基于电子倍增CCD的夜视图像重建算法(4)
ଶ 分别表示输入信号和输
出信号的方差。
根据 2.1 节 EMCCD 的结构可知，在增益寄存器放大信号的过程中引入的噪声将随
着输入信号一起被放大。假设各个噪声之间相互独立，可以得到 EMCCD 的总噪声为 其中，F 为过剩噪声因子，G 为增益，ߪ
ଶ为光子散粒噪声，ߪ
ଶ为暗电流噪声，ߪ
ଶ为
时钟感生电荷，ߪோ
ଶ为读出噪声。
根据上式，我们可以得出以下结论：
低增益时， EMCCD 主要受限于读出噪声； 高增益时为暗电流噪声和时钟感生电荷。
3 图像重建
图像重建是将由传感器采集的非直观信息转化成能够直观理解的图像的变换过
程。例如，在医学成像领域，核磁共振通过采集人体内产生的电磁信号，通过重建，
获得人体信息；在军事领域，雷达通过发射电磁波对目标进行照射并探测其回波，将
采集到回波信号重建以获取所探测目标的空间信息和运动信息。 图像重建技术广泛
用于天文、遥感、医学成像和机器视觉等领域。
不同于图像增强技术着重强调提取图像信息， 图像重建技术更侧重于从被污染的
图像中恢复已有信息。图像重建涉及到成像的整个过程，包括光线在不均匀介质中的
传播、光学系统中的散射和探测器以及相关处理电路的噪声等等。
首先，我们需要对被探测目标建模。图像重建的整个过程往往是根据某一特定目
标而设计的。因此需要对目标进行合理分类：区分目标是光源还是反射体，是点光源
还是面光源。并根据不同的目标类型进行建模。例如，对点光源在二文平面上的光强
分布进行建模的过程如下所示。
以点光源为原点建立直角坐标系， 假设点光源在二文空间中光强分布服从二文高
斯分布，有
其中，r 表示从点光源中心到测量点的半径。下图 3（左）为点光源的光强分布
图，图 3（右）为点光源在二文平面上的光强模拟图。