Способ деселекции элементных последовательностей, максимально снижающих отношение сигнал/шум каналов инфракрасного фоточувствительного модуля с режимом временной задержки и накопления Российский патент 2024 года по МПК H01L27/148 

Описание патента на изобретение RU2818512C1

Заявляемый способ относится к средствам обнаружения дефектов в многоканальных инфракрасных (ИК) фоточувствительных модулях (ФМ) с режимом временной задержки и накопления (ВЗН) и применяется для обнаружения (выявления, детектирования) и деселекции (отключения) элементных последовательностей (цепочек), максимально снижающих отношение сигнал/шум (ОСШ), что повышает способность ИК ФМ обнаруживать маломощные оптические сигналы ИК диапазона. Каждый канал ИК ФМ имеет следующий состав:

- N фоточувствительных элементов ФЧЭ1,…,ФЧЭN;

- N входных ячеек ВЯ1,…,ВЯN, расположенных вдоль направления сканирования;

-N ключей RD1,…,RDN из общей для всех ВЯ коммутационной шины BUS;

- одна коммутационная шина BUS с N ключами RD1,…,RDN и N ключами RDT1,RDTN, общая для всех ВЯ;

- N ключей RDT1,…,RDTN из общей для всех ВЯ коммутационной шины BUS;

- N конденсаторов выборки-хранения СSHВЗН1,…,CSHВЗНN;

- N блоков ФНЧ/КУ1,…,ФНЧ/КУN для подстройки либо фильтра нижних частот (ФНЧ), либо коэффициента усиления (КУ);

- один ВЗН-регистр для суммирования и задержки сигнала в форме заряда;

- один зарядочувствительный усилитель Q/V;

- один аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

В каждом канале ИК ФМ имеются N фоточувствительных элементов ФЧЭ1,…,ФЧЭN, N входных ячеек ВЯ1…,ВЯN одна общая для всех ВЯ коммутационная шина BUScN ключами RD1,RDN и RDT1,RDTN, N конденсаторов выборки-хранения CSH ВЗН1 ,…,CSH ВЗНN, N блоков ФНЧ/КУ1,…,ФНЧ/КУ1, один ВЗН-регистр, а также один зарядочувствительный усилитель Q/V. Если ИК ФМ является цифровым, то после усилителя Q/V устанавливается один АЦП. В канале каждому ФЧЭ, (1≤i≤N) соответствуют свои ВЯi, ключи RDi и RDTi конденсатор выборки-хранения CSN ВЗНi и блок ФНЧ/КУi. Указанная элементная последовательность далее будет называться элементной цепочкой или цепочкой. Итого в каждом канале ИК ФМ содержится N цепочек. Далее по тексту N будет обозначать целое положительное число цепочек в канале ИК ФМ, одинаковое для каждого канала, N≥2.

Из статьи Гапонова О.В., Бурлакова В.И., Власовой О.И. «Деселекция избыточно шумящих элементов в каналах инфракрасных фоточувствительных модулей с режимом временной задержки и накопления для увеличения отношения сигнал/шум» (Успехи прикладной физики, 2023, т.11, №1, с. 42-51) известны подробное устройство и режимы работы ИК ФМ с режимом ВЗН, а также принципы работы каналов ИК ФМ и цепочек каналов ИК ФМ.

Из уровня техники известны способы обнаружения и деселекции дефектов, описанные, например, в патенте на изобретение №2672982 «Способ обнаружения неработоспособных фотодиодов с повышенной взаимосвязью в матричных фотоприемных устройствах ИК-диапазона спектра» (кл. H04N 5/33, 08.09.2017), статье Болтаря К.О., Грачева Р.В., Полунеева В.В. «Определение дефектных элементов матричных тепловизионных фотоприемников в процедуре двухточечной коррекции» (Прикладная физика, 2009, №1, с. 81-85) и других. Однако представленные способы применяются только в матричных фотоприемниках и не могут использоваться в ИК ФМ с режимом ВЗН.

Способы деселекции элементных цепочек, применяемые в ИК ФМ с режимом ВЗН для увеличения ОСШ каналов фотоприемника, можно разделить на две группы:

1) первая группа - способы, не учитывающие неоднородность чувствительности цепочек каналов ИК ФМ;

2) вторая группа - способы, учитывающие неоднородность чувствительности цепочек каналов ИК ФМ.

Первая группа способов применима для увеличения ОСШ каналов ИК ФМ только в том случае, если цепочки однородны по чувствительности. Известен способ, относящийся к первой группе, частично описанный в свидетельстве о государственной регистрации программы для ЭВМ №2020610021 «Программа для деселекции фоточувствительных элементов по среднеквадратическому отклонению» (16.12.2019, заявитель Акционерное общество «НПО «Орион»). Способ заключается в том, что в каждом канале ИК ФМ с режимом ВЗН деселектируется одинаковое число цепочек, имеющих максимальное среднеквадратическое отклонение (СКО) напряжения шума среди остальных цепочек канала. Перед деселекцией цепочки канала не оценивается, как повлияет отключение цепочки на ОСШ канала. Отсутствие данной оценки связано с тем, что способ применяется при однородности чувствительности цепочек. В этом случае на ОСШ канала будут оказывать влияние только шумы цепочек. При этом максимальное негативное влияние будут оказывать максимально шумящие цепочки.

Основным недостатком первой группы способов является ограниченное применение для увеличения ОСШ каналов ИК ФМ - необходима однородность чувствительности цепочек. Недостаток обусловлен отсутствием оценки того, как повлияет отключение цепочки на ОСШ канала. При неоднородности, чувствительности могут быть цепочки с большим шумом и высокой чувствительностью. Отключение таких цепочек может привести к снижению ОСШ канала вместо ожидаемого увеличения. Поэтому в случае неоднородности чувствительности необходимо оценивать, следует ли отключать данную цепочку. Неоднородность чувствительности цепочки может быть обусловлена разными причинами, одна из которых - различие ФЧЭ по размерам, характеризующим форму ФЧЭ.

Вторая группа способов лишена основного недостатка первой группы, поскольку перед отключением цепочки канала производится оценка влияния деселекции данной цепочки на ОСШ канала. Если по результатам оценки ОСШ канала увеличивается - данная цепочка канала отключается. Если же ОСШ канала не изменяется или снижается - то данная цепочка канала не отключается.

Ко второй группе относится способ, описанный в статье Балиева Д.Л., Болтаря К.О. «Влияние многократных термоударов на распределение элементов с повышенным шумом в многорядном МФПУ» (Прикладная физика, 2015, №3, с. 57-60). В известном способе предлагается отключением максимально шумящих цепочек увеличить ОСШ каналов ИК ФМ формата 6×576 с режимом ВЗН, что повышает способность ИК ФМ обнаруживать маломощные оптические сигналы ИК диапазона. Отключение максимально шумящих цепочек каналов ИК ФМ осуществляется после их выявления в каналах. Выявление максимально шумящих цепочек каналов ИК ФМ выполняется обработкой сигналов и шумов цепочек каналов ИК ФМ с использованием критериев детектирования максимально шумящих цепочек. Выявление максимально шумящих цепочек каналов ИК ФМ и их последующее отключение осуществляются после получения массивов многократных прямых измерений напряжения сигналов и шумов цепочек каналов ИК ФМ. Измерения проводят после установки абсолютно черного тела(АЧТ) на оптической оси с ИК ФМ и последующего облучения ИК ФМ посредством установленного АЧТ.

При детектировании максимально шумящих цепочек данным известным способом оценивается, как отключение максимально шумящей цепочки канала повлияет на ОСШ канала. ИК ФМ с режимом ВЗН. Если по результатам оценки ОСШ канала увеличилось - данная цепочка отключается, далее оценивается цепочка канала, имеющая максимальный шум среди оставшихся цепочек канала. Так продолжается, пока не отключится максимальное число цепочек канала или пока не найдется цепочка канала, отключение которой уменьшит или не изменит ОСШ канала. После переходят к оцениванию цепочек других каналов. Если же по результатам оценки ОСШ канала уменьшилось или не изменилось - данная цепочка не отключается, а оставшиеся цепочки канала не оцениваются. После этого переходят к оцениванию цепочек других каналов.

Основным недостатком рассмотренного известного способа второй группы является применимость только для одного формата ИК ФМ с режимом ВЗН. Недостаток обусловлен тем, что критерии детектирования максимально шумящих цепочек используют фиксированные значения параметров формата ИК ФМ N и М, где М - целое положительное число каналов ИК ФМ.

Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является известный способ второй группы, описанный в патенте на изобретение №2805779 С1 (кл. H01L 27/00, 03.05.2023). Наиболее близкий способ включает установку абсолютно черного тела на оптической оси с инфракрасным фоточувствительным модулем, облучение инфракрасного фоточувствительного модуля посредством абсолютно черного тела, многократные прямые измерения напряжений сигналов и шумов элементных последовательностей каналов инфракрасного фоточувствительного модуля, расчет средних арифметических значений напряжений сигналов и дисперсий напряжений шумов элементных последовательностей каналов инфракрасного фоточувствительного модуля, выявление элементных последовательностей каналов инфракрасного фоточувствительного модуля, подлежащих отключению и отключение выявленных цепочек каналов инфракрасного фоточувствительного модуля.

Данный способ предлагает отключением детектированных максимально шумящих цепочек увеличить ОСШ каналов ИК ФМ с режимом ВЗН, что повышает способность ИК ФМ обнаруживать маломощные оптические сигналы ИК диапазона. Так как наиболее близкий способ является модификацией известного способа второй группы, то он реализовывает те же принципы, что заложены в оригинале и описаны выше. Основное отличие модификации от оригинала - новый критерий детектирования максимально шумящих цепочек.

Наиболее близкий способ не только повышает ОСШ каналов ИК ФМ с режимом ВЗН, он повышает ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН. Эффект достигается новым критерием детектирования максимально шумящих цепочек, представляющим собой правила, в которых параметры формата ИК ФМ N и М присутствуют в виде переменных. Наиболее близкий способ устраняет основной недостаток рассмотренного известного способа второй группы, заключающийся в применимости только для одного формата ИК ФМ.

Недостатком наиболее близкого аналога и рассмотренных способов первой и второй групп является анализ влияния только максимально шумящих цепочек на ОСШ каналов ИК ФМ с режимом ВЗН. При этом не анализируется влияние цепочек, шум которых существенно меньше шума максимально шумящих цепочек. Негативное влияние таких цепочек (малошумя-щих цепочек) на ОСШ может быть соизмеримо с негативным влиянием максимально шумящих цепочек. Это может происходить, когда канал ИК ФМ имеет малошумящие цепочки, в которых чувствительность ФЧЭ значительно меньше чувствительности ФЧЭ максимально шумящих цепочек канала. Так как рассмотренные способы не анализируют влияние малошумящих и малочувствительных цепочек на ОСШ каналов ИК ФМ с режимом ВЗН, то не во всех каналах максимально повысится ОСШ. Из-за этого способность ИК ФМ обнаруживать маломощные оптические сигналы ИК диапазона увеличится не в полной мере.

Техническая задача, решаемая в заявляемом изобретении, заключается в максимальном увеличении ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН по сравнению с рассмотренными способами деселекции.

Технический результат предложенного изобретения заключается в повышении чувствительности ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН во всем ИК диапазоне (0,7÷1000 мкм), т.е. повышении способности ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН обнаруживать маломощные оптические сигналы ИК диапазона за счет деселекции цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН. Детектирование и деселекция цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ, обеспечивают максимальное увеличение ОСШ каналов ИК ФМ, что повышает способность ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН обнаруживать маломощные оптические сигналы ИК диапазона.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что устанавливают АЧТ на оптической оси с ИК ФМ, облучают ИК ФМ посредством АЧТ, проводят многократные прямые измерения напряжений сигналов и шумов элементных последовательностей каналов ИК ФМ, рассчитывают средние арифметические значения напряжений сигналов и дисперсий напряжений шумов элементных последовательностей каналов ИК ФМ, выявляют элементные последовательности каналов ИК ФМ, подлежащих отключению, отключают выявленные цепочки каналов ИК ФМ, отличающийся тем, что

выявление элементных последовательностей каналов ИК ФМ, подлежащих отключению, осуществляют обработкой рассчитанных средних арифметических значений напряжений сигналов и дисперсий напряжений шумов цепочек каналов ИК ФМ с помощью критерия детектирования цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ, представленного соотношением (1):

i-ая элементная последовательность j-ого канала максимально снижает отношение сигнал/шум j-ого канала, если левая часть соотношения больше правой части,

где i - целый положительный номер цепочки j-ого канала, где 1≤i≤N;

j - целый положительный номер канала ИК ФМ, где 1≤j≤М;

Si,j - среднее арифметическое значение напряжения сигнала i-ой цепочки j-ого канала, В2;

σi,j - дисперсия напряжения шума i-ой цепочки j-ого канала, В2.

По результатам обработки средних значений напряжений сигнала и дисперсий напряжений шума всех цепочек в каждом канале ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН детектируют и деселектируют цепочки, максимально снижающие ОСШ каналов ИК ФМ.

Физический смысл соотношения (1) заключается в следующем. Сперва для i-ой цепочки j-ого канала оценивается напряжение полезного сигнала SПi,j по формуле (2):

где SПi,j - оценка напряжения полезного сигнала i-ой цепочки j-ого канала, В.

Далее для j-ого канала ИК ФМ оценивается полное ОСШ SNRj, учитывающее влияние всех элементных цепочек j-ого канала - оно определяется как отношение оценки суммарного напряжения полезного сигнала j-ого канала к оценке суммарного напряжения шума j-ого канала. Полное ОСШ j-ого канала оценивается по формуле (3):

где SNRj - оценка полного ОСШ j-oгo канала, учитывающая влияние всех элементных цепочек j-ого канала;

SПj - оценка суммарного напряжения полезного сигнала j-ого канала, В;

σj - суммарная дисперсия напряжения шума j-ого канала, В2.

Суммарное напряжение SПj полезного сигнала j-ого канала оценивается по формуле (4):

Суммарная дисперсия σj напряжения шума j -ого канала оценивается по формуле (5):

После оценки полного ОСШ SNRj j-oro канала ИК ФМ оценивается ОСШ j-ого канала без учета влияния полезного сигнала и шума i-ой цепочки j-ого канала по формуле (6):

где SNRij - оценка ОСШ j-ого канала без учета влияния полезного сигнала и шума i-ой цепочки j-ого канала.

Далее определяется максимальное ОСШ j-ого канала среди ОСШ SNRjj j-ого канала по формуле (7):

где SNRmaх.j - максимальное ОСШ j-ого канала среди ОСШ SNRij j-oro канала.

Если i-ая цепочка j-ого канала действительно является цепочкой, максимально снижающей ОСШ j-ого канала ИК ФМ, то должно выполниться условие (8):

Из формул (2-7) видно, что условие (8) и есть соотношение (1). Если SNRmaxj>SNRj, то находят такую i-ую цепочку j-ого канала, SNRij- которой равна SNRmaxj, и считают, что i-ая цепочка j-ого канала является цепочкой, максимально снижающей ОСШ j-ого канала ИК ФМ, данную цепочку деселектируют.

Технический результат обеспечивается тем, что детектирование элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ, обеспечивается обработкой сигналов и шумов цепочек каналов ИК ФМ с использованием критерия детектирования элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ. Основное отличие критерия, применяемого в заявляемом способе, от критериев, применяемых в рассмотренных способах деселекции - новый критерий позволяет оценить влияние всех элементных цепочек на ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН.

Заявляемый способ решает задачу максимального увеличения ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН, что повышает способность ИК ФМ обнаруживать маломощные оптические сигналы ИК диапазона. Такой положительный эффект достигается за счет того, что в j-ом канале ИК ФМ анализируются средние арифметические значения напряжений сигналов и дисперсии напряжений шумов всех цепочек с помощью критерия детектирования цепочек, максимально снижающих ОСШ. Анализ всех цепочек j-ого канала позволяет оценить влияние каждой цепочки на ОСШ j-ого канала ИК ФМ. Таким же образом анализируются другие цепочки остальных каналов ИК ФМ. В результате анализа цепочек всех каналов ИК ФМ детектируются цепочки, максимально снижающие ОСШ каналов ИК ФМ. Детектированные цепочки подлежат деселекции.

Детектирование и деселекция цепочек заявляемым способом, базирующимся на обработке Sij и σij при помощи нового критерия, обеспечивают максимальное увеличение ОСШ каналов ИК ФМ по сравнению с детектированием и деселекцией цепочек рассмотренными способами деселекции. Это происходит за счет того, что новый критерий представляет собой правило, в котором оценивается влияние всех цепочек на ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН. Такое использование правила позволяет детектировать цепочки, максимально снижающие ОСШ каналов ИК ФМ. Новый критерий по сравнению с известными критериями является более общим правилом детектирования дефектных цепочек каналов ИК ФМ, так как новый критерий анализирует влияние всех цепочек на ОСШ каналов ИК ФМ, в том числе и максимально шумящих цепочек.

Сущность изобретения поясняется фигурами:

На фиг. 1 представлена блок-схема заявленного способа деселекции элементных последовательностей, максимально снижающих отношение сигнал/шум каналов ИК ФМ с режимом ВЗН.

На фиг. 2 представлена блок-схема примера осуществления заявляемого способа деселекции элементных последовательностей, максимально снижающих отношение сигнал/шум каналов ИК ФМ с режимом ВЗН.

На фиг. 3 представлен график поканального распределения ОСШ до деселекции.

На фиг. 4 представлен график поканального распределения ОСШ после деселекции не более двух цепочек известным способом первой группы.

На фиг. 5 представлен график поканального распределения ОСШ после деселекции не более двух цепочек наиболее близким способом, описанным в патенте на изобретение RU 2805779.

На фиг. 6 представлен график поканального распределения ОСШ после деселекции не более двух цепочек заявляемым способом деселекции элементных последовательностей, максимально снижающих отношение сигнал/шум каналов ИК ФМ с режимом ВЗН.

На фиг. 7 представлен график поканального распределения разницы между ОСШ после деселекции известным способом первой группы и ОСШ до деселекции.

На фиг. 8 представлен график распределения разницы между ОСШ после деселекции наиболее близким способом (RU 2805779) и ОСШ до деселекции.

На фиг. 9 представлен график поканального распределения разницы между ОСШ после деселекции заявляемым способом деселекции элементных последовательностей, максимально снижающих отношение сигнал/шум каналов ИК ФМ с режимом ВЗН, и ОСШ до деселекции.

На фиг. 10 представлен график поканального распределения разницы между ОСШ после деселекции заявляемым способом деселекции элементных последовательностей, максимально снижающих отношение сигнал/шум каналов ИК ФМ с режимом ВЗН, и ОСШ после деселекции наиболее близким способом.

На фиг. 11 представлен график поканального распределения разницы между ОСШ после деселекции заявляемым способом деселекции элементных последовательностей, максимально снижающих отношение сигнал/шум каналов ИК ФМ с режимом ВЗН, и ОСШ после деселекции известным способом первой группы.

Реализацию предлагаемого способа деселекции можно представить в виде схемы на фиг. 1. Сначала выполняют прямые многократные измерения напряжений сигналов и шумов элементных последовательностей в каналах ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН. Такие измерения возможны за счет переключения ИК ФМ из режима ВЗН, в котором выходной сигнал каждого канала представляет собой сумму сигналов всех цепочек соответствующего канала, в режим «bypass». В режиме «bypass» выходной сигнал каждого канала представляет собой не сумму сигналов всех цепочек соответствующего канала. В этом режиме выходной сигнал каждого канала есть выходной сигнал одной выбранной цепочки, номер выбранной цепочки одинаков для каждого канала.

После прямых многократных измерений вычисляют средние арифметические значения напряжений сигналов элементных цепочек каналов ИК ФМ и рассчитывают дисперсии напряжений шумов элементных цепочек каналов ИК ФМ. Затем выявляют элементные цепочки, максимально снижающие ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН. Выявление осуществляют с помощью критерия детектирования элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН. В итоге проводят деселекцию детектированных элементных цепочек.

Пример осуществления заявляемого способа деселекции элементных последовательностей, максимально снижающих отношение сигнал/шум каналов ИК ФМ с режимом ВЗН представлен на фиг.2.

На фиг. 2 обозначены следующие позиции:

1 - АЧТ с регулируемыми температурой и диаметром диафрагмы,

находящееся на оптической оси с модулятором, диафрагмой, заслонкой и ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН;

2 - модулятор оптического излучения;

3 - блок управления модулятором;

4 - внешняя металлическая зачерненная диафрагма с датчиком температуры;

5 - круглая зачерненная заслонка (устанавливается только при измерении напряжения шума);

6 - ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН;

7 - блок управления и питания (БУиП);

8 - персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ) со следующими программными блоками:

- виртуальный прибор (ВП) для дистанционного контроля БУиП;

- блок сохранения данных;

- блок расчета средних арифметических значений напряжений сигналов цепочек каналов ИК ФМ и дисперсий напряжений шумов цепочек каналов ИК ФМ;

- блок детектирования элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ.

Детектирование и деселекцию элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН, осуществляют следующим образом.

В первую очередь, устанавливают АЧТ 1 с регулируемыми температурой и диаметром диафрагмы на оптической оси с модулятором 2, диафрагмой 4, заслонкой 5 и ИК ФМ 6.

Затем выполняют питание и первичную настройку ИК ФМ 6 посредством БУиП 7, первичная настройка ИК ФМ 6 включает в себя переключение ИК ФМ 6 в режим ВЗН. Первичная настройка может выполняться вручную с лицевой панели БУиП 7, так и дистанционно с помощью ВП, который передает команды от ПЭВМ 8 к БУиП 7.

Затем включают АЧТ 1 с регулируемыми температурой и диаметром диафрагмы. После включают модулятор 2, управление которым выполняется с помощью блока 3. Изменяя температуру и диаметр диафрагмы АЧТ 1, а также скорость вращения диска модулятора 2 с помощью блока 3, настраивают формируемый оптический сигнал. Сформированный оптический сигнал попадает на ИК ФМ 6, перед ИК ФМ 6 на пути следования оптического сигнала устанавливают внешнюю металлическую зачерненную диафрагму 4 с датчиком температуры. Регулировка температуры диафрагмы 4 позволяет изменять мощность фонового излучения.

Затем выполняется юстировка, которая позволяет совместить ИК ФМ 6 с центром диафрагмы АЧТ 1.

После юстировки переходят к многократным прямым измерениям напряжений сигналов и шумов цепочек каналов ИК ФМ 6. Для этого переключают ИК ФМ 6 из режима ВЗН в режим «bypass», переключение режимов может выполняться вручную с лицевой панели БУиП 7, так и дистанционно с помощью ВП.

При многократных прямых измерениях сначала измеряют напряжения сигналов цепочек каналов ИК ФМ 6. Для этого температура АЧТ 1 и диаметр диафрагмы АЧТ 1, а также скорость вращения диска модулятора 2 настраиваются таким образом, чтобы равномерно засветить все ФЧЭ в ИК ФМ 6.

После настройки АЧТ 1 и модулятора 2 выполняют измерения n значений напряжения сигнала для каждой цепочки каждого канала ИК ФМ 6. n лежит в пределах нескольких сотен тысяч. Переключение между цепочками может выполняться вручную с лицевой панели БУиП7, так и дистанционно с помощью ВП.

После измерений напряжений сигналов проводят многократные прямые измерения напряжений шумов цепочек каналов ИК ФМ 6. Для этого круглая зачерненная заслонка 5 располагается между охлажденной диафрагмой 4 и ИК ФМ 6, при этом круглая зачерненная заслонка 5 должна полностью заслонять ИК ФМ 6 от излучения АЧТ 1. Таким образом, круглая зачерненная заслонка 5 выступает в качестве источника оптического сигнала. После этого выполняются измерения n значений напряжения шума для каждой цепочки каждого канала ИК ФМ 6. Количество измерений напряжения шума каждой цепочки каждого канала совпадает с количеством измерений напряжения сигнала каждой цепочки каждого канала. Переключение между цепочками при измерении шумов выполняется также, как и при измерении сигналов.

Время измерения напряжения сигнала одной цепочки определяется, исходя из n измерений напряжения сигнала и скорости измерения напряжения сигнала, определяемой конкретной моделью ИК ФМ 6. Если скорость равна 465 измерениям в секунду, а n=209250, то деление n на скорость даст время измерения напряжения сигнала одной цепочки, равное 7,5 минутам. Измерения ведутся в параллельном режиме, это означает, что одновременно измеряются значения напряжения сигнала одной цепочки во всех каналах ИК ФМ 6. Таким же образом измеряется напряжение шума.

Выходные сигналы ИК ФМ 6, содержащие измерительную информацию, поступают от ИК ФМ 6 к БУиП 7 в ответ на команды, формируемые БУиП 7 в автоматическом режиме. БУиП 7 усиливает и фильтрует выходные сигналы ИК ФМ 6, после чего преобразует обработанные сигналы в цифровой вид, пригодный для приема со стороны ПЭВМ 8. Обработанные и оцифрованные выходные сигналы ИК ФМ 6 накапливаются в памяти БУиП 7. Далее БУиП 7 считывает из своей памяти накопленные данные и передает их в ПЭВМ 8 в ответ на команды, формируемые ПЭВМ 8 в автоматическом режиме.

Данные, полученные ПЭВМ 8, обрабатываются ВП, в процессе обработки выделяется измерительная информация. Из ВП измерительная информация передается в блок сохранения данных, который сохраняет ее в памяти ПЭВМ 8.

Сохраненная измерительная информация передается в блок расчета средних арифметических значений напряжений сигналов цепочек каналов ИК ФМ 6 и дисперсий напряжений шумов цепочек каналов ИК ФМ 6. По полученной измерительной информации блок рассчитывает средние арифметические значения напряжений сигналов и дисперсии напряжений шумов цепочек каналов ИК ФМ 6. Для краткости дисперсия напряжения шума будет обозначаться как дисперсия шума, а среднее арифметическое значение напряжения сигнала как средний сигнал.

Результаты расчетов передаются в блок детектирования элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ 6. В блоке детектирования оператор вводит параметры ИК ФМ 6, такие как параметры формата N и М, а также параметр K. Блок детектирования реализует критерий детектирования элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ 6 произвольного формата с режимом ВЗН.

Блок детектирования элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ 6, формирует файл, в котором записана информация о цепочках, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ 6. Через ВП данный файл выбирается оператором. ВП преобразует считанную из выбранного файла информацию в одномерный массив байт. Оператор отправляет данный массив от ПЭВМ 8 к БУиП 7. БУиП 7 принимает отправленный массив и считывает из него, в каких каналах ИК ФМ 6 расположены цепочки, максимально снижающие ОСШ каналов ИК ФМ 6. Для каждого такого канала считываются число и позиции цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ 6. Затем БУиП 7 организовывает деселекцию указанных выше цепочек в каналах ИК ФМ 6, отправляя соответствующие команды ИК ФМ 6.

На этом детектирование и деселекция элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН, завершаются.

Обработка измерительной информации происходит следующим образом.

По измерительной информации рассчитывают средние сигналы и дисперсии шумов цепочек каналов ИК ФМ. Результаты расчетов для каждого j-ого канала представляют собой выборку из N значений дисперсий шума цепочек σ1,j…,σi,j…σN,j, а также выборку из значений средних сигналов цепочек S1,j,…, Si,j,…SN,j. Выборку из N значений средних сигналов цепочек преобразуют в выборку из N значений полезных сигналов цепочек SП1,j,…SПi,j,…SПN,j. Полезный сигнал SПi,j i-ой цепочки j-ого канала оценивают по формуле (2).

По результатам оценок детектируют элементные цепочки, максимально снижающие ОСШ каналов ИК ФМ. При детектировании данных цепочек используют новый, по отношению к известным способам, критерий детектирования дефектных цепочек. Критерий обнаруживает цепочки, максимально снижающие ОСШ каналов ИК ФМ, посредством обработки средних сигналов и дисперсий шумов каждой цепочки каждого канала. Обнаруженные цепочки подлежат деселекции.

В ИК ФМ с режимом ВЗН существует ограничение по числу отключаемых цепочек в канале. Число цепочек канала, после деселекции которых возможно компенсировать потери сигнала канала, обозначим как K, где K∈Z+. K - максимальное число цепочек канала, отключение которых не приводит к невосполнимым потерям сигнала канала, причем K одинаковое для всех каналов ИК ФМ.

При проведении деселекции происходят потери сигнала в каналах, в которых отключили хотя бы одну дефектную цепочку. Чем больше отключенных цепочек в канале, тем больше потери. Потери необходимо восполнять. Потери восполняемы только тогда, когда отключается не более K цепочек канала. Параметр K определяется техническими возможностями конкретной модели ИК ФМ. Условие K∈Z+определено сутью способа деселекции - повышение ОСШ каналов ИК ФМ с режимом ВЗН за счет отключения целого положительного числа цепочек в каналах. Без отключения цепочек (K=0) повышения ОСШ не будет.

Модели ИК ФМ с режимом ВЗН различаются по параметру K. Существуют ИК ФМ, способные компенсировать потери сигнала в канале от двух и менее деселектированных цепочек канала (K=2), есть ИК ФМ, способные компенсировать потери сигнала в канале от трех и менее деселектированных цепочек канала (K=3). Поскольку невозможно компенсировать потери сигнала в канале при отключении всех цепочек канала - параметр K для всех моделей ИК ФМ с режимом ВЗН будет удовлетворять условию K≤N-1.

Критерий позволяет сравнить полное ОСШ SNRj j-oro канала, учитывающее влияние всех цепочек данного канала, со следующими ОСШ: SNRij, не учитывающее влияние полезного сигнала и шума первой цепочки j-ого канала, SNRij, не учитывающее влияние полезного сигнала и шума i-ой цепочки j-ого канала, SNRNj, не учитывающее влияние полезного сигнала и шума N-ой цепочки j-ого канала. Критерий представляет собой цикл, который последовательно проходит по N цепочкам j-го канала и повторяется для каналов ИК ФМ с другими номерами.

Формулировка критерия исходит из следующего. Имеется ИК ФМ формата N×M c режимом ВЗН, в каждом канале которого нельзя отключать более K цепочек, максимально снижающих ОСШ канала. При этом задано k - начальное число элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ j-ого канала. Если среди ОСШ j-ого канала SNRij,…SNRNj есть такие ОСШ, что больше полной ОСШ j-ого канала SNRj, то максимально снижающей ОСШ j-ого канала признается такая i-ая цепочка j-ого канала, ОСШ SNRij которой максимально больше SNRj.

Критерий детектирования элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН, определяется последовательностью действий:

1) задают N×M- формат ИК ФМ с режимом ВЗН, при этом должны выполняться условия: N∈Z+, N≥2 и M∈Z+;

2) задают K - допустимое число деселектируемых цепочек в каждом канале ИК ФМ, при этом должны выполняться условия: К∈Z+и К≤N-1

3) задают j=1, где j - номер канала;

4) задают k=0, где k - начальное число элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ j-ого канала;

5) задают i=1, где i - номер цепочки j-ого канала;

6) оценивают полезные сигналы SПij i-ой цепочки j-ого канала по формуле (2);

7) увеличивают i на единицу. Если i≤N, то возвращаются к шагу 6. Если же i>N, то переходят к шагу 8;

8) оценивают суммарный полезный сигнал SПj j-ого канала по формуле (4);

9) оценивают суммарную дисперсию σj j-ого канала по формуле (5);

10) оценивают полное ОСШ SNRj j-oгo канала по формуле (3);

11) задают i=1, где i - номер цепочки j-ого канала;

12) рассчитывают ОСШ SNRij j-ого канала без учета влияния полезного сигнала SПij и шума σji i-ой цепочки j-ого канала ИК ФМ по формуле (6);

13) увеличивают i на единицу. Если i≤N, то возвращаются к шагу 12. Если же i>N, то переходят к шагу 14;

14) вычисляют максимальное ОСШ SNRmaх.ij j-ого канала среди ОСШ SNRij j-oгo канала по формуле (7). Если условие (8) не выполняется, то считают, что в j-ом канале имеются ровно k цепочек, максимально снижающих ОСШ j-ого канала. Переходят к шагу 15; Если же условие (8) выполняется, то находят такую i-ую цепочку j-ого канала, ОСШ SNRij которой равна ОСШ SNRmaxJ. Задают SПij=0В и σij=0В2. Принимают, что для j-го канала i-ая цепочка является цепочкой, максимально снижающей ОСШ j-го канала.

Считают, что в j-ом канале имеются как минимум k+1 цепочек, максимально снижающих ОСШ j-го канала. Переходят к шагу 17;

15) увеличивают номер канала у на единицу;

16) если j≤М, то возвращаются к четвертому шагу. Если же j>М, то переходят к шагу 19;

17) увеличивают к на единицу;

18) если k<K, то возвращаются к пятому шагу. Если же k≥K, то считают, что в j-ом канале имеются как минимум K цепочек, максимально снижающих ОСШ j-го канала. Возвращаются к шагу 15;

19) завершают детектирование элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН.

На этом обработка измерительной информации завершается. Обнаруженные критерием элементные цепочки, максимально снижающие ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН, деселектируют.

Предлагаемый критерий детектирования элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН, позволяет анализировать влияние на ОСШ каналов не только максимально шумящих цепочек, но и малошумящих и малочувствительных цепочек. Это позволяет достигнуть требуемого технического результата, заключающегося в максимальном увеличении ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН по сравнению с рассмотренными способами деселекции.

Результаты деселекции элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ формата 6×576 с режимом ВЗН, при использовании заявляемого способа и рассмотренных известных способов деселекции иллюстрируются на фиг. 3-11. На указанных фигурах также приведено сравнение результатов деселекции заявляемым способом с результатами деселекции наиболее близким способом и известным способом первой группы. Результаты, представленные на фиг. 3-11, получены для ИК ФМ формата 6×576 (N=6, М=576) с режимом ВЗН и параметром K=2.

На фиг.3 продемонстрировано поканальное распределение ОСШ до деселекции. На графике по горизонтальной оси отложены номера каналов, а по вертикальной оси отложены значения ОСШ до деселекции в процентах от максимального значения ОСШ до деселекции. Непрерывной толстой линией обозначено поканальное распределение ОСШ до деселекции, а пунктирной толстой линией обозначено среднее арифметическое значение ОСШ до деселекции. Минимальное значение ОСШ равно 37%, максимальное значение ОСШ равно 100%, среднее арифметическое значение ОСШ равно 80,2%.

На фиг. 4 продемонстрировано поканальное распределение ОСШ после деселекции не более двух цепочек известным способом первой группы. На графике по горизонтальной оси отложены номера каналов, а по вертикальной оси отложены значения ОСШ после деселекции известным способом первой группы в процентах от максимального значения ОСШ до деселекции. Непрерывной толстой линией обозначено поканальное распределение ОСШ после деселекции известным способом первой группы, а пунктирной толстой линией обозначено среднее арифметическое значение ОСШ после деселекции. Минимальное значение ОСШ равно 37,5%, максимальное значение ОСШ равно 107,5%, среднее арифметическое значение ОСШ равно 85,8%.

На фиг. 5 продемонстрировано поканальное распределение ОСШ после деселекции не более двух цепочек наиболее близким способом. На графике по горизонтальной оси отложены номера каналов, а по вертикальной оси отложены значения ОСШ после деселекции наиболее близким способом в процентах от максимального значения ОСШ до деселекции. Непрерывной толстой линией обозначено поканальное распределение ОСШ после деселекции наиболее близким способом, а пунктирной толстой линией обозначено среднее арифметическое значение ОСШ после деселекции. Минимальное значение ОСШ равно 37,5%, максимальное значение ОСШ равно 107,5%, среднее арифметическое значение ОСШ равно 85,9%.

На фиг. 6 продемонстрировано поканальное распределение ОСШ после деселекции не более двух цепочек заявляемым способом. На графике по горизонтальной оси отложены номера каналов, а по вертикальной оси отложены значения ОСШ после деселекции заявляемым способом в процентах от максимального значения ОСШ до деселекции. Непрерывной толстой линией обозначено поканальное распределение ОСШ после деселекции заявляемым способом, а пунктирной толстой линией обозначено среднее арифметическое значение ОСШ после деселекции. Минимальное значение ОСШ равно 38,1%, максимальное значение ОСШ равно 107,6%, среднее арифметическое значение ОСШ равно 86,3%.

На фиг. 7 показано поканальное распределение разницы между ОСШ после деселекции известным способом первой группы и ОСШ до деселекции. На графике по горизонтальной оси отложены номера каналов, а по вертикальной оси отложены значения разницы между ОСШ после и до деселекции в процентах от максимального значения ОСШ до деселекции. Непрерывной толстой линией обозначено поканальное распределение разницы между ОСШ после и до деселекции, а пунктирной толстой линией обозначено среднее арифметическое значение разницы между ОСШ после и до деселекции. Видно, что после деселекции известным способом существуют 1,2% каналов, ОСШ которых уменьшилось, максимальная величина уменьшения ОСШ составила 6%. В остальных 98,2% каналов ОСШ увеличилось. Есть каналы, ОСШ которых после деселекции значительно увеличилось, максимальное величина увеличения ОСШ составила 30,2%. В среднем ОСШ каналов ИК ФМ после деселекции увеличилось на 5,6%.

На фиг. 8 показано распределение разницы между ОСШ после деселекции наиболее близким способом и ОСШ до деселекции. На графике по горизонтальной оси отложены номера каналов, а по вертикальной оси отложены значения разницы между ОСШ после и до деселекции в процентах от максимального значения ОСШ до деселекции. Непрерывной толстой линией обозначено поканальное распределение разницы между ОСШ после и до деселекции, а пунктирной толстой линией обозначено среднее арифметическое значение разницы между ОСШ после и до деселекции. Видно, что после деселекции наиболее близким способом существуют 2,3% каналов, ОСШ которых не изменилось. В остальных 97,7% каналов ОСШ увеличилось. Есть каналы, ОСШ которых после деселекции значительно увеличилось, максимальное увеличение составило 30,2%. В среднем ОСШ каналов ИК ФМ после деселекции увеличилось на 5,7%.

На фиг. 9 показано поканальное распределение разницы между ОСШ после деселекции заявляемым способом и ОСШ до деселекции. На графике по горизонтальной оси отложены номера каналов, а по вертикальной оси отложены значения разницы между ОСШ после и до деселекции в процентах от максимального значения ОСШ до деселекции. Непрерывной толстой линией обозначено поканальное распределение разницы между ОСШ после и до деселекции, а пунктирной толстой линией обозначено среднее арифметическое значение разницы между ОСШ до и после деселекции. Видно, что после деселекции заявляемым способом ОСШ увеличилось во всех каналах ИК ФМ. Минимальное увеличение ОСШ составило 1,1%, максимальное увеличение составило 30,2%. В среднем ОСШ каналов ИК ФМ после деселекции увеличилось на 6,1%.

На фиг. 10 показано поканальное распределение разницы между ОСШ после деселекции заявляемым способом и ОСШ после деселекции наиболее близким способом. На графике по горизонтальной оси отложены номера каналов, а по вертикальной оси отложены значения разницы между ОСШ после деселекции двумя способами в процентах от максимального значения ОСШ до деселекции. Непрерывной толстой линией обозначено поканальное распределение разницы между ОСШ после деселекции заявляемым способом и ОСШ после деселекции наиболее близким способом. Пунктирной толстой линией обозначено среднее арифметическое значение разницы между ОСШ после деселекции заявляемым способом и ОСШ после деселекции наиболее близким способом.

Сравнение двух способов показало, что после деселекции в 54,2% каналов заявляемый способ увеличивает ОСШ ровно на столько, насколько наиболее близкий способ увеличивает ОСШ. В остальных 45,8% каналов ИК ФМ заявляемый способ увеличивает ОСШ на большую величину по сравнению с наиболее близким способом. В таких каналах заявляемый способ максимально опережает наиболее близкий на 9,5%, а в среднем, заявляемый способ увеличивает ОСШ каналов ИК ФМ на 0,9% лучше по сравнению с наиболее близким способом. Необходимо отметить, что указанное среднее арифметическое значение рассчитывалось по тем 45,8% каналов ИК ФМ, в которых заявляемый способ увеличивает ОСШ лучше, чем наиболее близкий способ.

Обозначим через х величину увеличения ОСШ, измеряемую в процентах от максимального значения ОСШ до деселекции. Каналы ИК ФМ можно разделить на несколько множеств, разделение выполняется по тому, насколько лучше заявляемый способ деселекции увеличивает ОСШ каналов в сравнении с наиболее близким способом:

а) 54,2% каналов, в которых заявляемый способ не хуже наиболее близкого, х=0%;

б) 26,7% каналов, в которых заявляемый способ лучше наиболее близкого. 0%<х≤0,8%;

в) 12,3% каналов, в которых заявляемый способ лучше наиболее близкого. 0,8%<х≤1,6%;

г) 3,5% каналов, в которых заявляемый способ лучше наиболее близкого. 1,6%<х≤2,4%;

д) 1,9% каналов, в которых заявляемый способ лучше наиболее близкого. 2,4%<х≤3,2%;

е) 1,4% каналов, в которых заявляемый способ лучше наиболее близкого. 3,2%<х≤9,5%.

Заявляемый способ деселекции в 14,1% каналов оказался лучше наиболее близкого не менее чем на 1%. В остальных 85,9% каналов заявляемый способ не хуже или лучше наиболее близкого менее чем на 1%.

Из результатов сравнения заявляемого и наиболее близкого способов можно заключить, что в большинстве каналов цепочками, максимально снижающими ОСШ каналов ИК ФМ, являются максимально шумящие цепочки. В таком случае задачу увеличения ОСШ каналов ИК ФМ с режимом ВЗН за счет деселекции цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов, можно одинаково эффективно решать заявляемым и наиболее близким способами.

Однако в некоторых каналах цепочками, максимально снижающими ОСШ каналов ИК ФМ, являются малошумящие и малочувствительные цепочки. В таком случае задачу увеличения ОСШ каналов ИК ФМ с режимом ВЗН за счет деселекции цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов, нельзя решить с помощью наиболее близкого способа, так как он анализирует влияние только максимально шумящих цепочек, что подчеркивает частность наиболее близкого способа. Однако поставленную задачу можно решить посредством заявляемого способа.

На фиг. 11 показано поканальное распределение разницы между ОСШ после деселекции заявляемым способом и ОСШ после деселекции известным способом первой группы. На графике по горизонтальной оси отложены номера каналов, а по вертикальной оси отложены значения разницы между ОСШ после деселекции двумя способами в процентах от максимального значения ОСШ до деселекции. Непрерывной толстой линией обозначено поканальное распределение разницы между ОСШ после деселекции заявляемым способом и ОСШ после деселекции известным способом первой группы. Пунктирной толстой линией обозначено среднее арифметическое значение разницы между ОСШ после деселекции заявляемым способом и ОСШ после деселекции известным способом первой группы.

Сравнение двух способов показало, что после деселекции в 54,2% каналов заявляемый способ увеличивает ОСШ ровно на столько, насколько известный способ первой группы увеличивает ОСШ. В остальных 45,8% каналов ИК ФМ заявляемый способ увеличивает ОСШ на большую величину по сравнению с известным способом первой группы. В таких каналах заявляемый способ максимально опережает известный на 11,3%, а в среднем, заявляемый способ увеличивает ОСШ каналов ИК ФМ на 1% лучше по сравнению с известным способом первой группы. Необходимо отметить, что указанное среднее арифметическое значение рассчитывалось по тем 45,8% каналов ИК ФМ, в которых заявляемый способ увеличивает ОСШ лучше, чем известный способ первой группы.

Каналы ИК ФМ можно разделить на несколько множеств, разделение выполняется по тому, насколько лучше заявляемый способ деселекции увеличивает ОСШ каналов в сравнении с известным способом первой группы:

а) 54,2% каналов, в которых заявляемый способ не хуже известного способа первой группы, х=0 %;

б) 31,4% каналов, в которых заявляемый способ лучше известного способа первой группы. 0 %<х≤0,95%;

в) 10,6% каналов, в которых заявляемый способ лучше известного способа первой группы. 0,95%<х≤1,9%;

г) 1,4% каналов, в которых заявляемый способ лучше известного способа первой группы. 1,9%<х≤2,85%;

д) 0,7% каналов, в которых заявляемый способ лучше известного способа первой группы. 2,85%<х≤3,8%;

е) 1,7% каналов, в которых заявляемый способ лучше известного способа первой группы. 3,8%<х≤11,3%.

Заявляемый способ деселекции в 13,7% каналов оказался лучше известного способа первой группы не менее чем на 1%. В остальных 86,3% каналов заявляемый способ не хуже или лучше известного менее чем на 1%.

Из результатов сравнения заявляемого способа и известного способа первой группы можно сделать те же выводы, что были сделаны по результатам сравнения заявляемого и наиболее близкого способов.

Выводы, полученные из результатов сравнения заявляемого способа с наиболее близким способом и известным способом первой группы, позволяют заключить следующее. Применение заявляемого способа деселекции цепочек каналов ИК ФМ следует считать целесообразным, поскольку он является более общим способом деселекции элементных цепочек, максимально снижающих ОСШ каналов ИК ФМ произвольного формата с режимом ВЗН. Это достигается благодаря тому, что заявляемый способ использует новый критерий детектирования дефектных цепочек. Новый критерий по сравнению с другими является более общим правилом детектирования дефектных цепочек каналов ИК ФМ, поскольку новый критерий анализирует влияние всех цепочек на ОСШ каналов ИК ФМ, в том числе и максимально шумящих цепочек.

Похожие патенты RU2818512C1

название год авторы номер документа
Способ деселекции последовательностей избыточно шумящих элементов в каналах инфракрасного фоточувствительного модуля с режимом временной задержки и накопления 2023
  • Гапонов Олег Владимирович
  • Бурлаков Владислав Игоревич
  • Власова Ольга Викторовна
RU2805779C1
Сканирующее матричное фотоприемное устройство 2016
  • Патрашин Александр Иванович
  • Бурлаков Игорь Дмитриевич
RU2634376C1
СПОСОБ ОЦЕНИВАНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СИГНАЛОВ С ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ 2012
  • Егоров Владимир Викторович
  • Катанович Андрей Андреевич
  • Лобов Сергей Александрович
  • Маслаков Михаил Леонидович
  • Мингалев Андрей Николаевич
  • Смаль Михаил Сергеевич
  • Тимофеев Александр Евгеньевич
RU2548032C2
СПОСОБ ДЕМОДУЛЯЦИИ КРАТКОВРЕМЕННЫХ СИГНАЛОВ С МНОГОУРОВНЕВОЙ АБСОЛЮТНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ В УСЛОВИЯХ ЗАМИРАНИЙ 2018
  • Ивков Сергей Витальевич
  • Нохрин Олег Александрович
  • Печурин Вячеслав Викторович
RU2684605C1
ОПТИЧЕСКАЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННАЯ ГОЛОВКА САМОНАВЕДЕНИЯ С ОДНОЭЛЕМЕНТНЫМ ИНФРАКРАСНЫМ ПРИЕМНИКОМ ИЗЛУЧЕНИЯ 2023
  • Соловьев Владимир Александрович
  • Цаплюк Александр Иожефович
  • Грачев Иван Иванович
  • Тюмин Александр Андреевич
RU2825219C1
Устройство считывания с временной задержкой и накоплением сигналов в цифровом виде с многоэлементных фотоприемников инфракрасного излучения 2019
  • Кузнецов Петр Александрович
  • Мощев Иван Сергеевич
  • Ларионов Никита Александрович
RU2739159C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О ШУМЯЩИХ В МОРЕ ОБЪЕКТАХ 2001
  • Алексеев Н.С.
  • Величкин С.М.
  • Клячкин В.И.
  • Козлов Ю.М.
  • Обчинец О.Г.
  • Подгайский Ю.П.
RU2208811C2
Способ получения оптических изображений объектов, наблюдаемых при больших угловых скоростях, и устройство для его реализации 2017
  • Лагуткин Владимир Николаевич
  • Лукьянов Александр Петрович
RU2653087C1
УСТРОЙСТВО СЧИТЫВАНИЯ С ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКОЙ И НАКОПЛЕНИЕМ СИГНАЛОВ С МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ФОТОПРИЕМНИКОВ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 2012
  • Зверев Алексей Викторович
RU2498456C1
Способ дистанционного измерения концентрации газов в атмосфере 2017
  • Ершов Олег Валентинович
  • Климов Алексей Григорьевич
  • Неверов Семен Михайлович
RU2679455C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 818 512 C1

Реферат патента 2024 года Способ деселекции элементных последовательностей, максимально снижающих отношение сигнал/шум каналов инфракрасного фоточувствительного модуля с режимом временной задержки и накопления

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и касается способа деселекции элементных последовательностей, максимально снижающих отношение сигнал/шум каналов инфракрасного фоточувствительного модуля с режимом временной задержки и накопления. Способ включает облучение фоточувствительного модуля посредством абсолютно черного тела, измерение напряжений сигналов и шумов элементных последовательностей каналов фоточувствительного модуля, расчет средних арифметических значений напряжений сигналов и дисперсий напряжений шумов элементных последовательностей каналов, выявление элементных последовательностей каналов, подлежащих отключению, и отключение выявленных цепочек каналов фоточувствительного модуля. Выявление элементных последовательностей каналов, подлежащих отключению, осуществляют посредством обработки рассчитанных средних арифметических значений напряжений сигналов и дисперсий напряжений шумов элементных последовательностей каналов фоточувствительного модуля с использованием критерия детектирования элементных последовательностей, максимально снижающих отношение сигнал/шум. Технический результат заключается в увеличении чувствительности фоточувствительных модулей. 11 ил.

Формула изобретения RU 2 818 512 C1

Способ деселекции элементных последовательностей, максимально снижающих отношение сигнал/шум каналов инфракрасного фоточувствительного модуля с режимом временной задержки и накопления, включающий установку абсолютно черного тела на оптической оси с инфракрасным фоточувствительным модулем, облучение инфракрасного фоточувствительного модуля посредством абсолютно черного тела, многократные прямые измерения напряжений сигналов и шумов элементных последовательностей каналов инфракрасного фоточувствительного модуля, расчет средних арифметических значений напряжений сигналов и дисперсий напряжений шумов элементных последовательностей каналов инфракрасного фоточувствительного модуля, выявление элементных последовательностей каналов инфракрасного фоточувствительного модуля, подлежащих отключению, отключение выявленных цепочек каналов инфракрасного фоточувствительного модуля, отличающийся тем, что выявление элементных последовательностей каналов инфракрасного фоточувствительного модуля, подлежащих отключению, осуществляют посредством обработки рассчитанных средних арифметических значений напряжений сигналов и дисперсий напряжений шумов элементных последовательностей каналов инфракрасного фоточувствительного модуля с помощью критерия детектирования элементных последовательностей, максимально снижающих отношение сигнал/шум каналов инфракрасного фоточувствительного модуля, представленного соотношением:

i-я элементная последовательность j-го канала максимально снижает отношение сигнал/шум j-го канала, если левая часть соотношения больше правой части,

где i - целый положительный номер элементной последовательности j-го канала, где 1≤i≤N,

j - целый положительный номер канала инфракрасного фоточувствительного модуля, где 1≤j≤М,

N - целое положительное число элементных последовательностей в каждом канале инфракрасного фоточувствительного модуля,

М - целое положительное число каналов инфракрасного фоточувствительного модуля,

Si,j - среднее арифметическое значение напряжения сигнала i-й элементной последовательности j-го канала,

σi,j - дисперсия напряжения шума i-й элементной последовательности j-го канала,

по результатам обработки средних значений напряжений сигнала и дисперсий напряжений шума всех цепочек в каждом канале инфракрасного фоточувствительного модуля детектируют и деселектируют элементные цепочки, максимально снижающие отношение сигнал/шум каналов инфракрасного фоточувствительного модуля с режимом временной задержки и накопления.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2818512C1

О
В
Гапонов и др
"Деселекция избыточно шумящих элементов в каналах инфракрасных фоточувствительных модулей с режимом временной задержки и накопления для увеличения отношения сигнал/шум", УСПЕХИ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ, т
Походная разборная печь для варки пищи и печения хлеба 1920
  • Богач Б.И.
SU11A1
Устройство для усиления микрофонного тока с применением самоиндукции 1920
  • Шенфер К.И.
SU42A1
Способ обнаружения неработоспособных фотодиодов с повышенной взаимосвязью в матричных фотоприемных устройствах ИК-диапазона спектра 2017
  • Балиев Дмитрий Леонидович
  • Лазарев Павел Сергеевич
RU2672982C1
US 8445838 B1, 21.05.2013
US 6455832 B1, 24.09.2002.

RU 2 818 512 C1

Авторы

Гапонов Олег Владимирович

Бурлаков Владислав Игоревич

Даты

2024-05-02Публикация

2024-01-23Подача