Abstract
TDI CCD sensors are being used for most of the electro-optical camera mounted on the low earth orbit satellite to meet high performance requirements such as SNR and MTF. However, the CMOS sensors which have a lot of implementation advantages over the CCD, are being upgraded to have the TDI function. A few methods for improving the issue of motion blur which is apparent in the CMOS sensor than the CCD sensor, are being introduced. Each pixel can be divided into a few sub-pixels to be read more than once as is the same case with three or four phased CCDs. The fill factor can be reduced intentionally or even a kind of mask can also be implemented at the edge of pixels to reduce the blur. The motion blur can also be reduced in the TDI CMOS sensor by reducing the integration time from the full line scan time. Because the integration time can be controlled easily by the versatile control electronics, one of two performance parameters, MTF and SNR, can be concentrated dynamically depending on the aim of target imaging. MATLAB simulation has been performed and the results are presented in this paper. The goal of the simulation is to compare dynamic MTFs affected by the different methods for reducing the motion blur in the TDI CMOS sensor.
저궤도 지구관측위성에 탑재되는 전자광학 카메라는 높은 SNR 및 MTF 성능 요구조건을 만족시키기 위하여, TDI 기능이 포함된 CCD 센서를 사용하는 것이 일반적이다. 그러나, CMOS 센서가 가진 다양한 장점을 활용하기 위하여 CMOS 센서에도 TDI 기능이 추가되고 있으며, CMOS 센서의 취약점 중의 하나인 motion blur 문제를 개선하기 위한 다양한 방법들이 제시되고 있다. CMOS 센서에서도 CCD 센서의 multiphased clocking 방법과 유사하게, 하나의 픽셀을 다수의 서브픽셀로 나누어 각각을 별도로 읽어내거나, 픽셀 사이에 인위적인 마스크을 삽입하기도 한다. 또한, 노출시간(integration time)을 라인타임보다 짧게 하여, TDI CMOS 카메라 시스템의 motion blur를 최소화 할 수도 있다. 노출시간을 조절하는 방법을 적용함으로써, 카메라 제어 유닛의 명령을 통하여, 각각의 촬영임무의 목적에 맞도록, SNR 우선 영상 또는 MTF 우선 영상을 선택적으로 획득하는 것이 가능하다. 본 논문에서는 노출시간을 조절하여 motion blur를 최소화 하는 방법에 대해 분석한 결과를 기술하고, MATLAB 시뮬레이션을 통하여 확인된 영상품질(dynamic MTF)의 개선 정도를 정리하였다.
