基于多挡增益的自适应光谱成像法研究 
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Adaptive Spectral Imaging Based on a Multiple-Gain Imaging Method
1 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
3 中国科学院大学, 北京 100049
图 & 表
图 1. 多增益自适应成像流程图
Fig. 1. Flowchart of adaptive imaging based on multiple-gain
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图 2. 4种特殊情况下的信号电子数
Fig. 2. Signal electron number in four special cases
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图 3. 单行和多行累加的SNR
Fig. 3. SNR of single row and multi rows
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图 4. SNR随挡位及比例的变化
Fig. 4. SNR changes with stages and ratio
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图 5. 条件约束后的挡位及比例
Fig. 5. Stages and ratio after constraint
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图 6. 条件约束后可行方案的动态范围
Fig. 6. Dynamic range of feasible scheme after condition constraint
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图 7. 各地物类型的信号电子数
Fig. 7. Number of signal electron number of various ground object types
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图 8. 几种水体类型的信噪比
Fig. 8. SNR of several water types
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表 1载荷参数设置及信噪比要求
Table1. Parameter setting and signal to noise ratio requirements of payload
| Band /nm | Main opticalefficiency /arb. units | Gratingefficiency /arb. units | Quantumefficiency /arb. units | SNR(typical) /arb. units |
|---|
| B1: 375.0--395.0 | 0.085509 | 1 | 0.55 | ≥260 | | B2: 402.0--422.0 | 0.266243 | 1 | 0.74 | ≥500 | | B3: 433.0--453.0 | 0.358966 | 1 | 0.85 | ≥500 | | B4: 467.5--482.5 | 0.463363 | 1 | 0.91 | ≥500 | | B5: 482.5--497.5 | 0.479922 | 1 | 0.92 | ≥500 | | B6: 510.0--530.0 | 0.516239 | 1 | 0.94 | ≥500 | | B7: 555.0--575.0 | 0.562384 | 1 | 0.95 | ≥500 | | B8: 607.0--627.0 | 0.539584 | 1 | 0.95 | ≥500 | | B9: 630.0--650.0 | 0.531985 | 1 | 0.93 | ≥500 | | B10:657.5--672.5 | 0.522113 | 1 | 0.91 | ≥440 | | B11:676.0--686.0 | 0.491244 | 1 | 0.88 | ≥340 | | B12:702.5--717.5 | 0.468914 | 1 | 0.83 | ≥360 | | B13:740.0--760.0 | 0.431699 | 1 | 0.75 | ≥320 | | B14:812.5--827.5 | 0.379597 | 1 | 0.57 | ≥200 | | B15:845.0--885.0 | 0.409370 | 1 | 0.46 | ≥230 |
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表 2MODTRAN参数设置
Table2. Parameter setting of MODTRAN
| Parameter | Setting |
|---|
| Spectral range | 350--920 nm(28740--10840 cm-1) | | Atmospheric path | A vertical or sloping path froman elevation to space | | Boundary temperature /K | 300 | | Volume fraction ofCO2 /106 | 380 | | Ozonecontent /(10-3 g·cm-2) | 0.642 | | Water vaporcontent /(g·cm-2) | 2.92 | | Visibility /km | 23 | | Observation height /km | 100 | | FWHM /cm-1 | 1 | | Atmospheric type | Mid latitude summer | | Aerosol | Marine type | | Observation azimuth /(°) | 0 | | Revolution time /d | 180 | | Solar altitude angle /(°) | 60 | | Observation zenith angle /(°) | 180 | | Cloud pattern | Cumulus | | Cloud bottom height /km | 0.66 | | Cloud top height /km | 3.0 |
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金鹏飞, 汤瑜瑜, 危峻. 基于多挡增益的自适应光谱成像法研究[J]. 光学学报, 2020, 40(11): 1111001. Pengfei Jin, Yuyu Tang, Jun Wei. Adaptive Spectral Imaging Based on a Multiple-Gain Imaging Method[J]. Acta Optica Sinica, 2020, 40(11): 1111001.
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