基于FPGA的数字相关双采样技术研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 忻松筠 |
| 答辩日期 | 2008-06-06 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 舒嵘 |
| 关键词 | 电荷藕和器件 相关双采样技术 数字相关双采样技术 现场可编程逻辑门阵列（fpga） |
| 学位专业 | 信号与信息处理 |
| 英文摘要 | CCD (Charge Coupled Devices) 即电荷耦合器件是一种新型的光电成像器件, 具有动态范围大，量子效率高，电荷转移效率高，光谱响应范围宽，几何稳定性好等优点。然而，CCD图像传感器的输出信号夹杂着各种噪声和干扰。CCD输出信号处理的目的是在不损失图像细节并保证在CCD动态范围内，图像信号随目标亮度线性变化下尽可能消除这些噪声和干扰。 在抑制CCD噪声的时候，传统的方法是著名的相关双采样，即CDS。这一方法尽管被广泛使用，但有其固有缺点。这一技术是通过模拟开关,运算放大器等模拟电路来实现,在抑制了复位噪声但同时又容易引入开关脉冲噪声和其他模拟器件等的噪声.而且还存在采样点数过少，从而造成抑制噪声能力不强,尤其在低照度情况下，在天文，遥感等对摄像质量要求较高的科学研究中，传统CDS的固有缺点限制了研究的开展和进行。因此，在我国航空航天事业飞速发展的今天，开展新的CCD视频处理技术的研究对于提高我国航天航空遥感的整体水平有重要的意义和价值。于是新的方法，数字相关双采样技术被提出。这一方法是在一个像元周期采多点,并且根据各种CCD器件的不同噪声特性来确定滤波器的系数,这一方法在低照度情况下,即信号微弱时,抑制噪声的能力更强。本文首先分析了CCD的各种噪声的来源处理方法，然后着重分析了复位噪声的统计特性和相关双采样技术，并且提出了数字相关双采样的概念。滤波器系数算法的是本文的重点。首先使用具有强大的数学运算能力的软件环境，Mathwork公司的MATLAB给出了最优化滤波器系数的算法理论，并和传统相关双采样技术的结果进行了对比。然后，对数字相关双采样技术进行了硬件系统设计，将算法处理过程由VerilogHDL语言进行了实现，选用ALTERA公司CYCLONII系列FPGA芯片和ADI公司的高速高位A/D采样芯片作为硬件架构，并使用了EDA设计工具PROTEL进行了布板。最后，将信号处理板连接到线列CCD芯片ILX256A的模拟输出端上，和经过CDS的图像质量进行了对比。在研究过程中，注意使用了一些EDA设计方法，如可编程开发环境Quartus,Protel，它们的灵活使用，提高了工作效率。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-08-14 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4784]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 忻松筠. 基于FPGA的数字相关双采样技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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