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电子倍增CCD噪声参数的估计方法

张闻文 刘婧婧 陈钱 顾国华

张闻文, 刘婧婧, 陈钱, 顾国华. 电子倍增CCD噪声参数的估计方法[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4146-4152.
引用本文: 张闻文, 刘婧婧, 陈钱, 顾国华. 电子倍增CCD噪声参数的估计方法[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4146-4152.
Zhang Wenwen, Liu Jingjing, Chen Qian, Gu Guohua. Estimation method for noise parameter of electron multiplying CCD[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(12): 4146-4152.
Citation: Zhang Wenwen, Liu Jingjing, Chen Qian, Gu Guohua. Estimation method for noise parameter of electron multiplying CCD[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(12): 4146-4152.

电子倍增CCD噪声参数的估计方法

基金项目: 

核高基国家重大专项;装备预研项目;江苏省自然科学基金(BK20131354);野紫金之星冶资助项目

详细信息
    作者简介:

    张闻文(1981-),女,讲师,博士,从事微光图像探测与成像器件的研究。Email:zhangww@mail.njust.edu.cn

  • 中图分类号: TN223;P111.49

Estimation method for noise parameter of electron multiplying CCD

  • 摘要: 为定量评价电子倍增CCD(EMCCD)图像噪声的大小,实现对EMCCD 图像噪声参数的准确估计,研究了EMCCD 的噪声分布模型及其参数估计方法。首先,讨论了EMCCD 图像的噪声来源及其统计特性,由此建立了适于EMCCD 的噪声分布模型。然后,提出了两种EMCCD 噪声参数估计方法矩估计法和高斯-牛顿法,采用Monte Carlo 仿真验证其性能。仿真结果表明,矩估计法和高斯-牛顿法的平均相对误差和相对标准偏差均为10-2 量级,估计精度较高,且高斯-牛顿法的估计精度要高于矩估计法。采集一系列无增益时积分时间为50 s的暗场图片和增益为50 的本底图片,利用矩估计法和高斯-牛顿法分别估计出EMCCD 的暗电流噪声、时钟感生电荷噪声和读出噪声,实验结果表明,估计值与EMCCD 指标值一致,证明矩估计法和高斯-牛顿法能有效估计噪声参数且具有较高的精度。
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-09
  • 修回日期:  2014-05-20
  • 刊出日期:  2014-12-25

电子倍增CCD噪声参数的估计方法

    作者简介:

    张闻文(1981-),女,讲师,博士,从事微光图像探测与成像器件的研究。Email:zhangww@mail.njust.edu.cn

基金项目:

核高基国家重大专项;装备预研项目;江苏省自然科学基金(BK20131354);野紫金之星冶资助项目

  • 中图分类号: TN223;P111.49

摘要: 为定量评价电子倍增CCD(EMCCD)图像噪声的大小,实现对EMCCD 图像噪声参数的准确估计,研究了EMCCD 的噪声分布模型及其参数估计方法。首先,讨论了EMCCD 图像的噪声来源及其统计特性,由此建立了适于EMCCD 的噪声分布模型。然后,提出了两种EMCCD 噪声参数估计方法矩估计法和高斯-牛顿法,采用Monte Carlo 仿真验证其性能。仿真结果表明,矩估计法和高斯-牛顿法的平均相对误差和相对标准偏差均为10-2 量级,估计精度较高,且高斯-牛顿法的估计精度要高于矩估计法。采集一系列无增益时积分时间为50 s的暗场图片和增益为50 的本底图片,利用矩估计法和高斯-牛顿法分别估计出EMCCD 的暗电流噪声、时钟感生电荷噪声和读出噪声,实验结果表明,估计值与EMCCD 指标值一致,证明矩估计法和高斯-牛顿法能有效估计噪声参数且具有较高的精度。

English Abstract

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