CN112748441A - 一种探测器阵列异常像素的识别方法 - Google Patents

一种探测器阵列异常像素的识别方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种探测器阵列异常像素的识别方法,包含阵列型探测模块,所述阵列型探测模块包含多个像素单元,所述多个像素单元均包含不少于两个的返回光转化通道;识别模块,依照所述至少之一通道传递函数转化的探测结果和/或所述不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果的比值输出像素单元是否为异常的判定结果,通过本发明的方法可以高效准确地识别出阵列型探测模块中异常像素,在出厂检验或者实际探测等等过程中可以保证探测更精确的探测结果。

Description

一种探测器阵列异常像素的识别方法
技术领域
本申请涉及探测技术领域,特别涉及一种探测器阵列异常像素的识别方法。
背景技术
作为一种在场景中测量与物体相距距离的方法,飞行时间(TOF)技术被开发出来。这种TOF技术可以应用于各种领域,如汽车工业、人机界面和游戏、机器人等。一般来说,TOF技术的工作原理是用光源发出的已调制光照射场景,并观察场景中物体反射的反射光。而在现有探测系统中为了保证探测过程中可以获得更高的探测效率同时也保证探测系统具有更宽广的视野,目前采用较多的是一种阵列型接收模块,阵列型接收模块中可以有成千上万的像素单元,每个像素单元可以为CCD或者CMOS型等等类型的二极管,此处并不限定只以此两种类型二极管组成阵列型接收模块。
例如更典型的阵列型接收模块其通常被布置于光学(透镜)系统的焦平面上,因此也将这种阵列型接收模块称为焦平面型阵列接收模块,随着芯片小型化和高集成度的要求不断增加,阵列型接收模块在整个探测系统中的可靠性也面临更高的挑战,在实际的加工生产中由于工艺的问题,阵列型接收模块中至少部分会由于工艺问题而存在固有的不一致,这种不一致也将造成探测过程中的空间噪声等等问题,体现在探测结果上将可能出现对于相同距离的目标物体,多个像素单元获得的探测距离结果不一致,当探测阵列中由于工艺导致受空间噪声影响较大的像素单元超过一定的容许值时,整个阵列型接收模块可能为失效模块,这种也需要在出厂之前或者使用在探测系统上之前进行识别,而未超过容许失效数量的接收模块可以使用在探测系统中,但是对于这种需要识别出问题像素,对于其值进行屏蔽或者通过插值法、中值法等等方法进行修正补充,进而获得更准确的探测结果。在上述场景之外阵列型接收模块并不能保证其为完美的传感器,传感器增益(传感器的光电输出量随其光电输入的给定变化而变化)和偏移量(无光照时的输出水平)因传感器而异,并且可能随时间而降低。同时光源因驱动而异,并且会在很长一段时间(几年)内改变强度,再加之光学器件有瑕疵和阴影,玻璃表面可能会被刮擦或污染等等这些都可能导致部分像素单元探测结果的异常,为了补偿使用过程中光源,光学器件,传感器和电子设备的缺陷,必须先对阵列型接收模块进行校准,识别出异常像素,然后才能利用来自紧密相邻近的像素也可能为不紧密相邻的其他像素获得的结果校正被识别处的异常像素的结果,进而保证整个探测系统在使用过程中能够尽可能地保持随时间和工艺缺陷影响小的探测结果。
因此设计出一种能够快速准确简便地识别出阵列型接收模块内异常像素单元的方法是一种亟待解决的问题,这也将保障低成本识别接收模块是否合格和阵列型探测模块在生命周期内输出探测结果的可靠性。
发明内容
本申请的目的在于,针对上述现有技术中的不足,提供一种探测器阵列异常像素的识别方法,以解决现有技术阵列型探测模块无法被高效识别出异常像素,导致不合格品被使用或者在使用过程中无法准确恒定地输出准确的探测结果等等的技术问题。
为实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案如下:
本申请实施例提供了一种探测器阵列异常像素的识别方法,包含阵列型探测模块,所述阵列型探测模块包含多个像素单元,所述多个像素单元均包含不少于两个的返回光转化通道;识别模块,依照所述至少之一通道传递函数转化的探测结果和/或所述不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果的比值输出像素单元是否为异常的判定结果。
可选地,所述识别模块的判定依据包含至少之一通道传递函数转化的探测结果,所述至少之一通道传递函数转化的探测结果经所述通道传递函数转化后的结果不包含交叠部分。
可选地,光源输出第一发射频率范围内的发射频率和/或第一占空比范围内的占空比输出的发射光,所述输出的发射光返回光信号经所述通道传递函数转化后的结果不包含交叠部分。
可选地,所述第一发射频率范围为100KHz-1MHz。
可选地,所述第一占空比范围为5%-50%。
可选地,所述至少之一通道传递函数转化的探测结果为不同距离下返回光转化的电压输出信号。
可选地,所述识别模块的判定依据包含所述不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果的比值,所述不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果对应于相同的被探测目标。
可选地,所述不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果由均匀光发射光对应的返回光信号获得。
可选地,所述不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果的比值包含第一预设比值范围,当至少之一像素的所述比值超过所述比值范围时,所述识别模块输出该像素为异常像素。
可选地,所述第一预设比值范围为0.4-2.5。
本申请的有益效果是:
本申请实施例提供的一种探测器阵列异常像素的识别方法包含阵列型探测模块,所述阵列型探测模块包含多个像素单元,所述多个像素单元均包含不少于两个的返回光转化通道;识别模块,依照所述至少之一通道传递函数转化的探测结果和/或所述不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果的比值输出像素单元是否为异常的判定结果,通过本发明的方法一方面在阵列型接收模块的出厂检验阶段可以发挥重要的作用,能高效快速地保证被使用于探测系统上的阵列型接收模块的合格性,第二方面使用在探测系统上的阵列型接收模块由于工艺和使用时间难免有异常像素单元,在这种情形下需要识别出异常像素,利用正常像素单元进行探测或者对于异常像素单元探测结果进行修正将能保障探测结果的精确性,同时也保障了探测结果被系统使用时长和探测场景等等影响较小的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种阵列型接收模块的示意图;
图2为本申请实施例提供的一种阵列型接收模块中包含异常像素单元的示意图;
图3为本申请实施例提供的一种理想状态下发射波和回波示意图;
图4为本申请实施例提供的在某一探测频率下实际的某一通道获得的四个延时相位接收回波能量示意图;
图5为本申请实施例提供的一种在低频率和/或低占空比条件下正常像素和异常像素获得回波响应电压与返回光距离关系示意图;
图6为本申请实施例提供的一种阵列中部分像素单元回波响应电压与返回光距离关系的汇总示意图;
图7为本申请实施例提供的一种阵列中两个转化通道的传递函数转化的探测结果的比值的示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
目前采用的探测系统基本包括:光发射模块、处理模块、以及光接收模块,此处以ITOF测距为例进行说明,光发射模块包括但不仅限于半导体激光器、固体激光器、也可包括其他类型的激光器,当采用半导体激光器作为光源时,可以采用垂直腔面发射激光器VCSEL(Vertical-cavity surface-emitting laser)或者边发射半导体激光器EEL(edge-emitting laser),此处仅为示例性说明并不作具体限定,光发射模块发射出正弦波或者方波或者三角波等等,在测距应用中多为具有一定波长的激光,例如950nm等等的红外激光(最优地为近红外激光),发射光被投射向视场内,视场内存在的被探测物可以反射投射的激光进而形成返回光,返回光进入探测系统中被光接收模块捕获,所述光接收模块可以包含光电转化部,例如CMOS、CCD等等组成的阵列型传感器,还可以包含多个镜头可以形成多于一个的像平面,也就是接收模块包含了多于一个的像平面,接收模块的光电转化部位于之一的像平面处,其可以最常用的四相位方案接收而获得0°、90°、180°和270°的延时接收信号,利用四相为的距离计算方案此处以正弦波的方法为示例进行说明,在四个等距点(例如90°或1/4λ的间隔)测量接收信号的幅度:
Figure BDA0002868036420000071
A1和A3的差值与A2和A4的差值的比等于相位角的正切值。ArcTan实际上是双变量反正切函数,可映射至适当的象限,当A2=A4并且A1>A3或A3>A1时,分别定义为0°或180°。
到目标物的距离由以下公式确定:
Figure BDA0002868036420000072
至此,还需要确定发射激光的频率即可来进行距离测算,其中c是光速,
Figure BDA0002868036420000073
是相位角(以弧度来度量),f是调制频率。通过上述的方案可以实现对于视场内被探测物的距离探测的效果,这一方案被称为四相位延时方案获得探测结果,当然接收模块光电转化生成不同的信息,在某些情况下也使用0°和180°两相位方案实现被探测物的信息获取,也有文献公开了0°、120°和240°三相位获得目标信息,甚至有文献也公开了五相位差延时方案,本发明并不具体限定,在实际测量中也有使用方波进行探测的,其机理与正弦波类似,只是计算公式有差异此处不再详细赘述。
光接收模块可以采用如图1所示的阵列型接收模块,其包含透镜部101和探测单元基体部102,透镜部包含多个透镜单元,透镜单元可以为具有预定曲率的微透镜单元组成,当然为了保证对于返回光的最大限度的利用透镜部也可以包含多于1层的结构,此处并不限定具体的实现方案,在更优的情况下基体部102可以设置于透镜部101对应的焦平面位置,这样可以保证探测像素单元能够最大限度地获取准确的返回光信息,在此情况下透镜部101的透镜能构建一个光通道,使得探测单元的光敏部接收的信号处于相应的焦点位置附近,探测单元基体部102中包含阵列型布置的光敏像素阵列,光敏像素可以通过在半导体基体部102上掺杂形成CCD或者CMOS等等类型的光敏单元,同时半导体基体部102还可以包含在像素单元读出中使用的所有模拟信号处理电路,像素电平控制电路和模数转化电路(ADC)等等,在电路与光敏单元的位置关系布置时,可以采用沿返回光传播方向上光敏单元的上游布置电路层的前照工艺,或者在沿返回光传播方向上光敏单元的下游布置电路层的背照工艺,此处并不限定具体的实现方式,当然光敏单元和部分电路可以设置于不同的半导体层,再利用堆叠工艺实现更高的集成化设计,此处也并不限定具体的实现方案。
然而在实际的使用中在生产过程中由于生产工艺,电路元件等等的问题总会导致阵列型接收模块中的部分像素单元变为异常像素,如图2所示,在这种阵列型接收模块存在着随机分布的异常像素单元,当异常像素的占比较小例如不超过总单元数的2%或者某一阈值,该器件将被判定为正常模块,但是实际上使用这种具有异常像素单元的阵列型接收模块会产生异常像素单元的接收值对于整个探测结果存在影响,由于异常像素单元本身的噪音影响和噪音具有随机特性,在实际的探测中将出现对于探测场景中的至少部分存在探测结果的不确定性干扰,例如对于场景中某一距离为1.5m的被探测物,多次探测获得结果分别为1.46、1.58、1.39、1.52等等结果,如此将导致整个探测系统获取的结果可信度变差,严重的情况下将导致用户对于探测系统的质疑从而严重制约着这种类型的探测系统的推广,对于这种随机分布的异常像素的识别标定和统计将对于生产具有非常重要的意义,而在实际的使用中,在出厂具有的异常像素单元的基础上,还包含光源受到驱动电压的影响,并且会在很长一段时间(几年)内改变光强度,再加之光学器件有瑕疵和阴影,玻璃表面可能会被刮擦或污染等等这些都可能导致更多的部分像素单元探测结果的异常,为了补偿使用过程中光源,光学器件,传感器和电子设备的缺陷,必须先对阵列型接收模块进行校准,识别出异常像素,然后才能利用来自紧密相邻近的像素也可能为不紧密相邻的其他像素获得的结果校正被识别处的异常像素的结果,进而保证整个探测系统在使用过程中能够尽可能地保持随时间和工艺缺陷影响小的探测结果,更进一步,在特殊的场景下当探测系统在使用中识别出的异常像素超过某一阈值例如20%或者其他类似阈值时,探测系统可以产生警告信息,进而指导使用者查找原因,进而使得整个探测系统具有更智能的特性,更优地其可与清洁装置配合使用,保证整个系统的智能化,此处并不限定。
对于探测阵列而言每个光敏单元会获得返回光信号,而经过电路会输出最终的探测信息例如距离、图像等等信息,为了保证探测系统能够高效地获取返回信号光对应的距离信号,采用较多的设计为成对出现的抽头结构,例如两个抽头组成的一对抽头结构设计,返回光在光敏元件的耗尽区转化为光生载流子例如光生电子,而两个抽头上可以施加具有互补相位的延时接收信号,这样可以保证时序上的高效性,提高了测距结果,例如在四相位框架下0°和180°延时接收相位被分别施加在两个抽头上,而90°可以与0°延时接收相位共用一个抽头,270°和180°延时接收相位共用一个抽头,此处也不限定于此,上述过程构建了至少两个不同的通道将返回光转化至最终的探测结果,而不同的通道依靠传递函数获得最终的输出结果,而探测系统的光学传递函数Optical Transfer Function(OTF)是对于探测系统探测质量的真实衡量,也就是体现了分辨率(最小特征尺寸或最大空间分辨频率)和获得结果的对比度(给定空间频率下的对比度,也称为探测结果的清晰度)两方面内容,而光学中的分辨率最相关的影响因素是探测结果中的像素数量,而传递函数描述了相邻像素响应于从黑场景到白场景下的像素响应能力,而光学传递函数(OTF)本身又由两个部分组成:模块化传递函数Modular Transfer Function(MTF)(其体现了OTF函数的幅值大小)和相位传递函数Phase Transfer Function(PTF)(其体现了OTF的相位信号),而在探测系统中尤其是距离探测系统中MTF是衡量相关的性能度量的标准,其通常被视为光学系统将各种细节水平从物体传输至最终结果的客观度量。MTF是根据对比度(灰度级)或者调制度来衡量的,该对比度是从细节级别的完美性呈现而产生的(因此,其为对象与最终探测结果的对比度之比)。图像中的细节量由光学系统的分辨率确定,通常采用每毫米的线对lp/mm来衡量,线对是以宽度相等的明条纹和暗条纹组成的一个周期,探测结果的对比度定义为最大强度(Imax)和最小强度(Imin)之差与最大强度(Imax)和最小强度(Imin)之和的比值,其中Imax为在白场景下的最大强度,Imin为在黑场景下的最小强度。因此MTF是以百分比表示的结果对比度和分辨率的比值结果,其也直接反映着探测结果对于市场中被探测物探测信息的反应程度,例如,在两个抽头的像素单元上,两个抽头将搭建起探测系统视场内被探测物到探测系统输出结果的不同传递函数通道,通过至少两个传递函数转化的探测结果在较多情况下可能有所差异,本发明直接从最基础的传递函数转化的部分情况下的探测结果入手,可以直接获得异常像素的结果,更进一步可以将至少一种类型的异常像素识别方法内置于探测系统中,进而在探测系统被用于探测中也可以保证探测结果的精确性。
图3为本申请实施例提供的一种理想状态下发射波和回波示意图,此处以方波为例,当然实际也可以采用正弦波、锯齿波或者类正弦波等等此处并不限定,在理想情况下,经过被探测物的反射返回光经过不同通道传递函数转化的探测结果如右图所示,右图为两个互补相位(例如0°对应于S301和180°对应于S302)获得的回波能量示意图,在理想情况下返回的信号会保持方波某些特征。
然而,在实际的探测,探测发射波依然为矩形波的条件下,由于系统探测中的发射光输出频率较高,例如20MHz、10MHz、30MHz等等,图4为在例如20MHz的输出光频率下利用探测系统通过之一通道传递函数转化后的回波能量,图4中的四个能量曲线为四相位延时接收的返回信号结果,S401-S404分别可以对应0°、90°、180°和270°四个延时相位,由图可以得到通过传递函数转化的四个延时相位能量曲线已经完全变形,整体体现出类正弦波的特性,对于初始发射光波形特征基本无保留特征,在这种情况下对于像素是否异常的判定将特别难分辨,器件延迟,不同抽头的输出一致性等等特征更难以分辨。
在前述问题的基础上,本发明提出了一种利用之一通道传递函数转化的探测结果进行像素单元是否异常的方法,具体实现步骤为降低发射光的频率和/或发射光的占空比,在这一思想的指导下,当发射光的频率降低至某一频率范围,实验中探测系统在100KHz-1MHz的发射光频率下,通过探测模块的转化信号可以获得保留了发射波波形特征的探测结果,实验中的发射光频率需要明显低于实际探测中的发射光频率,例如相差数十倍等等,同时配合更低的发射光占空比也就是调整发射光占空比在5%-50%的低占空比范围内,调整这两个条件的满足将能最大限度保留发射波型的更多特征,实际上需要保证至少之一通道传递函数转化的探测结果经所述通道传递函数转化后的结果不包含交叠部分,通过调整发射光频率和/或占空比使得传递函数转化后的结果不存在交叠,如此可以保证波形能够被最大限度的保持,同时实现信号回波不干扰,从而更快速地产生与标准返回能量曲线类似的返回波信号,如图5所示,通过调整频率和/或占空比方案获得不存在交叠部分的返回波能量曲线,正常像素的能量曲线结果如图5的左图所示,而异常像素的能量曲线如图5的右图所示,一方面曲线的波形与标准返回波波形相差甚远,另一方面可以通过在这种条件下台阶位置拐点提前获得器件本身的延迟信息等等,上述结果例如可以通过500KHz和10%占空比下获得,此处并不限定。
对于阵列中的至少部分像素单元通过如上的至少之一通道的传递函数转化的探测结果进行统计,结果如图6所示,其中90%甚至95%或者更多的像素单元均体现出了类似的信号波形结果,但是部分处于圆圈区域的像素实质上与标准波形存在一定差异,通过设定判定依据可以将异常像素单元甄别出来,如此推广至整个阵列,可以获得整个接收模块的异常像素单元,也可以通过波形的拐点等信息获得器件延迟等等的缺陷此处不再限定,但是实际使用中利用这一方法甄别异常像素单元需要更更大的计算时间,获得精确的返回光能量曲线(最优地能量曲线设定为至少之一通道传递函数转化的探测结果为不同距离下返回光转化的电压输出信号,如此实现了更快速地获得信号的结果而更少地引入其他影响因素,例如转化为数字信号而引入的额外影响因素等等)参数信息,如此将在前端分析更有优势,而本发明的发明人通过上述方法在实际分析中发现,距离型探测系统所特有的两抽头结构构建起来的通道实际上通过传递函数转化获得的结果存在较大的关联性,实际上对于正常像素而言其受到的噪音影响占信号的比例较少,而在异常像素中往往噪音影响占据的比例较大,在这种情况下,通过比较发现正常像素虽然对于相同被探测目标存在不同的传递函数,但是实际的传递函数由于受噪音影响较小,两者结果差异并不大,本方案的发明人在实际的使用过程中发现利用不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果的比值,这样的判定依据也能得到与上述第一方面输出至少之一通道在降频模式下结果类似的判定结果,通过两者的比值是否超过阈值输出像素单元是否为异常的判定结果,如图7所示,对于阵列型接收模块的至少部分像素单元通过不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果的比值进行统计,此处的发射光并不限定于调整发射帧频和/或占空比而获得的返回信号,只限定探测系统的不同通道传递函数的结果应基于相同发射频率和占空比,最优地为相同的均匀光,对相同的场景获得的两次结果,其他并不限定,在这种模式下,识别模块的运算比较简单,如此可以更高效地获得被识别的异常像素的结果,如此可以在探测过程中穿插或者自适应地安排,保证整个探测过程中的探测结果最大程度地减小受到各方面因素影响的效果,图7所示的结果中,最优地选取比例结果阈值在0.4-2.5范围内的值为识别模块的判断阈值,例如可以选择1.5为阈值,由此当两者比值在2/3-3/2之间的像素单元判定为正常像素,而超过这一范围对应的像素标识为异常像素,当然阈值的确认主要依据是第一方面方法中定位出的器件延迟值或者其他利用精确波形所确认的结果。
当然在实际应用中通过识别模块识别出异常像素之后可以采用插值法或者紧密相邻像素中值法等等来修正以获得更完整的探测结果信息,此处也不限定于此,识别模块可以依照一种或者两种结合给出阵列型接收模块的异常像素单元,此处也不限定,最优地利用至少之一通道在降频方案下的信息结果被使用在更前端的研究层面,这样可以获得更多信息和更全面分析影响因素和判定阈值探索等等,而两通道的比值方案可以被使用在实际探测中或者生产过程中检测,如此可以保证更高效率。
需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种探测器阵列异常像素的识别方法,其特征在于,包含阵列型探测模块,所述阵列型探测模块包含多个像素单元,所述多个像素单元均包含不少于两个的返回光转化通道;识别模块,依照所述至少之一通道传递函数转化的探测结果和/或所述不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果的比值输出像素单元是否为异常的判定结果。
2.如权利要求1所述的探测器阵列异常像素的识别方法,其特征在于,所述识别模块的判定依据包含至少之一通道传递函数转化的探测结果,所述至少之一通道传递函数转化的探测结果经所述通道传递函数转化后的结果不包含交叠部分。
3.如权利要求2所述的探测器阵列异常像素的识别方法,其特征在于,光源输出第一发射频率范围内的发射频率和/或第一占空比范围内的占空比输出的发射光,所述输出的发射光返回光信号经所述通道传递函数转化后的结果不包含交叠部分。
4.如权利要求3所述的探测器阵列异常像素的识别方法,其特征在于,所述第一发射频率范围为100KHz-1MHz。
5.如权利要求3所述的探测器阵列异常像素的识别方法,其特征在于,所述第一占空比范围为5%-50%。
6.如权利要求2所述的探测器阵列异常像素的识别方法,其特征在于,所述至少之一通道传递函数转化的探测结果为不同距离下返回光转化的电压输出信号。
7.如权利要求1所述的探测器阵列异常像素的识别方法,其特征在于,所述识别模块的判定依据包含所述不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果的比值,所述不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果对应于相同的被探测目标。
8.如权利要求7所述的探测器阵列异常像素的识别方法,其特征在于,所述不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果由均匀光发射光对应的返回光信号获得。
9.如权利要求7所述的探测器阵列异常像素的识别方法,其特征在于,所述不少于两个转化通道的传递函数转化的探测结果的比值包含第一预设比值范围,当至少之一像素的所述比值超过所述比值范围时,所述识别模块输出该像素为异常像素。
10.如权利要求9所述的探测器阵列异常像素的识别方法,其特征在于,所述第一预设比值范围为0.4-2.5。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114584720A (zh) * 2022-01-14 2022-06-03 西安理工大学 基于线扫描的模拟域自适应事件驱动处理电路及应用
CN117152160A (zh) * 2023-11-01 2023-12-01 湖南辰东科技有限公司 一种基于图像处理的机场灯具检测方法及系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114584720A (zh) * 2022-01-14 2022-06-03 西安理工大学 基于线扫描的模拟域自适应事件驱动处理电路及应用
CN114584720B (zh) * 2022-01-14 2024-03-19 西安理工大学 基于线扫描的模拟域自适应事件驱动处理电路及应用
CN117152160A (zh) * 2023-11-01 2023-12-01 湖南辰东科技有限公司 一种基于图像处理的机场灯具检测方法及系统
CN117152160B (zh) * 2023-11-01 2024-01-26 湖南辰东科技有限公司 一种基于图像处理的机场灯具检测方法及系统

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