用于天文观测的大靶面多通道高速读出的CCD相机系统研究

项目名称： 用于天文观测的大靶面多通道高速读出的CCD相机系统研究

项目编号： No.11203088

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 刘伟

作者单位： 中国科学院紫金山天文台

项目金额： 25万元

中文摘要： 电荷耦合器件（CCD）是一种图像传感器，它把图像像素转换成数字信号，并以电荷来表征信号大小。天文空间目标观测、航空探测等领域对CCD成像技术的要求明显高于民用和一般工业应用领域，天文观测中普遍采用科学级的CCD芯片以获得高分辨率清晰度的图像。在读出方式上一般采用单口读出，通讯接口上大多采用USB2.0、Camera Link或者以太网方式。在大靶面实时图像处理的实际应用中，单通道的方式读出速度较慢，USB2.0的传输速度无法满足大数据量高速传输的要求，Camera Link 及以太网受到工业级PC机PCI资源的限制。为了获得大靶面高分辨率图像和高速数据传输速度，本项目提出了多通道的图像读出和全新的通用串行接口USB3.0传输方式，满足天文观测对CCD相机的要求。具体内容包括：研究多通道快读出相机的工作原理；研究USB3.0总线结构及将其作为相机数据传输的方法；主控台CCD图像采集软件。

中文关键词： USB3.0；CCD探测器；数据采集；图像处理；

英文摘要： CCD is a kind of image sensor,it converts pixels into digital signals and characterizes the signals by charge. The requirements of the CCD imaging technology in the astronomical observation and aerospace detection fields are significantly higher than it in civil and general industrial fields. In astro observation field, cameras almost adopt simple-channel read-out and use USB2.0 or ethernet as communication method. In actual application of big target area and real-time image processing,Simple-channel read-out and USB2.0 communication can not meet the needs of high speed transmission ，ethernet and carema link communication are confined to the computer's number of PCI/PCIE,address,and interrupt resources.In order to obtain high transmission speed and high-definition pictures,this project proposes to develop new camera system by adopting multi-channel read-out and using USB3.0 method . Specific tasks as follows: rearch the working principle of multi-channel camera;rearch the USB3.0 bus and the way of using it as the transporter between camera and computer;the rearch of CCD image acquisition software for the master station.

英文关键词： USB3.0；CCD detector；data collection；image processing；