遥感相机CCD采样位置自适应补偿技术

信息科学 | 更新时间：2020-08-13

- 高分辨力遥感相机CCD采样位置自适应补偿技术
- Adaptive compensation technique for CCD signal sampling positions in high-resolution remote sensing cameras
- 光学精密工程 2020年28卷第4期页码：973-978
- 作者机构：
  
  中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033
- 作者简介：
  
  孙雪晨(1985-)，男，吉林长春人，硕士，助理研究员，2008年于南京理工大学获得学士学位, 2011年于华南农业大学获得硕士学位，主要从事空间遥感相机成像技术的研究。E-mail:jet0409@163.com SUN Xue-chen, E-mail:jet0409@163.com
  [ "吕恒毅(1984-)，男，辽宁省庄河市人，博士，副研究员，博士生导师，2007年于大连理工大学获得学士学位，2009年于哈尔滨工业大学获得硕士学位，2017年于中国科学院大学获得博士学位，主要从事航天遥感相机成像电子学技术等方面的研究。E-mail：284592423@qq.com" ]
- 基金信息：
  
  吉林省科技发展计划项目资助(No.2019030282GX)
- DOI：10.3788/OPE.20202804.0973
  中图分类号： V443.5
- 收稿日期：2019-09-11，
  
  修回日期：2019-11-11，
  
  录用日期：2019-11-11，
  
  纸质出版日期：2020-04-15
- 稿件说明：
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孙雪晨, 吕恒毅, 薛旭成, 等. 高分辨力遥感相机CCD采样位置自适应补偿技术[J]. 光学精密工程, 2020,28(4):973-978.

Xue-chen SUN, Heng-yi LV, Xu-cheng XUE, et al. Adaptive compensation technique for CCD signal sampling positions in high-resolution remote sensing cameras[J]. Optics and precision engineering, 2020, 28(4): 973-978.
孙雪晨, 吕恒毅, 薛旭成, 等. 高分辨力遥感相机CCD采样位置自适应补偿技术[J]. 光学精密工程, 2020,28(4):973-978. DOI： 10.3788/OPE.20202804.0973.

Xue-chen SUN, Heng-yi LV, Xu-cheng XUE, et al. Adaptive compensation technique for CCD signal sampling positions in high-resolution remote sensing cameras[J]. Optics and precision engineering, 2020, 28(4): 973-978. DOI： 10.3788/OPE.20202804.0973.

摘要

由于受温度变化的影响，高分辨力遥感相机焦平面CCD采样信号的相位会发生变化，采样位置的温度漂移会严重影响图像的信噪比、动态范围等，甚至会造成图像无法正常显示。为了解决采样位置随温度漂移的问题，对高分辨力遥感相机CCD采样位置进行了自适应补偿设计，首先对CCD采样信号的初始位置进行精密调节，然后设计了自适应补偿电路，通过对功耗的控制使各驱动芯片温度基本一致，CCD信号与采样信号在温度变化上具有跟踪性，在动态上保证CCD信号采样位置的准确性，从而保证图像信噪比的稳定性。实验表明，利用该方法，相关双采样信号的初始位置调节精度小于0.039 ns；在卫星在轨温度范围内，相关双采样信号延时最大值为0.46 ns，保证了相机的高质量成像，满足航天应用需要。

Abstract

Under the influence of temperature changes

the phase of the CCD sampling signal of a high-resolution remote sensing camera canvary.This canadversely affect the signal-to-noise ratio and dynamic range of the imageand may even cause the image to be displayedabnormally. To solve this problem of temperature-relatedsampling position drift

an adaptive compensation design was developed for the CCD sampling position of a high-resolution remote sensing camera. First

the initial position of the CCD sampling signal was precisely adjusted

and an adaptive compensation circuit was then designed tocontrol the power consumption

which rendered the temperature of each driver chipto be essentially the same. The advantage of this method is that the CCD and sampling signals can be effectively monitored during temperature changes

thus

ensuring the accuracy of the sampling position of the CCD signal and stability of the signal-to-noise ratio of the image. The experiments indicate that with this method

the accuracy of the initial position adjustment of the correlated double-sampling signal improves to less than 0.039 ns. Additionally

the maximum delay of the correlated double-sampling signal in the satellite in-orbit temperature range is 0.46 ns

which ensures high-quality imaging and meets the requirements of space applications.

关键词

Keywords

references

韩昌元 . 高分辨力空间相机的光学系统研究 . 光学精密工程 , 2008 . 16 ( 11 ): 2164 - 2172 . http://www.eope.net/CN/abstract/abstract8818.shtml http://www.eope.net/CN/abstract/abstract8818.shtml .

CH Y HAN . Study on optical system of high resolution space . Opt. Precision Eng , 2008 . 16 ( 11 ): 2164 - 2172 . http://www.eope.net/CN/abstract/abstract8818.shtml http://www.eope.net/CN/abstract/abstract8818.shtml .

郑亮亮 , 金光 , 曲宏松 , 等 . 高信噪比星载CCD成像电路系统 . 光学精密工程 , 2016 . 24 ( 8 ): 2027 - 2036 . http://www.eope.net/CN/abstract/abstract16520.shtml http://www.eope.net/CN/abstract/abstract16520.shtml .

L L ZHENG , G JIN , H S QU , 等 . Space-borne CCD imagine circuit system with high signal-to-noise ratio . Opt. Precision Eng , 2016 . 24 ( 8 ): 2027 - 2036 . http://www.eope.net/CN/abstract/abstract16520.shtml http://www.eope.net/CN/abstract/abstract16520.shtml .

姚呈康 , 李庆辉 , 胡琳 . 星载遥感相机像移分析 . 红外与激光工程 , 2009 . 38 ( 5 ): 901 - 904 . DOI: 10.3969/j.issn.1007-2276.2009.05.031 http://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2276.2009.05.031 .

CH K YAO , Q H LI , L HU . Analysis of image motion of satellite remote sensing came . Infrared and Laser Engineering , 2009 . 38 ( 5 ): 901 - 904 . DOI: 10.3969/j.issn.1007-2276.2009.05.031 http://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2276.2009.05.031 .

王德江 , 董斌 , 李文明 , 等 . TDI CCD电荷转移对遥感相机成像质量的影响 . 光学精密工程 , 2011 . 19 ( 10 ): 2500 - 2506 . http://www.eope.net/CN/abstract/abstract10519.shtml http://www.eope.net/CN/abstract/abstract10519.shtml .

D J WANG , B DONG , W M LI , 等 . Influence of TDICCD charge transfer on imagine quality in remote sensing system . Opt. Precision Eng , 2011 . 19 ( 10 ): 2500 - 2506 . http://www.eope.net/CN/abstract/abstract10519.shtml http://www.eope.net/CN/abstract/abstract10519.shtml .

刘则洵 , 万志 , 李宪圣 , 等 . 时间延迟积分CCD空间相机信噪比的影响因素 . 光学精密工程 , 2015 . 23 ( 7 ): 1829 - 1837 . http://www.eope.net/CN/abstract/abstract15875.shtml http://www.eope.net/CN/abstract/abstract15875.shtml .

Z X LIU , ZH WAN , X SH LI , 等 . Influence factors on SNR of TDICCD space camera . Opt. Precision Eng , 2015 . 23 ( 7 ): 1829 - 1837 . http://www.eope.net/CN/abstract/abstract15875.shtml http://www.eope.net/CN/abstract/abstract15875.shtml .

夏巧桥 , 胡正文 , 张青林 . 遥感相机快视高速可靠传输系统的设计与实现 . 光学精密工程 , 2018 . 26 ( 4 ): 971 - 979 . http://www.eope.net/CN/abstract/abstract17573.shtml http://www.eope.net/CN/abstract/abstract17573.shtml .

Q Q XIA , ZH W HU , Q L ZHANG . Design and implementation of high speed and reliable transmission platform in fast view system . Opt. Precision Eng , 2018 . 26 ( 4 ): 971 - 979 . http://www.eope.net/CN/abstract/abstract17573.shtml http://www.eope.net/CN/abstract/abstract17573.shtml .

吕恒毅.遥感相机自动聚集技术研究[D].长春: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 2017.

LV H Y. Autofocus Method for Remote Sensing Cameras [D]. Changchun: Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Science, 2017. (in Chinese)

牟研娜 , 王鹏 , 尹娜 . CCD信号采样位置选取方法的研究 . 航天返回与遥感 , 2011 . 32 ( 1 ): 45 - 50 . DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2011.01.009 http://doi.org/10.3969/j.issn.1009-8518.2011.01.009 .

Y N MU , P WANG , N YIN . Research on the method of selecting sample location about CCD video signal . Spacecraft Recovery & Remote Sensing , 2011 . 32 ( 1 ): 45 - 50 . DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2011.01.009 http://doi.org/10.3969/j.issn.1009-8518.2011.01.009 .

韩冬 , 吴清文 , 陈立恒 , 等 . 多姿态空间相机的热控系统设计与仿真 . 微计算机信息 , 2009 . 25 ( 8 ): 143 - 144 . http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/wjsjxx200922059 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/wjsjxx200922059 .

D HAN , Q W WU , L H CHEN , 等 . Design and simulation for thermal control system of attitude-varied space camera . Control & Automation , 2009 . 25 ( 8 ): 143 - 144 . http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/wjsjxx200922059 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/wjsjxx200922059 .

曲利新 . 高分辨力遥感相机视频处理的温度适应性设计 . 光学精密工程 , 2011 . 19 ( 11 ): 2800 - 2804 . http://www.eope.net/CN/abstract/abstract13822.shtml http://www.eope.net/CN/abstract/abstract13822.shtml .

L X QU . Design of temperature adaptability for video processing in high-resolution remote sensing cameras . Opt. Precision Eng , 2011 . 19 ( 11 ): 2800 - 2804 . http://www.eope.net/CN/abstract/abstract13822.shtml http://www.eope.net/CN/abstract/abstract13822.shtml .

潘卫军 , 贺强民 , 刘涛 , 等 . CCD信号自适应采样方法的研究和实现 . 红外与激光工程 , 2016 . 45 ( 5 ): 0526003 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hwyjggc201605048 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hwyjggc201605048 .

W J PAN , Q M HE , T LIU , 等 . Study and realization of adaptive sampling method for CCD signal . Infrared and Laser Engineering , 2016 . 45 ( 5 ): 0526003 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hwyjggc201605048 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hwyjggc201605048 .

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