一种用于资源受限成像应用的含瞬态检测的实时光电流最优估计算法

百万像素电荷积分探测器在近红外成像应用中很常见。通过对探测器上电荷的连续读取拟合线性模型，可以产生光电流的最优信噪比估计，这在低信号区域尤为重要。解决此问题的算法历史悠久，但可能计算量很大。此外，对于在地球轨道上的这些探测器，特别是在地球磁极和南大西洋异常区上空，宇宙射线背景相当可观，星载处理程序必须能够标记受影响的像素。在本文中，我们提出了一种算法，该算法能生成最优光电流估计并标记来自宇宙射线的随机瞬态电荷产生，且专门设计用于适配计算资源受限的平台。我们以宇宙历史、再电离时代和冰探索者分光光度计（SPHEREx）——一项 NASA 小型探索者天体物理实验概念——作为案例研究，并表明该算法可以轻松适配此类受限平台的资源受限环境。对输入天体物理信号和探测器阵列性能的详细模拟被用来表征在复杂噪声特性和电荷瞬态存在下的拟合程序。我们同时使用哈勃空间望远镜宽视场相机 3 和广域红外巡天探测器来建立对近地轨道近红外探测器敏感性的经验理解，并构建了一个现实的宇宙射线能谱和发生率模型。我们表明，我们的算法生成了真实光电流的无偏估计，与标准线拟合软件包的结果相同，并表征了已检测到和未检测到的瞬态事件的发生率、能量和时间特性。