目前图像传感器的集成工艺已经非常成熟,超高速、超高分辨率的图像传感器已经被广泛应用在很多领域。然而由于制作工艺的局限,导致图像传感器各个像素的参数特性各不相同,从而在同等条件的曝光下各个像素输出的信号存在不一致性,这种不一致性导致了输出图像的不均匀性。其次,随着曝光时间增加图像传感器的光子转换曲线呈现出非线性,这种非线性现象降低了图像传感器动态范围,导致输出图像对比度较差,因此对图像传感器进行校正处理是很有必要的。论文概述了国内外图像传感器校正方法的研究进展,对现有的校正方法进行论述与对比,针对传统图像传感器校正方法只是单一的对图像传感器非均匀性或者非线性进行校正且通用性较差的问题,基于光子转换理论提出了一种基于像素光子转换特性的图像传感器校方法。该方法结合光子转换理论分析了图像传感器各类噪声的特点以及来源,通过拟合图像传感器每个像素的灰度响应曲线函数表达式来计算出该图像传感器的校正转换矩阵,然后将成像曝光的原始图像灰度矩阵带入对应像素的灰度响应曲线中反演出曝光表征量矩阵,最后假设一个理想的目标图像传感器光子转换曲线函数关系式,将曝光表征量矩阵带入得出校正后的图像灰度矩阵,即校正后图像。除此之外,为了使CCD图像传感器可以进行正常工作以提供必要的实验数据,在原有图像传感器测试系统基础上补充设计了基于FPGA时序控制的CCD图像采集电路,该电路由电源管理电路、时序驱动电路、视频信号调理电路及模数转换电路。经实际测试使用,该测试系统工作稳定,满足CCD图像传感器测试要求。同时使用MATLAB拟合出了每个像素的灰度响应曲线函数表达式,得到了CCD图像传感器的校正转换矩阵。然后将校正转换矩阵存入FPGA中对图像传感器输出灰度值进行校正处理。最后,本论文对一款科学级CCD与一款科学级CMOS图像传感器作为实验对象进行校正,然后对校正后的图像传感器进行均匀曝光以及成像曝光,对比校正前后图像传感器像素响应曲线以及成像质量。实验结果表明,该方法可以同时对图像传感器的非均匀性及非线性现象进行校正,校正后图像传感器输出图像的对比度及均匀性得到显著提升,可以对图像传感器不敏感像素进行校正。此外,该算法对CCD图像传感器及CMOS图像传感器均有校正效果,具有明显的通用性。