[發明專利]電子倍增CCD噪聲模型的參數估計方法

無效

• 申請號: 201210575506.6
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103077303A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 張聞文;鄒盼;陳錢;顧國華;何偉基;錢惟賢;隋修寶;屈惠明;路東明;于雪蓮;王利平;王慶寶;張毅
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

1.一種電子倍增CCD噪聲模型的參數估計方法，其特征在于步驟如下：?

第一步，參數初始化設置，把電子倍增CCD的噪聲分布模型進行初始化設置，噪聲分布模型為混合泊松-高斯分布模型，混合泊松-高斯分布模型進行初始化設置就是擬作混合高斯分布模型進行處理，即令l＝m-1,μ₁＝F²G²μ,μ_m＝l，則混合泊松-高斯分布模型用下式表示：?

其中：?

f_m為第m個高斯分量的概率密度函數，μ_m、分別為第m個高斯元的均值、方差，其中，ε_m為加權系數，滿足

第二步，極大似然化得到參數估計值，求得樣本值來自第m個高斯源的后驗概率密度，即求潛在數據z_nm，將其代入對數函數求偏導，求出μ_m、和ε_m的參數估計值后，用方程求根的方法可求出ε_m對應的μ解，將求得的m個μ解取平均即為參數μ的最終估計值，σ²的參數估計值如下式所示：?

由此得到泊松噪聲μ和高斯噪聲σ²的最終迭代估計值；?

第三步，判斷步，依據循環終止條件，判斷是否滿足終止條件，若滿足則迭代停止，若不滿足則把迭代值設為初始值，重新迭代計算，其中循環終止條件依據式如下式所示，若迭代估計值滿足終止條件，則終止迭代：?

其中，表示第i次參數估計向量的第j個元素，R為預先設定的估計改善上限；R的確定方法是：觀察每組R下參數估計值隨迭代次數增加的收斂?情況，選擇收斂速度較快且估計精度較高的R值。?

2.根據權利要求1所述的電子倍增CCD噪聲模型的參數估計方法，其特征在于：第一步中，進行參數估計的圖片為電子倍增CCD本底圖片或暗場圖片，用矩估計法計算得到的μ的估計值作為初始值，選擇合適的樣本l范圍，使加權系數的和趨于1，確定M的值。?

3.根據權利要求1所述的電子倍增CCD噪聲模型的參數估計方法，其特征在于：第二步中，具體實施方式如下：?

①求樣本值來自第m個高斯源的后驗概率密度，定義z_nm作為指示向量：當x_n在第m個分布元中時，z_nm＝1，否則z_nm＝0，z_nm指示了樣本值x_n的來源，有：?

上式中，f(x_n/m,θ)是模型中高斯元的概率密度函數，即為：?

②求極大值，將(4)代入對數函數，對對數函數進行求偏導，令其偏導數為0求最大值：?

所以l_c(θ)的數學期望為：?

把(4)、(5)代入(7)中，令偏導數可求出μ_m的參數估計值；同理，可求出和ε_m的參數估計值，如式（9）和式（10）所示：?

③計算噪聲參數值，ε_m代表第m個高斯元的混合參數，因為ε_m與μ滿足：?所以可根據ε_m與μ的關系式，用方程求根的方法可求出ε_m對應的μ解，將求得的m個μ解取平均即為參數μ的最終估計值，σ²的參數估計值由式(11)求得：?