(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211057250.X (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 北京空间机电研究所 地址 100076 北京市丰台区南大红门路1号 9201信箱5分箱 (72)发明人 尤鑫川　王华　贺强民　薄姝　 夏丹妮　尹娜　 (74)专利代理 机构 中国航天科技专利中心 11009 专利代理师 茹阿昌 (51)Int.Cl. G01J 5/90(2022.01) G01J 5/53(2022.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 7/70(2017.01) (54)发明名称 一种面向非破坏性读出红外探测器的采样 方法 (57)摘要 一种面向非破坏性读出红外探测器的采样 方法， 包括： 测试非破坏性读出红外探测器的响 应线性度， 依据线性区的范围设置满阱检测阈 值； 在单帧图像的读出过程中， 在单个像元的采 样结束后读取该像元的存储参数， 计算并存储新 的参数， 依据探测器输出图像数据顺序， 逐行逐 列对每个像元依次进行上述操作； 在完成指定帧 数的读出后结束积分， 并依据存储参数计算最终 输出结果。 相比相关双采样等一般红外探测器常 用采样方法， 本发明方法可进一步降低读出噪 声； 相比标准斜坡采样等非破坏性读出红外探测 器专用采样方法， 该方法在降噪效果与其保持一 致的同时， 还极大地降低存 储空间需求。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115452168 A 2022.12.09 CN 115452168 A 1.一种面向非破坏性读出红外 探测器的采样方法， 其特 征在于， 包括： 使用标准 黑体测试非破坏性读出红外 探测器的无效像元； 标准黑体测试非破坏性读出红外探测器响应非线性度， 从响应曲线中提取出响应曲线 中非线性度≤1％的线性区起始值θ0与终止值θ； 其中， 响应曲线中的数据不包括无效像元 的数据； 使用非破坏性读出探测器对景物目标区域进行n积分成像， 获得n+1幅图像； 从图像中 剔除无效像元后利用线性区间范围[θ0， θ]， 分别对图像中每个像元进行处理， 获得每个像 元对应的像元满阱标志 位F(p， q)， 并获得每个像元对应的算法输出值V(p,q)作为遥感器的 预处理结果； 其中， p和q均为整数， 分别表示像元的行号和列号； 使用图像接收系统接收遥感器发送的预处理结果， 根据每个像元对应的像元满阱标志 位F(p， q)， 对预处理结果进行图像后处理， 获得处理后图像DN值V′(p,q)， 作为图像采样结 果。 2.根据权利要求1所述的一种面向非破坏性读出红外探测器的采样方法， 其特征在于， 确定图像中第p行第q列像元位置的像元满阱标志位F(p， q)的方法， 具体为： 将n+1个图像中所有第p行第q列像元的DN 值作为一组待筛 选数据序列； 若第p行第q列像元的待筛选数据序列中存在数据点DN值大于θ 的数据点， 则令第p行第 q列像元位置的像元满阱标志位F(p,q)＝1， 反 之， 则令F(p,q)＝0 。 3.根据权利要求2所述的一种面向非破坏性读出红外探测器的采样方法， 其特征在于， 每个像元对应的算法输出值V(p,q)的方法， 具体为： 利用线性区间范围[ θ0， θ ]， 分别对每个像元的待筛选 数据序列中的数据进行筛选处理， 获得属于线性区间范围的数据组成每 个像元的有效数据 序列； 根据每个像元位置的像元满阱标志位和每个像元位置对应的有效数据序列， 分别确定 每个像元对应的算法输出值V(p,q)。 4.根据权利要求3所述的一种面向非破坏性读出红外探测器的采样方法， 其特征在于， 若第p行第q列像元对应的有效数据序列中存在两个及以上的数据点， 且该像元位置的像元 满阱标志位F(p,q)＝0， 则第p行第q列像元对应的算法输出值V(p,q)如下： Si(p,q)＝Si‑1(p,q)+Ri(p,q)×(2i‑m) SRi(p,q)＝SRi‑1(p,q)+Ri(p,q) 其中， 从0开始按采样顺序对第p行第q列像元对应的有效数据序列中的m+1个数据进行 编号处理， 在 i为0时， S0(p,q)＝‑m×R0(p,q)； SR0(p,q)＝R0(p,q)； R0(p,q)为第p行第q列像 元对应的有效数据 序列中编号 为0的数据对应的DN 值。 5.根据权利要求3所述的一种面向非破坏性读出红外探测器的采样方法， 其特征在于， 若第p行第q列像元对应的有效数据序列中存在两个及以上的数据点， 且该像元位置的像元 满阱标志位F(p,q)＝1， 则第p行第q列像元对应的算法输出值V(p,q)如下： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115452168 A 2Si(p,q)＝Si‑1(p,q)+Ri(p,q)×(2i‑m) SRi(p,q)＝SRi‑1(p,q)+Ri(p,q) 其中， 从0开始按采样顺序对第p行第q列像元对应的有效数据序列中的m+1个数据进行 编号处理， 在 i为0时， S0(p,q)＝‑m×R0(p,q)； SR0(p,q)＝R0(p,q)； R0(p,q)为第p行第q列像 元对应的有效数据 序列中编号 为0的数据对应的DN 值。 6.根据权利要求3所述的一种面向非破坏性读出红外探测器的采样方法， 其特征在于， 若第p行第q列像元对应的有效数据序列中仅存在一个数据点或有效数据序列为空， 且该像 元位置的像元满阱标志位F(p,q)为任意值， 则第p行第q列像元对应的算法输出值V(p,q)为 0。 7.根据权利要求2～6任意一项所述的一种面向非破坏性读出红外探测器的采样方法， 其特征在于， 获得处 理后图像DN 值V′(p,q)的方法， 具体为： 在F(p,q)＝1时， V′(p,q)＝m ×V(p,q)； 在F(p,q)＝0时， V′(p,q)＝V(p,q)。 8.根据权利要求7所述的一种面向非破坏性读出红外探测器的采样方法， 其特征在于， 获得处理后图像DN值V′(p,q)后还包括根据每个像元对应的像元满阱标志位F(p， q)和处理 后图像DN值V′(p,q)， 调整非破坏性读出红外探测器的总积分时间， 提高后续图像输出质 量。 9.根据权利要求7所述的一种面向非破坏性读出红外探测器的采样方法， 其特征在于， 在图像中景物目标对应像元中存在像元满阱标志位F(p， q)＝1的像元时， 调整非破坏性读 出红外探测器的成像参数的方法， 具体为： 若景物目标对应 像元中存在处 理后图像DN 值为0的像元， 则增大总积分时间； 若景物目标对应像元中存在处理后图像DN值 高于饱和值θ 的150％的像元， 则 缩小总积 分时间； 其余情况， 则在后续成像过程中无需非破坏性读出红外 探测器的成像参数。 10.根据权利要求8所述的一种面向非破坏性读出红外探测器的采样方法， 其特征在 于， 在图像中景物目标对应像元中所有位置的像元满阱标志 位F(p， q)均为0时， 调整非破坏 性读出红外 探测器的成像参数的方法， 具体为： 若图像中景物目标对应像元的处理后图像DN值的最小值大于饱和值θ的50％， 则无需 调整成像参数； 反之应增大总积分时间， 使得处理后图像DN值的最小值大于饱和值θ的 50％。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115452168 A 3