[发明专利]面向面阵CCD光电转换的仿真设计方法

权利要求书

1.一种面向面阵CCD光电转换的仿真设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、根据多光谱输入图像的源光谱响应曲线，根据设置的仿真波段范围仿真计算得到仿真波段的CCD光谱响应度；

步骤2、建立CCD光电转换模型，并以入射探测器面上的波段辐照度场为输入完成光电转换，输出CCD探测器响应的电压图像文件；

步骤3、建立模拟电路模型，并对CCD光电转换模型输出的电压图像文件进行预放大、滤波和后置放大的模拟电路传输过程，输出电压值数据；

步骤4、建立模数量化模型，并对模拟电路模型输出的电压值数据进行数字量化处理，同时考虑量化过程中产生的量化噪声，完成由模拟信号到数字信号的量化过程，及输出数字图像文件。

2.根据权利要求1所述的面向面阵CCD光电转换的仿真设计方法，其特征在于，所述步骤1仿真计算得到仿真波段的CCD光谱响应度，包括：

根据相机光学系统的CCD光谱响应曲线中的光谱透过率和设置的仿真波段范围，进行仿真波段的光学系统透过率提取；

根据CCD的光谱响应度曲线和设置的仿真波段范围，完成仿真波段的CCD响应度提取。

3.根据权利要求1所述的面向面阵CCD光电转换的仿真设计方法，其特征在于，所述步骤2以入射探测器面上的波段辐照度场为输入完成光电转换，具体为：

输入待采样的照度图像，采样得到CCD实际接收到的照度图像；

根据CCD元器件的占空比，计算出单一探元实际接收到的照度图像；

根据单一探元的响应度以及积分时间，对单一探元进行积分处理；

根据探元的不一致性响应系数，计算及输出单一探元的电压；

根据CCD动态范围对单一探元输出电压的影响因素，保存和输出CCD单一探元光电转换后的电压图像文件。

4.根据权利要求3所述的面向面阵CCD光电转换的仿真设计方法，其特征在于，所述CCD动态范围对单一探元输出电压的影响因素包括暗电流、饱和输出电压和CCD的噪声。

5.根据权利要求1所述的面向面阵CCD光电转换的仿真设计方法，其特征在于，所述步骤3对电压图像文件进行预放大、滤波和后置放大的模拟电路传输过程，具体为：

对CCD光电转换模型输出的电压图像文件进行阻抗匹配和放大，及根据设置的低通滤波频率进行低通滤波后输出模拟电压；

根据设置的后置放大的增益放大倍数和偏置放大量，对低通滤波所输出的模拟电压进行调整及输出电压信号；

根据相机噪声仿真模块产生的电路噪声，对后置放大输出的电压信号叠加模拟电路噪声，及输出电压值数据。

6.根据权利要求5所述的面向面阵CCD光电转换的仿真设计方法，其特征在于，所述方法中低通滤波包括空间滤波和频率滤波。

7.根据权利要求6所述的面向面阵CCD光电转换的仿真设计方法，其特征在于，所述频率滤波采用巴特沃斯低通滤波器。

8.根据权利要求1所述的面向面阵CCD光电转换的仿真设计方法，其特征在于，所述步骤4对模拟电路模型输出的电压值数据进行数字量化处理，具体为：

将相机噪声仿真模块生成的量化噪声叠加到模拟电路模型输出的电压值数据上；

根据建立的量化模型，将所述叠加后的输出电压值数据进行模数量化，及输出数字图像文件。