科学级CCD相机像不一致特性及其校正研究

科学级CCD相机是目前微光图像增强及其光电转换的重要器件，本文从图像转换质量的角度，以科学级CCD相机为对象，研究了面阵CCD像元特性不一致性的性质及其校正方法，揭示了这种不一致性是造成图像降质的重要原因，采用本文提出的CCD像元校正方法是获取高质量图像的重要途径。     

面阵CCD微光像感器图像的校正

在基于面阵 CCD像感器的数字射线成像 ( DR)检测系统中 ,CCD相机的信噪比严重地制约着系统检测精度的提高。为了提高 CCD相机的信噪比 ,本文分析了 CCD数码相机产生的噪声特性 ,发现 CCD暗电流和 CCD不同像素之间对光响应不一致性是影响图像质量的两个主要原因。并在对暗电流和像素间光响应的不一致性特点、性质分析的基础上提出了相应的校正算法 ,最后对一幅实际拍摄的图像进行了校正。     

一种图像传感器灰度响应非线性现象校正方法

图像传感器校正方法是提高图像传感器输出图像质量的关键手段。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图像传感器灰度响应非线性现象校正方法。针对一款科学级CCD与一款科学级CMOS图像传感器作为实验对象进行校正。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。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。     

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜科学级CCD相机低嗓声设计和检测

结合实际测试结果,介绍了大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜( LAMOST)低色散光谱仪所使用的科学级CCD相机的系统设计与检测技术。LAMOST科学级CCD相机系统由大面阵CCD芯片、相机头、制冷系统、控制器及其软件组成,其CCD控制器的设计实现低噪声、多路图像读出、像素合并及陷阱测试等功能,满足LAMOST工程的设计要求。介绍了科学级CCD相机增益、读出噪声、暗电流,满阱等指标的测试方法,该技术方法适用于其它领域同类型科学级CCD相机的研制和检测。     

具有开窗ロ功能的高帧频面阵CCD时序驱动研究

随着机器视觉技术的不断发展和光电检测领域实际需要的变化,在许多检测环境下要帧频非常高的面阵CCD相机系统。而市面上常见的科学级相机帧频大都在几十赫兹,这对于环检测带宽要求非常高的系统来说远远不够。能否大幅提高检测环节的带宽,成为闭环检测系能否实现的关键。针对这样的情况,研制了具有“开窗口”功能的面阵CCD相机,该技术通过减输出像元个数,只输出包含有检测信息的有效像元信号,从而缩短水平位移输出时间,最终提高相机的帧频。本文阐述了使用面阵CCD TC237来实现开窗口功能的时序驱动方法及其对帧频响的研究。根据窗口开设的大小和位置的不同,帧频可以提高到几百至几千赫兹。     

基于图像透视畸变校正的调炮速度测量方法

针对传统调炮速度测试过程繁琐、测量精度低的问题,提出了一种图像透视畸变校正的调炮速度测量方法。采用激光器、靶板、CCD相机和计算机构建调炮速度测量系统,利用CCD相机实时记录激光在靶板上的光斑位置,根据光斑的位移和时间解算出调炮速度。利用特征点成像,通过透视变换原理构建变换矩阵求得图像校正模型,进而实现光斑靶板图像的透视畸变校正,在校正后的图像上提取光斑并计算出光斑质心,获取光斑质心的位移和时间,最终解算出调炮速度。实验结果表明：与传统的图像测量方法相比,利用该方法测量调炮速度的精度提高了10倍,满足靶场对高精度测量调炮速度的要求;该方法适用于靶场测试以及其他调炮速度的实际测量工程。     

基于ARINC429总线的某型CCD航空相机总线数据接口板

基于ARINC429总线的某型CCD相机的总线数据接口板,其作为新型航空侦察平台任务机系统与航空CCD相机的数据中转站,分别通过与任务机总线数据通信及与相机主控板并口通信,完成两者间的机载设备航空总线数据、控制指令及相机信息的数据交换,使相机与任务机能够协调工作的同时,保证CCD相机像移补偿机构、相机影像稳定系统及数据记录系统的正常工作。经实验室及试飞测试,系统运行稳定,抗干扰性强,可靠性高。     

电荷耦合器件积分时间对微型成像系统成像质量的影响

在光圈固定的情况下，确定合适的积分时间对于提高微型电荷耦合器件(CCD)成像系统的成像质量，增强微型飞行器的侦察能力具有十分重要的意义。本文讨论了决定CCD积分时间的各种因素，重点研究了适用于微型飞行器的CCD成像系统的积分时间与像移的关系，并进一步推导了计算像移量的相关数学模型。利用该模型对不同积分时间内采集的运动图像进行了像质评价，结果表明，在保证曝光量的前提下，当像移量被限制在1个像素内时，可以获得相对理想的运动图像像质。     

星载CCD相机CCD驱动器的设计

星载线阵CCD相机是采用固体线阵电荷隅合器件(Charge Coupled Device,简称CCD)作为光电传感器的精密光学测量系统。由于CCD器件具有灵敏度高、动态范围大、分辨率高、线性好、位置精度高、寿命长等优点,所以CCD相机在卫星遥感中得到了广泛应用。 对星载线阵CCD相机而言,CCD长期稳定可靠地工作和小体积、低功耗是系统重要工作参数之一。为此,利用可编程逻辑器件这种90     

TDICCD亚像元图像融合的实时实现系统

介绍了 TDI CCD 亚像元图像融合实时实现系统的设计方案,该硬件系统采用高性能,大容量FPGA Stratix II EP2S60672-5 ,并采用多种适于高速数字图像处理的结构,较好地解决了图像融合算法大运算量和数据存储空间与硬件系统实时处理之间的矛盾, 实现了基于复杂图像融合算法的实时融合处理.     

一种新型红外焦平面阵列非均匀校正算法

针对现有红外热像产品多采用一点+两点的校正方式,存在增加结构复杂度和整机功耗的问题,开发研究一种新型的红外焦平面阵列非均匀性的校正方法.介绍非均匀性的3种定义,给出非均匀校正的常用方法,在以ULIS0304为试验件的基础上详细论述红外焦平面阵列非均匀性的校正方法,并比较各温度校正前后直方图.结果表明:校正后图像矩阵的非均匀性基本为0,算法有效.     

数字CCD成像的控制参数优化实验系统

控制参数优化是提高数字CCD成像系统的成像质量,增强其对复杂环境的适用能力的基础。建立一种数字CCD成像的控制参数优化实验系统。在对数字CCD成像的信号处理过程进行了理论分析的基础上,通过基于EXview HAD CCD的成像模块、控制模块及其控制软件设计,实现数字CCD成像系统相关参数的实时控制及人机交互。实验结果表明,实验系统的成像质量对各项控制参数具有良好的响应。     

Design of Digital Imaging System for Optimization of Control Parameters

The design of experimental system of digital imaging system for control parameter is discussed in detail. Signal processing of digital CCD imaging system is first analyzed. Then the real time control of CCD driver and digital processing circuit and man-machine interaction are achieved by the design of digital CCD imaging module and control module. Experimental results indicate that the image quality of CCD experimental system makes a good response to the change of control parameters. The system gives an important base for improving image quality and the applicability of micro imaging system in complex environment.     

An Improved Scene-based Nonuniformity Correction Algorithm for Infrared Focal Plane Arrays Using Neural Networks

The improved scene-based adaptive nonuniformity correction （NUC） algorithms using a neural network （NNT） approach for infrared image sequences are presented and analyzed. The retlna-like neural networks using steepest descent model was the first proposed infrared focal plane arrays （IRFPA） nonuniformity compensation method, which can perform parameter estimation of the sensors over time on a frame by frame basis. To increase the strength and the robustness of the NNT algorithm and to avoid the presence of ghosting artifacts, some optimization techniques, including momentum term, regularization factor and adaptive learning rate, were executed in the parameter learning process. In this paper, the local median filtering result of Xij （ n ） is proposed as an alternative value of desired network output of neuron Xij （ n ）, denoted as Tij （ n ）, which is the local spatial average of Xij （ n ） in traditional NNT methods. Noticeably, the NUC algorithm is inter-frame adaptive in nature and does not rely on any statistical assumptions on the scene data in the image sequence. Applications of this algorithm to the simulated video sequences and real infrared data taken with PV320 show that the correction results of image sequence are better than that of using original NNT approach, especially for the short-time image sequences （several hundred frames） subjected to the dense impulse noises with a number of dead or saturated pixels.     

基于相位一致性的结构相似度图像融合质量评价方法

在红外(IR)图像和可见光CCD图像融合效果评价中,结构轮廓对人眼感知的影响非常重要,而相位一致性（PC）模型生成的PC图像很好地在红外(IR)图像和可见光CCD图像融合效果评价中,结构轮廓对人眼感知的影响非常重要,而相位一致性（PC）模型生成的PC图像很好地保留了结构轮廓特征,且不受图像亮度和对比度变化的影响。提出了基于PC的结构相似度（SSIM）图像融合质量评价方法;利用SSIM模型分别产生融合图像相对于IR图像和可见光CCD图像的SSIM图像;根据PC模型产生IR和可见光CCD各自的PC图像;根据人眼对轮廓和非轮廓区域的重视程度的不同,利用各自的PC图像对SSIM图像进行加权; 最终利用信息熵加权得到融合图像的评价指标。实验中,在对实验图像进行主观评价和多种客观评 价指标计算的基础上,首次计算了非线性相关系数和斯皮尔曼等级相关系数(SROCC),最后统计分析实验数据。实验结果表明该方法较以往评价方法具有更好的主客观一致性。     

电阻阵红外景象投影仪非均匀性校正方法学

电阻阵红外景象投影仪是红外成像制导系统和前视红外系统等红外探测系统性能测试、评估和系统动态仿真的重要装置。但是其严重的辐射非均匀性限制了它的应用范围。因此,必须要进行校正。本文对非均匀性校正的方法学进行研究,综述几种有效的校正方法及其实施过程。     

基于模糊评判模型的射击成绩评价方法

基于模糊集理论目标识别方法,通过CCD图像采集,利用目标与弹迹灰度的不同,对射击成绩进行评价.该方法通过确定图像宽度、脉冲峰值隶属度函数及模糊因素权集建立特征隶属度函数,对各特征的权重进行自适应调整,最后经模糊综合评判,实现对射击成绩的评估.