CN112087622B - 一种tdi-ccd相机反射率分辨率指标模拟测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了TDI‑CCD相机反射率分辨率指标模拟测试方法及系统，属于光电成像系统指标测试技术领域。该方法包括以下步骤：生成具有指定反射率分辨率的靶标图像作为输入源；获取相机成像时的光学系统F数、量化位数、积分级数；计算信号电子数；模拟生成TDI‑CCD成像环节噪声电子数；计算信号及噪声转换后输出的靶标图像数字值；根据靶标图像中亮区域像素输出数字最小值与暗区域像素输出数字最大值差值及亮区域数字均值判断成像系统是否满足指定反射率分辨率指标。采用本发明的方法及系统开展TDI‑CCD相机反射率分辨率指标模拟测试，可用于测试成像系统理论上可达到的反射率分辨率指标，在成像系统设计及其参数选择上具有重要的应用价值。

Description

一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试方法及系统

技术领域

本发明涉及光电成像系统指标测试技术领域，特别是涉及一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试方法及系统。

背景技术

反射率分辨率是暗弱信号光电探测领域一个重要的成像系统指标，其定义为待测目标的反射率(目标反射辐亮度与目标辐照度的比值)的差异，该指标在海洋遥感等领域应用十分广泛。

TDI-CCD(Time Delay and Integration Charge Coupled Devices，时间延时积分电荷耦合器件)是一种用于暗弱信号探测的典型线阵光电传感器，其原理是基于对同一目标多次曝光，通过延迟积分的方法，提升光的收集能力，与CCD、CMOS等常规传感器相比，TDI-CCD具有高响应度、宽动态范围、高信噪比等诸多优势，在信号较弱、光线较暗的特殊应用场景下亦可能输出高质量信号，因此其被大量应用于海洋遥感等暗弱信号光电探测过程。

在实际应用中发现，目前的TDI-CCD相机在针对暗弱信号成像过程中时而发生待测目标未清晰成像的问题，其原因在于目前缺乏明确的反射率分辨率指标测试方法，设计的成像系统可能并未满足特定的反射率分辨率需求。

发明内容

本发明提出一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试方法及系统，实现了TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试，可用于指导成像系统设计并测试成像系统指标、验证成像系统性能，具有重要的价值与意义。

本发明提供了以下技术方案：

一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试方法，包括以下步骤：

步骤一、生成具有指定反射率分辨率的靶标图像，得到靶标信息；所述靶标图像具有两种辐亮度值的相间亮暗区域；所述靶标信息包括亮区域的辐亮度值和暗区域的辐亮度值；

步骤二、获取相机成像时的参数，所述参数包括：光学系统F数、量化位数和积分级数；

步骤三、基于得到的靶标信息和获取的参数，计算像元输出的信号电子数；按照以下公式计算像元输出的信号电子数：

其中，N_signal为像元输出的信号电子数；R为传感器平均光谱响应度；T_int为积分时间；M为积分级数；ζ_transfer为总电荷转移效率；M_max为最大积分级数；C为电荷转换因子；

为传感器光敏元所接收的景物照度；τ_o为光学系统总透过率；F为光学系统F数；E＝τ_aB为探测系统入瞳辐亮度；τ_a为大气透过率；B为靶标信息；

步骤四、采用泊松分布随机数生成方法生成均值为λ的、与靶标尺度相同的随机矩阵模拟总的等效噪声电子数，其中，

步骤五、利用所述信号电子数、所述等效噪声电子数和所述参数计算信号及噪声转换后输出的靶标图像数字值；按照以下公式计算靶标图像数字值：

其中，D_out为靶标图像数字值；n为量化位数；N_fullwell为传感器满阱电荷数；

为输出的总电子数，

为M次噪声电子数之和；N_e为等效噪声电子数；

步骤六、利用所述靶标信息、所述参数和所述靶标图像数字值，计算靶标图像中亮区域像素输出数字最小值与暗区域像素输出数字最大值差值D_d和靶标图像中亮区域数字均值D_b-m；

D_d＝min(D_{out_b})-max(D_{out_d})；其中，D_{out_b}为亮区域像素输出数字值；D_{out_d}为暗区域像素输出数字值；

D_b-m＝Mean(D_{out_b})；其中，Mean()代表取平均值；

如果D_d＞＝1且D_b-m＜＝k*2ⁿ，则认为成像满足指定反射率分辨率指标，否则，成像不满足指定反射率分辨率指标；k＜＝1。

优选地，所述靶标图像中，亮区域的辐亮度值为待测目标的辐亮度均值，暗区域的辐亮度值B_d为：B_d＝B_b-R_r·B_s；其中，R_r为指定反射率分辨率，B_s为目标辐照度，B_b为亮区域的辐亮度值，B_d为暗区域的辐亮度值。

优选地，所述靶标图像中，暗区域的辐亮度值为待测目标的辐亮度均值，亮区域的辐亮度值B_b为：B_b＝B_d+R_r·B_s；其中，R_r为指定反射率分辨率，B_s为目标辐照度，B_b为亮区域的辐亮度值，B_d为暗区域的辐亮度值。

优选地，k为0.8。

优选地，所述靶标图像为竖条纹样式。

一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试系统，包括：靶标图像生成模块、参数获取模块、分别与所述靶标图像生成模块和所述参数获取模块相连接的信号电子数计算模块、分别与所述靶标图像生成模块和所述参数获取模块相连接的噪声电子数生成模块、分别与所述信号电子数计算模块、所述噪声电子数生成模块和所述参数获取模块相连接的数字信号值计算模块以及分别与所述靶标图像生成模块、所述参数获取模块和所述数字信号值计算模块相连接的判断模块；

所述靶标图像生成模块，用于生成具有指定反射率分辨率的靶标图像，得到靶标信息；所述靶标图像具有两种辐亮度值的相间亮暗区域；所述靶标信息包括亮区域的辐亮度值和暗区域的辐亮度值；

所述参数获取模块，用于获取相机成像时的参数，所述参数包括：光学系统F数、量化位数以及积分级数；

所述信号电子数计算模块，用于基于所述靶标图像生成模块生成的靶标信息和所述参数获取模块获取的参数，计算像元输出的信号电子数；按照以下公式计算像元输出的信号电子数：

其中，N_signal为像元输出的信号电子数；R为传感器平均光谱响应度；T_int为积分时间；M为积分级数；ζ_transfer为总电荷转移效率；M_max为最大积分级数；C为电荷转换因子；

为传感器光敏元所接收的景物照度；τ_o为光学系统总透过率；F为光学系统F数；E＝τ_aB为探测系统入瞳辐亮度；τ_a为大气透过率；B为靶标信息；

所述噪声电子数生成模块，用于采用泊松分布随机数生成方法生成均值为λ的、与靶标尺度相同的随机矩阵模拟总的等效噪声电子数，其中，

并将模拟生成的等效噪声电子数传递至所述数字信号值计算模块；

所述数字信号值计算模块，用于利用所述信号电子数计算模块计算出的信号电子数、所述噪声电子数生成模块生成的等效噪声电子数和所述参数获取模块获取的参数计算信号及噪声转换后输出的靶标图像数字值；按照以下公式计算靶标图像数字值：

其中，D_out为总电子数对应的靶标图像数字值；n为量化位数；N_fullwell为传感器满阱电荷数；

为输出的总电子数，

为M次噪声电子数之和；N_e为等效噪声电子数；

所述判断模块，用于利用所述靶标图像生成模块得到的靶标信息、所述参数获取模块获取的参数、所述数字信号值计算模块计算得到的靶标图像数字值信息，计算靶标图像中亮区域像素输出数字最小值与暗区域像素输出数字最大值差值D_d和靶标图像中亮区域数字均值D_b-m；D_d＝min(D_{out_b})-max(D_{out_d})；其中，D_{out_b}为亮区域像素输出数字值；D_{out_d}为暗区域像素输出数字值；D_b-m＝Mean(D_{out_b})；其中，Mean()代表取平均值；如果D_d＞＝1且D_b-m＜＝k*2ⁿ，则认为成像满足指定反射率分辨率指标，否则，成像不满足指定反射率分辨率指标；k＜＝1。

本发明的优点和积极效果：本发明提出一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试方法及系统，填补目前没有相应反射率分辨率测试方法的空白，通过特定反射率分辨率靶标成像过程模拟，探究成像系统在当前的设计参数下能否满足该反射率分辨率需求，本发明可用于成像系统参数设计及反射率分辨率指标模拟测试，为提升成像系统针对暗弱信号的成像质量提供保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试方法的实施例的流程示意图；

图2为本发明一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试系统的实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明的目的是提供一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试方法及系统，以用于成像系统参数设计及反射率分辨率指标模拟测试。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，其示出了本发明实施例中一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试方法流程图。该方法包括以下步骤：

步骤一、生成具有指定反射率分辨率R_r＝0.001的条纹型靶标图像，得到靶标信息；以所述靶标信息作为输入源；

靶标图像具有两种辐亮度值的相间亮暗区域，靶标信息包括亮区域的辐亮度值和暗区域的辐亮度值。靶标图像中，亮区域的辐亮度值B_b为待测目标的辐亮度均值，则暗区域的辐亮度值B_d为：B_d＝B_b-R_r·B_s；其中，R_r为指定反射率分辨率，B_s为目标辐照度。或者，暗区域的辐亮度值B_d为待测目标的辐亮度均值，亮区域的辐亮度值B_b为：B_b＝B_d+R_r·B_s。

在一种可能的实施方式中，如生成的靶标图像为竖条纹样式。

条纹靶标尺度为10*10，包含具有两种辐亮度的相间亮暗条纹，靶标奇数列像素为暗条纹、偶数列像素为暗条纹。

将待测目标辐亮度均值B_t＝0.015作为亮条纹辐亮度值B_b，当目标辐照度为B_s＝5，此时暗条纹辐亮度值B_d为：

B_d＝B_b-R_r·B_s＝0.01；

此时，条纹靶标B为：

本实施例中的靶标图像选择竖条纹样式，仅为本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明靶标构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，只要符合亮暗相间、边缘清晰的靶标设计，都属于本发明的保护范围。

步骤二、获取相机成像时的光学系统F数F＝5、量化位数n＝14bit、积分级数M＝96。

其中，F数与量化位数是相机光学系统与探测器本身的参数，积分级数M是根据成像场景及环境人为选择的，其最大值取决于TDI-CCD探测器的设计，通常成像时M可以为8、16、32、48、64、96等，本发明实施例中取M＝96。

步骤三、计算像元输出的信号电子数：

首先，计算探测系统入瞳辐亮度E：E＝τ_aB，其中，大气透过率τ_a＝1，B为条纹靶标。

然后，利用探测系统入瞳辐亮度、光学系统F数以及光学系统总透过率τ_o＝0.85，计算传感器光敏元所接收的景物照度E_TDI-CCD：

最后，利用传感器光敏元所接收的景物照度E_TDI-CCD、传感器平均光谱响应度R、积分时间T_int、总电荷转移效率ζ_transfer、积分级数M、最大积分级数M_max、电荷转换因子C，计算像元输出的信号电子数：

其中，传感器平均光谱响应度R、总电荷转移效率ζ_transfer、电荷转换因子C为探测器的参数；光学系统总透过率τ_o是光学系统的参数；这些参数在相机设计完成后是已知的。

大气透过率τ_a是受地区、时刻、气象影响的，通常需要利用专业计算软件进行精确计算或利用经验公式进行粗略估算。

积分时间T_int通常需要与成像时的像移速度匹配，在星载与机载成像系统中通常需要有专门的计算模块解算完成后传输给成像模块进行成像。

具体地，本发明实施例中，传感器平均光谱响应度R＝100900；积分时间T_int＝0.000275445；总电荷转移效率ζ_transfer＝1；最大积分级数M_max＝96；电荷转换因子C＝0.000012。

步骤四、模拟生成TDI-CCD成像环节噪声电子数：

采用泊松分布随机数生成方法生成均值为λ的、与靶标尺度相同的随机矩阵模拟总的等效噪声电子数N_e，其中：

步骤五、计算信号及噪声转换后输出的靶标图像数字值：

将M(积分级数M＝96)次噪声的总噪声电子数之和叠加至像元输出的信号电子数中，计算输出的总电子数为：

计算总电子数对应靶标图像数字值输出为：

其中，量化位数n＝14；传感器满阱电荷数N_fullwell＝110000。

步骤六、利用靶标信息、参数和靶标图像数字值，计算靶标图像中亮区域像素输出数字最小值与暗区域像素输出数字最大值差值D_d和靶标图像中亮区域数字均值D_b-m；

D_d＝min(D_{out_b})-max(D_{out_d})；其中，D_{out_b}和D_{out_d}分别为D_out中的一部分，D_{out_b}为亮区域像素输出数字值；D_{out_d}为暗区域像素输出数字值；

D_b-m＝Mean(D_{out_b})；其中，Mean()代表取平均值；

如果D_d＞＝1且D_b-m＜＝k*2ⁿ，则认为成像满足指定反射率分辨率指标，否则，成像不满足指定反射率分辨率指标；k＜＝1。

输出的数字值D_out同时满足以下两个条件时即可认为满足反射率分辨率要求：1、亮暗区域像素输出值的差值大于1，这个条件意味着所有的暗条纹与亮条纹在输出时均是可以在数字值上区分的，不存在亮暗区域数字值相同的情况，即输出的图像是能分辨黑白条纹的，即满足反射率分辨率的要求；2、靶标中亮区域数字均值要小于等于数字信号量化最大值2ⁿ，这里乘以一个小于等于1的系数k，用于防止数字信号值饱和。

具体判断过程：计算靶标图像中亮区域像素输出数字最小值与暗区域像素输出数字最大值差值D_d，计算靶标图像中亮条纹数字均值D_b-m，取k＝0.8，D_d＝141-97＝4＞＝1且D_b-m＝141.52、k*2ⁿ＝0.8*2¹⁴＝13107，D_b-m＜＝k*2ⁿ，因此认为成像满足指定反射率分辨率指标。

对应于本发明中的TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试方法及系统，本发明还提出了一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试系统。

参见图2，其示出了本发明实施例中一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试系统的结构框图。该系统包括：靶标图像生成模块、参数获取模块、信号电子数计算模块、噪声电子数生成模块、数字信号值计算模块、判断模块。

信号电子数计算模块分别与靶标图像生成模块和参数获取模块相连接；噪声电子数生成模块分别与靶标图像生成模块和所述参数获取模块相连接；数字信号值计算模块分别与信号电子数计算模块、噪声电子数生成模块和参数获取模块相连接；判断模块分别与靶标图像生成模块、参数获取模块和数字信号值计算模块相连接；

靶标图像生成模块，生成具有指定反射率分辨率R_r＝0.001的条纹靶标图像，得到靶标信息；并将靶标信息传递至信号电子数计算模块、噪声电子数生成模块、判断模块；

靶标图像具有两种辐亮度值的相间亮暗区域，靶标信息包括亮区域的辐亮度值和暗区域的辐亮度值。靶标图像中，亮区域的辐亮度值B_b为待测目标的辐亮度均值，则暗区域的辐亮度值B_d为：B_d＝B_b-R_r·B_s；其中，R_r为指定反射率分辨率，B_s为目标辐照度。或者，暗区域的辐亮度值B_d为待测目标的辐亮度均值，亮区域的辐亮度值B_b为：B_b＝B_d+R_r·B_s。

在一种可能的实施方式中，如生成的靶标图像为竖条纹样式。条纹靶标尺度为10*10，包含具有两种辐亮度的相间亮暗条纹，靶标奇数列像素为暗条纹、偶数列像素为暗条纹。

选择将待测目标辐亮度均值B_t＝0.015作为亮条纹辐亮度值B_b，当目标辐照度为B_s＝5，此时暗条纹辐亮度值B_d为：

B_d＝B_b-R_r·B_s＝0.01；

此时，条纹靶标B为：

参数获取模块，获取相机成像时的光学系统F数F＝5、量化位数n＝14bit、积分级数M＝96，并将参数信息传递至信号电子数计算模块、噪声电子数生成模块、数字信号值计算模块、判断模块。

信号电子数计算模块，用于利用靶标图像生成模块输入的靶标信息、参数获取模块获取的光学系统F数F、量化位数n、积分级数M信息计算信号电子数N_signal，并将信号电子数计算结果传递至数字信号值计算模块。

模块具体计算方法为：

计算探测系统入瞳辐亮度E：E＝τ_aB，其中，大气透过率τ_a＝1，B为条纹靶标。

光学系统总透过率τ_o＝0.85，计算传感器光敏元所接收的景物照度：

计算像元输出的信号电子数：

其中，传感器平均光谱响应度R＝100900；积分时间T_int＝0.000275445；总电荷转移效率ζ_transfer＝1；最大积分级数M_max＝96；电荷转换因子C＝0.000012。

噪声电子数生成模块，用于利用靶标图像生成模块输入的靶标信息、参数获取模块获取的光学系统F数F、量化位数n、积分级数M信息模拟生成TDI-CCD成像环节噪声电子数N_e，并将模拟生成的噪声电子数传递至数字信号值计算模块。

模块具体的模拟生成方法为：

采用泊松分布随机数生成方法生成均值为λ的、与靶标尺度相同的随机矩阵模拟总的等效噪声电子数N_e，其中：

数字信号值计算模块，用于利用信号电子数计算模块输入的信号电子数N_signal、噪声电子数生成模块输入的噪声电子数N_e、参数获取模块获取的量化位数n、积分级数M信息计算信号及噪声转换后输出的靶标图像数字值D_out，并将计算的数字值传递至判断模块。

模块具体的计算方法为：

将M次噪声的总噪声电子数之和叠加至像元输出的信号电子数中，计算输出的总电子数为：

计算总电子数对应靶标图像数字值输出为：

其中，量化位数n＝14；传感器满阱电荷数N_fullwell＝110000。

判断模块，用于利用靶标图像生成模块得到的靶标信息、参数获取模块获取的参数、数字信号值计算模块计算得到的靶标图像数字值信息，计算靶标图像中亮区域像素输出数字最小值与暗区域像素输出数字最大值差值D_d和靶标图像中亮区域数字均值D_b-m；D_d＝min(D_{out_b})-max(D_{out_d})；其中，D_{out_b}为亮区域像素输出数字值；D_{out_d}为暗区域像素输出数字值；D_b-m＝Mean(D_{out_b})；其中，Mean()代表取平均值；取k＝0.8，D_d＞＝1且D_b-m＝141.52、k*2ⁿ＝0.8*2¹⁴＝13107，D_b-m＜＝k*2ⁿ，因此认为成像满足指定反射率分辨率指标。

对于本发明实施例的TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试系统而言，由于其与上面实施例中的TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试方法相对应，所以描述的比较简单，相关相似之处请参见上面实施例中部分的说明即可，此处不再详述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、生成具有指定反射率分辨率的靶标图像，得到靶标信息；所述靶标图像具有两种辐亮度值的相间亮暗区域；所述靶标信息包括亮区域的辐亮度值和暗区域的辐亮度值；

步骤二、获取相机成像时的参数，所述参数包括：光学系统F数、量化位数和积分级数；

步骤三、基于得到的靶标信息和获取的参数，计算像元输出的信号电子数；按照以下公式计算像元输出的信号电子数：

其中，N_signal为像元输出的信号电子数；R为传感器平均光谱响应度；T_int为积分时间；M为积分级数；ζ_transfer为总电荷转移效率；M_max为最大积分级数；C为电荷转换因子；

为传感器光敏元所接收的景物照度；τ_o为光学系统总透过率；F为光学系统F数；E＝τ_aB为探测系统入瞳辐亮度；τ_a为大气透过率；B为靶标信息；

步骤四、采用泊松分布随机数生成方法生成均值为λ的、与靶标尺度相同的随机矩阵模拟总的等效噪声电子数，其中，

步骤五、利用所述信号电子数、所述等效噪声电子数和所述参数计算信号及噪声转换后输出的靶标图像数字值；按照以下公式计算靶标图像数字值：

其中，D_out为靶标图像数字值；n为量化位数；N_fullwell为传感器满阱电荷数；

为输出的总电子数，

为M次噪声电子数之和；N_e为等效噪声电子数；

步骤六、利用所述靶标信息、所述参数和所述靶标图像数字值，计算靶标图像中亮区域像素输出数字最小值与暗区域像素输出数字最大值差值D_d和靶标图像中亮区域数字均值D_b-m；

D_d＝min(D_{out_b})-max(D_{out_d})；其中，D_{out_b}为亮区域像素输出数字值；D_{out_d}为暗区域像素输出数字值；

D_b-m＝Mean(D_{out_b})；其中，Mean()代表取平均值；

如果D_d＞＝1且D_b-m＜＝k*2ⁿ，则认为成像满足指定反射率分辨率指标，否则，成像不满足指定反射率分辨率指标；k＜＝1。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述靶标图像中，亮区域的辐亮度值为待测目标的辐亮度均值，暗区域的辐亮度值B_d为：B_d＝B_b-R_r·B_s；其中，R_r为指定反射率分辨率，B_s为目标辐照度，B_b为亮区域的辐亮度值，B_d为暗区域的辐亮度值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述靶标图像中，暗区域的辐亮度值为待测目标的辐亮度均值，亮区域的辐亮度值B_b为：B_b＝B_d+R_r·B_s；其中，R_r为指定反射率分辨率，B_s为目标辐照度，B_b为亮区域的辐亮度值，B_d为暗区域的辐亮度值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，k为0.8。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述靶标图像为竖条纹样式。

6.一种TDI-CCD相机反射率分辨率指标模拟测试系统，其特征在于，包括：靶标图像生成模块、参数获取模块、分别与所述靶标图像生成模块和所述参数获取模块相连接的信号电子数计算模块、分别与所述靶标图像生成模块和所述参数获取模块相连接的噪声电子数生成模块、分别与所述信号电子数计算模块、所述噪声电子数生成模块和所述参数获取模块相连接的数字信号值计算模块以及分别与所述靶标图像生成模块、所述参数获取模块和所述数字信号值计算模块相连接的判断模块；

所述靶标图像生成模块，用于生成具有指定反射率分辨率的靶标图像，得到靶标信息；所述靶标图像具有两种辐亮度值的相间亮暗区域；所述靶标信息包括亮区域的辐亮度值和暗区域的辐亮度值；

所述参数获取模块，用于获取相机成像时的参数，所述参数包括：光学系统F数、量化位数以及积分级数；

所述信号电子数计算模块，用于基于所述靶标图像生成模块生成的靶标信息和所述参数获取模块获取的参数，计算像元输出的信号电子数；按照以下公式计算像元输出的信号电子数：

其中，N_signal为像元输出的信号电子数；R为传感器平均光谱响应度；T_int为积分时间；M为积分级数；ζ_transfer为总电荷转移效率；M_max为最大积分级数；C为电荷转换因子；

为传感器光敏元所接收的景物照度；τ_o为光学系统总透过率；F为光学系统F数；E＝τ_aB为探测系统入瞳辐亮度；τ_a为大气透过率；B为靶标信息；

所述噪声电子数生成模块，用于采用泊松分布随机数生成方法生成均值为λ的、与靶标尺度相同的随机矩阵模拟总的等效噪声电子数，其中，

并将模拟生成的等效噪声电子数传递至所述数字信号值计算模块；

所述数字信号值计算模块，用于利用所述信号电子数计算模块计算出的信号电子数、所述噪声电子数生成模块生成的等效噪声电子数和所述参数获取模块获取的参数计算信号及噪声转换后输出的靶标图像数字值；按照以下公式计算靶标图像数字值：

其中，D_out为总电子数对应的靶标图像数字值；n为量化位数；N_fullwell为传感器满阱电荷数；

为输出的总电子数，

为M次噪声电子数之和；N_e为等效噪声电子数；

所述判断模块，用于利用所述靶标图像生成模块得到的靶标信息、所述参数获取模块获取的参数、所述数字信号值计算模块计算得到的靶标图像数字值信息，计算靶标图像中亮区域像素输出数字最小值与暗区域像素输出数字最大值差值D_d和靶标图像中亮区域数字均值D_b-m；D_d＝min(D_{out_b})-max(D_{out_d})；其中，D_{out_b}为亮区域像素输出数字值；D_{out_d}为暗区域像素输出数字值；D_b-m＝Mean(D_{out_b})；其中，Mean()代表取平均值；如果D_d＞＝1且D_b-m＜＝k*2ⁿ，则认为成像满足指定反射率分辨率指标，否则，成像不满足指定反射率分辨率指标；k＜＝1。

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