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第1章 绪论1

1.1 图像传感器1

1.1.1 CCD传感器1

1.1.2 CMOS传感器4

1.1.3 多模态传感器7

1.2 多模态传感器基元程控成像技术10

1.3 遥感图像超分辨率技术11

1.3.1 基于地面图像的超分辨率处理技术11

1.3.2 星地结合超分辨率处理技术13

1.4 数字域TDI技术14

1.5 可见光图像运动地物检测技术15

第2章 图像传感器原理19

2.1 固态图像传感器的发展19

2.2 图像传感器材料20

2.3 传感器工作原理22

2.3.1 光电荷的产生22

2.3.2 光电荷的收集23

2.3.3 电荷转移及检测26

2.4 传感器的噪声27

2.4.1 固定图像噪声28

2.4.2 时域噪声31

2.5 光电转换能力32

第3章 图像传感器制造工艺35

3.1 单晶硅生长35

3.2 半导体制造工艺36

3.2.1 光刻技术36

3.2.2 氧化生长和去除38

3.2.3 硅的生长和刻蚀38

3.2.4 介质隔离39

3.2.5 杂质的注入40

3.2.6 金属化41

3.3 芯片的封装42

第4章 CCD和CMOS图像传感器45

4.1 CCD图像传感器45

4.1.1 CCD图像传感器结构45

4.1.2 电荷的转移机理47

4.1.3 掩埋型MOS电容结构48

4.1.4 CCD工作模式49

4.2 CMOS图像传感器51

4.2.1 CMOS图像传感器的基本架构51

4.2.2 CMOS图像传感器性能54

4.2.3 实用技术介绍61

4.3 图像传感器的比较和应用67

4.3.1 图像传感器的比较67

4.3.2 CCD图像传感器的应用68

4.3.3 CMOS图像传感器的应用72

第5章 多模态CMOS传感器设计74

5.1 新传感器设计概念74

5.2 多模态CMOS传感器设计74

5.3 基元程控技术75

5.4 传感器性能实现及优化76

5.4.1 量子效率77

5.4.2 信噪比78

5.4.3 分辨率78

5.4.4 图像帧率78

5.5 采样模式研究79

5.5.1 面向目标精细及暗弱特征提取的MS-CMOS传感器设计79

5.5.2 基于传感器逐行控制的运动目标探测方法80

5.5.3 基于传感器隔行控制的运动目标探测方法81

5.5.4 基于传感器相邻区域控制的运动目标探测方法81

5.5.5 基于传感器高频采样的运动目标探测方法82

5.5.6 基于倾斜采样传感器斜模式的运动目标探测方法83

第6章 数字域TDI-COMS技术84

6.1 概述84

6.2 数字域TDI-CMOS成像系统86

6.2.1 TDI成像技术概述86

6.2.2 CMOS图像传感器的工作原理89

6.2.3 数字域TDI-CMOS成像系统91

6.2.4 数字域TDI-CMOS成像系统与TDI-CCD成像系统性能比较92

6.3 数字域TDI成像技术原理94

6.3.1 基本数字域TDI算法94

6.3.2 自适应数字域TDI算法105

6.3.3 数字域TDI图像信噪比数学模型110

6.4 数字域TDI成像试验平台方案113

6.4.1 实验平台硬件架构113

6.4.2 数字域TDI-CMOS相机硬件设计114

6.4.3 数字域TDI-CMOS相机软件设计115

6.4.4 试验验证118

6.4.5 主要技术指标验证119

6.4.6 数字域TDI图像SNR模型验证121

6.4.7 自适应曝光验证123

6.4.8 自适应数字域TDI成像验证124

第7章 基于序列图像的超分辨率处理技术126

7.1 超分辨率重构方法126

7.1.1 非均匀插值方法126

7.1.2 插值后的处理方法134

7.1.3 Landweber迭代方法138

7.1.4 带预处理的交替方向乘子方法142

7.2 基于L0正则化约束的图像超分辨率重建147

7.2.1 引言148

7.2.2 图像观测模型149

7.2.3 超分辨率重建中的模糊函数149

7.2.4 重建方法154

7.2.5 实验与结果157

7.2.6 总结164

7.3 基于双边结构张量的局部自适应图像超分辨率重建方法164

7.3.1 引言165

7.3.2 MAP超分辨率重建框架165

7.3.3 常用的图像先验模型167

7.3.4 局部自适应的超分辨率重建方法170

7.3.5 实验与结果173

7.3.6 总结178

7.4 亮度-梯度联合约束超分辨率重建178

7.4.1 引言178

7.4.2 几何运动估计方法179

7.4.3 重建方法187

7.4.4 实验与结果188

7.4.5 总结192

第8章 多模态遥感图像运动地物检测与速度测算194

8.1 图像运动地物检测与速度测算194

8.1.1 相关技术现状194

8.1.2 总体技术路线200

8.1.3 数字图像处理相关概念201

8.1.4 运动地物检测预先处理203

8.1.5 运动地物自动检测206

8.1.6 运动地物识别方法216

8.1.7 运动地物速度测算222

8.1.8 动画遥感图像225

8.1.9 总结与展望227

8.2 多模态遥感图像运动地物跟踪232

8.2.1 相关技术现状232

8.2.2 运动地物跟踪234

参考文献242