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迭加法改善图象质量

当拍摄目标亮度较暗时,CCD的曝光时间必须加长,由于暗电流造成的噪声水平也随之提高。加上光电转换的随机误差,使得图象的清晰度大大下降。下图是2001年7月26日使用照相机标准镜头在室内日光灯下拍摄的,图象信号中的噪声很高:

使用迭加法可以有效地降低随机噪声的影响。步骤是保持目标图象和CCD的拍摄状态不变,连续拍摄多张照片,将各张图片上对应的象素的亮度值取平均,这样形成的新图象中,由于目标本身的信号在平均后仍然保持不变,而随机噪声的高频部分被平滑掉了,因此整体图象的信噪比得到提高。当取N个连续拍摄的图象迭加时,合成图象的高频信噪比可以提高N1/2倍。下图是6张照片的迭加结果:

在图像上可以看到一些竖直方向的亮线,这是CCD的本底噪声,是由于暗电流累积而成,与曝光时间有关,属于系统噪声。下图是将镜头完全遮挡后,以同样的曝光时间拍摄的暗底(DARK FRAME)的光强分布。在图上可以看到有一个突出的直线段,对应着CCD上的一个“亮点”( Hot Spot,表示在无光照时仍然有较强电荷输出的CCD缺陷象素)。

将3张暗底照片平均后,将其从复合图像中直接减去,便得到了能提供更多细节的最终图像。

 

这是2001年7月27日使用大观50mmF600mm望远镜直焦拍摄的月面原始图像(左)和4张迭加处理后的图像(右)。