Preview

Информатика

Расширенный поиск

Алгоритм предварительной обработки данных линейки приборов с зарядовой связью на основе адаптивного фильтра Винера

https://doi.org/10.37661/1816-0301-2021-18-1-72-83

Полный текст:

Аннотация

Для применения спектрометров в задачах дистанционного зондирования Земли исследователю необходимо выбирать режимы регистрации спектров, позволяющие добиться наивысшей точности спектральных измерений. При регистрации сигнала с борта авианосителей, обеспечивающих максимальный охват исследуемой территории, важно получить данные с максимальным отношением сигнал-шум за минимальное время, поскольку накопление выборки спектров для последующего усреднения невозможно. В работе представлены экспериментальные результаты определения компонентов шума (шума считывания; фотонного, электронного дробового и структурного шумов) для монохромной неохлаждаемой ПЗС-линейки Toshiba TCD1304DG (ПЗС – приборы с зарядовой связью) при различных условиях регистрации спектра: температуре детектора, времени экспозиции. Полученные зависимости компонентов шума позволяют оценить уровень шума для известных условий регистрации спектров. Предлагается алгоритм обработки данных ПЗС на основе адаптивного фильтра Винера с целью увеличения соотношения сигнал-шум путем использования априорной информации о статистических параметрах компонентов шума. Такой подход позволил увеличить отношение сигнал-шум спектров яркости небесной сферы на 4–9 дБ при регистрации сигнала на различных временах экспозиции. Практическое применение предлагаемого алгоритма уменьшило неопределенность расчета вегетационного индекса NDVI в 1,5 раза при регистрации спектров отражения растительности с борта самолета в надирной геометрии измерений.

Об авторах

Г. С. Литвинович
Институт прикладных физических проблем им. А. Н. Севченко Белорусского государственного университета
Беларусь

Литвинович Глеб Святославович, младший научный сотрудник

ул. Курчатова, 7, Минск, 220045



И. И. Бручковский
Институт прикладных физических проблем им. А. Н. Севченко Белорусского государственного университета
Беларусь

Бручковский Илья Игоревич, научный сотрудник

ул. Курчатова, 7, Минск, 220045



Список литературы

1. A technique for evaluation of CCD video-camera noise / K. Irie [et al.] // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. – 2008. – Vol. 18, iss. 2. – P. 280–284.

2. A model for measurement of noise in CCD digital-video cameras / K. Irie [et al.] // Measurement Science and Technology. – 2008. – Vol. 19, no. 4. – P. 1–5.

3. Матюхин, В. В. Модель шума фоточувствительной матрицы Dalsa CM42M / В. В. Матюхин, Д. Г. Паринов, Е. А. Татаринова // Прикладная физика. – 2017. – № 6. – С. 60–67.

4. Литвинович, Г. С. Методика определения характеристик спектрального прибора для геофизических наблюдений / Г. С. Литвинович, И. И. Бручковский, С. И. Бручковская // Cовременные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса : тез. докл. XV Всерос. откр. конф., Москва, 13–17 нояб. 2017 г. / Институт космических исследований Российской академии наук ; ред. : Л. М. Зеленый [и др.]. – М., 2017. – С. 139.

5. Алгоритм коррекции дифракции второго порядка в спектрометре с вогнутой дифракционной решеткой / С. И. Бручковская [и др.] // Журн. приклад. спектроскопии. – 2019. – Т. 86, № 4. – С. 620–627.

6. Энергетическая калибровка оптических съемочных систем дистанционного зондирования / И. М. Цикман [и др.] // Метрология и приборостроение. – 2012. – № 3(58). – С. 13–20.

7. Kacker, R. Guidelines for Radiometric Calibration of Electro-Optical Instruments for Remote Sensing / R. Kacker. – National Institute of Standards and Technology, 2015. – 131 p.

8. Ferrero, A. Low-uncertainty absolute radiometric calibration of a CCD / A. Ferrero, J. Campos, A. Pons // Metrologia. – 2006. – Vol. 43, no. 2. – P. 17–21.

9. Князев, М. Г. Расчет пороговых значений потока излучения и освещенности для ПЗС матриц KODAK KAI-1003M, KODAR KAI-1020, PHILIPS FTF3020M / М. Г. Князев, А. В. Бондаренко, И. В. Докучаев // Цифровая обработка сигналов. – 2006. – № 3. – С. 49–56.

10. Jae, S. Lim. Two-Dimensional Signal and Image Processing / Lim Jae S. – Prentice Hall PTR, 1989. – 694 p.


Дополнительные файлы

Для цитирования:


Литвинович Г.С., Бручковский И.И. Алгоритм предварительной обработки данных линейки приборов с зарядовой связью на основе адаптивного фильтра Винера. Информатика. 2021;18(1):72-83. https://doi.org/10.37661/1816-0301-2021-18-1-72-83

For citation:


Litvinovich H.S., Bruchkouski I.I. Algorithm for preliminary processing of charge coupled devices array data based on the adaptive Wiener filter. Informatics. 2021;18(1):72-83. (In Russ.) https://doi.org/10.37661/1816-0301-2021-18-1-72-83

Просмотров: 145


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1816-0301 (Print)
ISSN 2617-6963 (Online)