基于电子倍增CCD的光子计数成像原理与实验  

EMCCD based Photon Counting Imaging：Principle and Experiment

作　　者：何伟基[1] 陈钱[1] 顾国华[1] 张闻文[1] 

机构地区：[1]南京理工大学电子信息工程与光电技术学院,南京210094

出　　处：《新型工业化》2011年第2期36-43,共8页The Journal of New Industrialization

基　　金：高等学校博士学科点专项科研基金（20070288011）;高等学校博士学科点专项科研基金（20103219120016）

摘　　要：本文讨论了复杂背景下采用电子倍增CCD实现光子计数成像的处理策略，提出了一种二次阈值滤波方法并通过实验验证其有效性。根据电子倍增CCD的成像模型，将电子倍增CCD的输出图像表示为光子事件、偏置噪声和伪光子事件噪声的集合。通过采集多幅电子倍增CCD的输出图像，将光子事件检测问题转化为标准的二元假设检测问题。利用利用贝叶斯判决，可以找到光子事件检测的最佳检测法则，使得光子事件的误判代价达到最小，从而检测出光子事件及其空间分布特征。通过实验对比可以发现，本文提出的方法明显优于普通的累加积分方法，适用于生物微弱光检测等超低照度下的成像等领域。In this paper, a double-threshold filter strategy is proposed and experimentally tested to improve the accuracy of photon counting imaging with an electron multiplying charge-coupled device （EMCCD）, by taking into account the addition bias noise and Pseudo-photon noise during photon counting mode. Photon counting event detection is achieved by using amplitude threshold and frequency threshold filter to eliminate the bias noise and Pseudo-photon noise. Based on Bayesian estimation on multi-imaging, an optimal detection rule is found came with minimum error cost. Experimentally demonstration here indicates that performance of double-threshold filter strategy improves the photon detection accuracy than usual integrate method.

关 键 词：电子倍增CCD 光子计数成像 二次阈值滤波 

分 类 号：TN223[电子电信—物理电子学]