[發明專利]一種條狀單粒子成像噪聲的建模方法

有效

• 申請號: 201810629221.3
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108805887B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 王海涌;田國元;朱宏玉;王可東
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12;G06T7/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種條狀單粒子成像噪聲的建模方法。所述內容包括：單粒子斜向射向成像芯片，會造成沿單粒子直線軌跡的牽連像素均呈高灰度值或飽和。針對條狀單粒子進行成像模擬，灰度賦值的對象是沿單粒子直線軌跡的牽連像素，灰度賦值數學模型是以單粒子直線軌跡切割像素的面積或者單粒子直線軌跡被像素裁切的線段的長度作為一個自變量的函數表達式。所述自變量可以選擇單粒子直線軌跡切割像素所獲得兩部分面積的較小者與像素面積的比值，也可以選擇單粒子直線軌跡被像素裁切的線段的長度，也可以選擇單粒子直線軌跡被像素裁切的線段的長度的平方。用本發明生成的單粒子噪聲成像圖與仿真圖像疊加作為輸入，針對相機或星敏感器進行仿真實驗，可提高對單粒子干擾成像的工況模擬的相似度，擴大型號測試的工況覆蓋范圍，從而提高相機或星敏感器嵌入式系統的測試充分性。

(一)技術領域

本發明屬于圖像分析建模領域，尤其涉及一種條狀單粒子噪聲的建模方法。

(二)背景技術

單粒子現象的典型效果是擊毀、閉鎖和翻轉。

單粒子擊毀的效果是像素損壞，這種損壞往往是永久性的，在成像芯片像素陣列上造成“壞點”，灰度值為0。單粒子擊毀效果模擬容易，直接視為“壞點”生成即可。

單粒子閉鎖現象發生時可在器件的電源和地之間形成低阻通道，使器件進入數倍于正常工作電流的大電流維持狀態，往往需要斷電后重啟，否則也會導致功能喪失甚至器件燒毀。

單粒子翻轉屬于瞬態效應，本幀圖像產生單粒子翻轉成像，因電子電路恢復正常，下一幀圖像中則不再保持單粒子翻轉成像。

單粒子現象發生在時間上服從均勻分布隨機事件，空間上也是隨機均勻分布。因入射點可能在像元表面的任何位置，單粒子翻轉所影響的周圍4個像素的灰度值任何組合都有可能發生，因而毗鄰的這四個像素灰度值在灰度范圍內可隨機賦值，四像素相互獨立，可以模擬出一個單粒子翻轉的點狀圖像。單粒子閉鎖成像模擬需在連續幀中保持成像位置和灰度值不變，模擬圖像也成點狀。

現有的單粒子噪聲建模都針對點狀單粒子成像，然而實際工程中發現單粒子成像有的為條狀，原因在于單粒子與成像芯片陣列平面的入射角小，需要對這種典型的單粒子成像現象開展建模和仿真，針對這種條狀單粒子成像噪聲本發明提供了一種建模方法。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種條狀單粒子成像噪聲的建模方法。

本發明的目的是通過以下技術方法實現的：

單粒子斜向射向成像芯片，會造成沿單粒子直線軌跡的牽連像素均呈高灰度值或飽和。

針對條狀單粒子進行成像模擬，灰度賦值的對象是沿單粒子直線軌跡的牽連像素，灰度賦值數學模型是以單粒子直線軌跡切割像素的面積或者單粒子直線軌跡被像素裁切的線段的長度作為一個自變量的函數表達式。所述自變量可以選擇單粒子直線軌跡切割像素所獲得兩部分面積的較小者與像素面積的比值，也可以選擇單粒子直線軌跡被像素裁切的線段的長度，也可以選擇單粒子直線軌跡被像素裁切的線段的長度的平方。

本發明的有益效果說明如下：

本發明生成的單粒子噪聲成像圖與仿真圖像疊加作為輸入，針對相機或星敏感器進行仿真實驗，提高了對單粒子干擾成像工況模擬的相似度，擴大了型號測試的工況覆蓋范圍，從而提高相機或星敏感器嵌入式系統的測試充分性。

(四)附圖說明

圖1為斜向小角度射入的單粒子示意圖；

圖2為牽連像素的灰度賦值依據示意圖。

(五)具體實施方式

下面對本發明做更詳細的描述：