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基于日盲紫外成像探测器的光子计数算法研究

杨锋 阮莹 吕扬 常文治 顾燕 赵维骏 郭一亮 杜非 朱波 焦国力 王广真

杨锋, 阮莹, 吕扬, 常文治, 顾燕, 赵维骏, 郭一亮, 杜非, 朱波, 焦国力, 王广真. 基于日盲紫外成像探测器的光子计数算法研究[J]. 红外技术, 2022, 44(3): 231-235.
引用本文: 杨锋, 阮莹, 吕扬, 常文治, 顾燕, 赵维骏, 郭一亮, 杜非, 朱波, 焦国力, 王广真. 基于日盲紫外成像探测器的光子计数算法研究[J]. 红外技术, 2022, 44(3): 231-235.
YANG Feng, RUAN Ying, LYU Yang, CHANG Wenzhi, GU Yan, ZHAO Weijun, GUO Yiliang, DU Fei, ZHU Bo, JIAO Guoli, WANG Guangzhen. Research on Photon Counting Algorithm Based on Solar Blind Ultraviolet Imaging Detector[J]. Infrared Technology , 2022, 44(3): 231-235.
Citation: YANG Feng, RUAN Ying, LYU Yang, CHANG Wenzhi, GU Yan, ZHAO Weijun, GUO Yiliang, DU Fei, ZHU Bo, JIAO Guoli, WANG Guangzhen. Research on Photon Counting Algorithm Based on Solar Blind Ultraviolet Imaging Detector[J]. Infrared Technology , 2022, 44(3): 231-235.

基于日盲紫外成像探测器的光子计数算法研究

基金项目: 

国家电网有限公司总部科技项目资助 GIS局部放电高准确度光、电感知技术研究及应用,52130420000J

详细信息
    作者简介:

    杨锋(1988-),男,工程师,硕士,主要从事日盲紫外器件的成像探测和图像处理。E-mail:yangfeng_nnvt@163.com

  • 中图分类号: TN233

Research on Photon Counting Algorithm Based on Solar Blind Ultraviolet Imaging Detector

  • 摘要: 为了完成对日盲紫外电晕信号的定量分析,本文设计了基于时间域的弥散圆斑光子计数算法来对成像系统所采集的图像进行量化分析。首先阐述了单光子探测的原理以及光子计数原理;然后设计了基于日盲紫外ICMOS的成像探测系统,为了满足荧光屏的余晖响应,优化了CMOS驱动,使得帧频可达390 fps;然后通过分析传统的连通域光子计数算法,提出了基于时间域的弥散圆斑光子计数算法;通过仿真实验,可知该算法较传统的技术算法具有更高的准确性;最后通过对紫外灯源的实验,验证了所设计的光子计数算法可以在成像探测系统中硬件实现,并且计数的效果良好。
  • 图  1  单光子探测原理框图

    Figure  1.  Block diagram of single photon detection

    图  2  日盲紫外成像系统整体设计框图

    Figure  2.  Block diagram of overall design of solar blind ultraviolet imaging system

    图  3  日盲紫外成像系统整机实物图

    Figure  3.  The physical picture of the solar blind UV imaging system

    图  4  连通域标记算法说明

    Figure  4.  Connected domain labeling algorithm description

    图  5  紫外图像二值化

    Figure  5.  UV image binary processing

    图  6  单个光斑脉冲连续采样图

    Figure  6.  Continuous sampling of single spot pulse

    图  7  日盲紫外三组实验图像

    Figure  7.  Three sets of experimental images of solar blind ultraviolet

    图  8  第一组实验图像

    Figure  8.  The first set of experimental images

    图  9  第二组实验图像

    Figure  9.  The second set of experimental images

    图  10  第三组实验图像

    Figure  10.  The third set of experimental images

    表  1  两种算法光子计数统计表

    Table  1.   Photon counting statistic table of two algorithm

    Connected domain labeling algorithm Dispersion circular algorithm
    Group 1 7 6
    Group 2 78 78
    Group 3 88 291
    下载: 导出CSV

    表  2  四组光子计数实验结果

    Table  2.   Results of four groups of photon counting experiments

    Group1 Group 2 Group 3
    FPGA output result 0 24 141
    Matlab simulation result 0 23 149
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-14
  • 修回日期:  2020-09-16
  • 刊出日期:  2022-03-20

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