空间高能宇宙辐射探测设施(High Energy cosmic-Radiation Detection facility,HERD)项目是规划中的中国空间站的大型科学设施,目的是为了进行暗物质粒子探测任务,并解决暗物质微光超快探测系统研制中的技术难题。由于sCMOS相机本身具有大动态范围、灵敏度高等特性,使其在微光探测领域得到了广大学者的关注。为实现大动态范围的暗物质超快微光探测,需要完成大动态范围增强型sCMOS(IsCMOS)相机系统的研制。本文主要针对空间高能宇宙辐射探测设施项目中的需求,开展量能器输出的大动态范围高速sCMOS信号测量技术研究,主要研究工作如下:1.利用MATLAB编程复现量能器输出信号的过程,研究得知原始信号通过探测系统中像增强器、光锥的调制,信号的形式会由脉冲信号转化为高斯信号。通过实验发现,当处于远场的情况下,输出信号为高斯函数。由于输出信号形式基本一致,因此本文将量能器输出的复杂过程简化为在远场的条件下信号通过多模光纤得到高斯型函数,在高斯函数的前提下对数据进行分析处理,得出本文的核心算法;2.sCMOS探测器可以调节两路放大器,同时输出两路不同增益的图像,具有很高的灵敏性,本文根据sCMOS探测器独特的输出特性,提出了一种基于特征点融合的算法,从而实现扩大探测器动态范围的目的,保证了探测器在微弱光的条件下能够对信号进行探测;3.本项目中每幅图像输出的数据格式为,7500路光纤下输出帧频为500大小为20*20的16bit图像,其所占带宽约为20Gb/s,但是传输数据时,带宽仅为1Gb/s,因此面对如此庞大的数据,进行数据压缩是十分必要的。本文对高斯函数的特征进行分析,提出了两种可对量能器输出信号进行快速读出的算法,分别是传输基于高斯牛顿拟合法得出的选取特征点和基于多维高斯函数的特征函数法,针对这两种方法的特点和效果进行对比评估,发现在信号处于未饱和状态时基于高斯函数的特征函数算法具有良好的压缩率且可以达到良好的拟合复原效果,但在饱和情况下特征点提取法的拟合复原效果优于特征函数法,因此本文设计出一种将两个算法融合在一起的硬件实现流程,在保证一定压缩率的情况下,尽可能的使误差最小,以满足快速读出算法的要求。