紅外監(jiān)測設(shè)備在探測目標(biāo)時信號傳輸和處理過程會接收到一些隨機或不規(guī)則的無用信號,通常把這些無用信號稱之為“噪聲”。
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降噪前 降噪后
圖片源于網(wǎng)絡(luò)
設(shè)備的每個組成部分可能都會引進噪聲,這些噪聲主要包括:背景光子噪聲、熱噪聲、讀出電路噪聲、探測器噪聲和光學(xué)系統(tǒng)噪聲,最終表現(xiàn)為降低圖像質(zhì)量和目標(biāo)探測能力。
這些噪聲產(chǎn)生的機理各不相同,在不同頻段下對設(shè)備性能起主要影響作用的噪聲可能也不一樣,系統(tǒng)性地降低噪聲是實現(xiàn)高性能探測的有效路徑之一。
什么是背景光子噪聲?
紅外探測器的光敏材料通過吸收光子產(chǎn)生光電子,但是送達至探測器表面的背景光子通量具有隨機性,會引起探測器輸出電壓值或者電流值的微量隨機變化,從而影響圖像質(zhì)量和目標(biāo)探測能力。背景光子噪聲受探測器光敏材料影響較大,通常在所有噪音中占比較多,決定了紅外探測器性能的極限。
什么是熱噪聲?
熱噪聲是指導(dǎo)體中電荷載流子的隨機熱運動產(chǎn)生的噪聲。這種載流子的運動類似于微粒的布朗運動,隨著溫度的升高,這種熱運動變的更加劇烈,熱噪聲也會隨之變大。總體來看,熱噪聲小于背景光子噪聲。
什么是讀出電路噪聲?
讀出電路噪聲指讀出電路中所用器件的固有噪聲,以及由電路結(jié)構(gòu)和電路工作方式引入的附加噪聲,主要受到電路器件選材、電路設(shè)計等的影響。
什么是探測器噪聲?
紅外探測器在工藝制備過程中存在較高的技術(shù)難度,芯片像元的尺寸差異、材料的復(fù)合摻雜、材料密度的不均勻等問題,都會導(dǎo)致像元的非均勻性,并由此產(chǎn)生一定的噪聲。
什么是光學(xué)系統(tǒng)噪聲?
紅外光學(xué)鏡頭由于各處材料對紅外輻射吸收和反射的不同,能量損失不同,從而產(chǎn)生能力損失帶來的圖像噪聲。光學(xué)系統(tǒng)噪聲主要受紅外光學(xué)鏡頭材料和加工工藝水平等的影響。