图像色度亮度计的校准方法研究

文章介绍了基于大口径积分球光源校准图像亮度计的方法,在传统的亮度和色度示值误差校准的基础上,对图像色度亮度计的CCD亮度测量均匀性进行校准,并建立了可溯源到国家亮度工作基准的图像色度亮度计的校准装置,分析了上级定标和自身装置的不确定度来源。该装置的亮度校准不确定度可以达到3.0%,色度校准不确定度可以达到0.006,积分球出光口的亮度均匀性在1%以内,可以基本满足目前图像色度亮度计的校准需求。     

反射式拼接CCD相机渐晕图像校正

为解决反射式拼接CCD相机成像渐晕问题,依据辐射定标理论采用多亮度点渐晕图像校正算法处理渐晕图像。首先,针对典型的反射镜拼接方式,分析了成像时产生渐晕的原因;然后,根据实验室多亮度等级下成像结果,得出拼接CCD渐晕区各像元数码输出值与入瞳处辐射亮度成线性关系的结论;最后,应用多亮度点校正算法,计算出渐晕区各像元的渐晕校正因子,校正渐晕图像。实验结果表明:对非均匀性大于10%的多幅原始渐晕拼接图像,校正后,图像的非均匀性下降到0.5%以内,可满足反射镜拼接CCD相机非均匀性指标要求。     

TDI CCD相机实验室辐射定标的研究

TDI CCD相机辐射定标的目的是建立输入辐亮度和探测器数字化输出之间的关系,为相机提供调光参数.本文推导了辐射定标的原理,并针对特定的TDI CCD相机在应用光学国家重点实验室里使用积分球对其进行了基于光谱辐照度灯的辐射定标,标定了TID CCD相机响应的线性度、TDI CCD相机响应分别与增益和级数的关系,根据实验结果我们得到了在不同的辐亮度值下的增益和级数参考值,从而确定了TDI CCD相机的调光参数,并给出了标定的误差和各项误差源的影响.     

基于CCD的道路照明亮度测试系统的设计

利用CCD成像基本原理,在研究了道路照明亮度与图像关系的基础上,设计了一种基于CCD数码相机的道路照明亮度测试系统,并设计了一种道路照明的实用标定装置。借助于MATLAB软件给出了数码图片的像素灰度值与亮度之间的数学模型,对标定环境中关键影响因素进行了定量研究,并在盐城市松江路进行实测,测试结果与参照值的相对误差均在15%以内,表明新设计的测量方法有效地提高了道路照明指标测试的精度与效率,减少了测量误差。     

微型光纤光谱仪的光谱线性响应测试研究

该文主要针对所开发的微型光纤光谱仪系列产品的光谱线性响应测试问题,提出一种简单易行的方法。根据图像传感器在采集过程中,将实际探测到光谱图像亮度转换为数字图像灰度并以DN值形式记录的原理,采用积分时间等间隔步进的方法依次测试相应光谱数据,通过对采集所得原始DN值数据进行近似归一化及拟合处理的方式来表征DN值随积分时间变化的线性关系,并以此评判光谱仪系统的光谱响应线性特性。依照此方案进行实际测试,通过对测得数据的分析处理,验证该方案具有可行性,且结果显示该款产品的光谱线性响应良好。     

大视场线阵CCD图像灰度均匀化

针对大视场线阵 CCD 图像不均匀现象,提出了一种基于图像像素灰度补偿的均匀化方法。首先分析并计算线形目标上不同坐标位置的微小面元在线阵CCD上产生的辐射照度,并由此推导线阵CCD面元上不同像素灰度值与中心像素灰度值之间的关系,进而建立大视场线阵CCD像面上像素的灰度补偿模型,实现大视场线阵CCD图像快速均匀化的目的。对大量线阵 CCD 采集的高速路面图像进行了处理,结果表明我们提出的方法具有较强的可行性、鲁棒性和实用性。     

安装在透射电镜上的OlympusCCD图像采集系统的使用技巧和参数设置

详述了安装在JEM_2100高分辨透射电镜上的OlympusCCD图像采集系统的使用技巧和参数设置,包括电子束强度的调整、图像亮度以及对比度的调整、图片标尺的显示和标定、电子衍射分析图片采集、特殊情况下样品观察和图片采集、电子束过曝保护设置、荧光屏抬起和落下控制、CCD与TEM的通讯恢复等。     

数码相机的亮度分布测试研究

在数码相机测光原理和数字图像处理的基础上利用均匀亮度源对数码相机进行光学标定,获取数码相机采集到的图像灰度值与曝光量之间的确切关系,并以此来获得亮度回归公式.在均匀亮度源标定下数码相机的亮度回归曲线的相关系数R2达到了0.984 5.利用标定完的数码相机进行亮度测试时取得了很好的实验效果,并且在进行点目标物亮度测试时相对误差可以控制到5%左右,在进行面目标物亮度分布测试时整体误差基本上可以控制到10%左右.     

积分球辐射场均匀性的数值分析

讨论了积分球均匀光源在ＣＣＤ、ＴＤＩ焦平面阵列器件、数码相机和遥感、天文观测探测系统标定中的应用,对积分球出口的辐射场分布及其在传播过程中辐射场能量和均匀性变化的情况给出了理论分析和数值解。     

浮法玻璃均匀性的光学检测方法

在浮法玻璃的生产中,均匀性的检测与控制对于玻璃的质量保证至关重要.本文给出了一种可有效用于浮法玻璃均匀性检测的光学方法.实验结果表明,该方法采用平行偏振光成像系统和CCD图像采集与处理技术,可以清楚地获得平板玻璃样品侧向均匀性分布的光学图像,并能对图像的灰度分布进行定量分析,从而可为玻璃的质量评价和工艺控制提供可靠的依据.     

CCD相机的亮度色度校准装置研制

CCD相机的亮度和色度测试仪器凭借其一系列的测量优势已广泛应用于平板显示器的测量领域。本文在综合国内外相关计量标准技术优势的基础上,根据平板显示行业所特有的溯源需求进行校准装置的研制,基于积分球匀光和光谱测色原理,研制出CCD相机的亮度色度校准装置,并对校准装置的计量性能和特性进行研究以及对装置的测量结果进行验证。结果表明,该校准装置满足作为计量标准的技术要求,可用于CCD相机亮度和色度参数的校准。     

激光散斑去除效果定量分析

自行研制的外部导入宽可调谐激光的积分球光源中为了提高光辐射场的均匀性和稳定性,采用球内旋转漫射板方法去除激光相干性产生的散斑.为了定量评价退相干效果和漫射板旋转速率之间的关系,使用响应度均匀性经过校正的CCD对积分球出口成像,计算不同积分时间,不同转速条件下的散斑对比度.实验结果表明,漫射板只需在很低的速率下旋转就能完全去除散斑噪声.漫射板不旋转时,散斑对比度约为30%;散斑完全去除时,对比度降为5%.     

一种CCD相机电子快门的自动控制算法

为了使CCD相机适应变化的环境光强,从而获得稳定的高质量图像特征,提出了一种获得稳定图像特征的电子快门自动控制算法.结合图像处理中的灰度拉仲技术,实现了一种方便.稳定及高精度的调光.其算法主要由基于场景灰度均值对数的三次多项式插值函数自动快门控制和图像灰度拉伸实现.实验结果表明,该算法具有稳定快速的收敛性,捕获的视频图像在各种条件下均具有良好的图像质量和环境适应性.     

基于CCD光学方法的纸浆模塑材料的厚度检测

为检测纸浆模塑产品厚度,采用CCD的光学方法进行非接触式测量。通过标定,结果以待测物壁厚的灰度图形式给出,通过像素与实际厚度之间的转换,测出纸浆模塑产品厚度。实验表明,该方法能够准确测量1mm以下包装产品厚度,且具有精度高、非接触测量、白光照明和适合现场测试的特点。     

数字摄像法测量激光近场光斑照度

激光打在漫反射屏上形成直径几厘米的近场光斑,人工使用照度计能直接测量光斑照度,但容易造成误差.本文通过数字摄像法得到相机拍摄的光斑图像的灰度,在Tsai模型基础上考虑漫反射率和相机离轴角的影响,建立了光斑照度映射与图像灰度的数学模型,由图像中的灰度能计算得到漫反射屏上光斑的照度.该方法简单、准确.通过实验和数据分析结果表明:光斑上不同位置目标点的照度映射后和图像对应像元灰度的关系符合CCD响应度的线性关系,从而为研究漫反射屏上照度测量方法提供了新的参考.     

Radiometric validation of NASA's Ames Research Center's Sensor Calibration Laboratory

The National Aeronautics and Space Administration's (NASA's) Ames Research Center's Airborne Sensor Facility (ASF) is responsible for the calibration of several airborne Earth-viewing sensor systems in support of NASA Earth Observing System (EOS) investigations. The primary artifact used to calibrate these sensors in the reflective solar region from 400 to 2500 nm is a lamp-illuminated integrating sphere source. In September 1999, a measurement comparison was made at the Ames ASF Sensor Calibration Facility to validate the radiometric scale, establish the uncertainties assigned to the radiance of this source, and examine its day-to-day repeatability. The comparison was one of a series of validation activities overseen by the EOS Calibration Program to ensure the radiometric calibration accuracy of sensors used in long-term, global, remote-sensing studies. Results of the comparison, including an evaluation of the Ames Sensor Calibration Laboratory (SCL) measurement procedures and assigned radiometric uncertainties, provide a validation of their radiometric scale at the time of the comparison. Additionally, the maintenance of the radiance scale was evaluated by use of independent, long-term, multiyear radiance validation measurements of the Ames sphere source. This series of measurements provided an independent assessment of the radiance values assigned to integrating sphere sources by the Ames SCF. Together, the measurements validate the SCF radiometric scale and assigned uncertainties over the time period from September 1999 through July 2003.     

Integrating sphere simulation: application to total flux scale realization

A method is proposed for realizing the total flux scale of light sources by use of an integrating sphere with an opening to introduce a known amount of flux from a luminous intensity standard or a spectral irradiance standard lamp placed outside the sphere. Computer simulations were made on several models of an integrating sphere, designed to compare the total flux of a test lamp inside the sphere with the flux introduced from an external source. I describe the theory and algorithm of the simulation, present the results of the simulation for varying conditions of sphere geometry such as size and location of the baffles, internal source, and wall reflectance, and predict that one of the models has sufficient accuracy to calibrate lamps for total flux.     

改进的直线拟合线阵CCD图像边缘检测方法

为了检测经过光学系统成像所得图像的边缘,在直线拟合方法的基础上提出了一种新的边缘检测方法。该方法综合考虑边缘过渡区间所有点的信息,利用直线拟合方法求出一组可能的边缘值,再选择它们的中值作为最终的边缘值。基于该方法的采集系统由线阵 CCD 采集边缘的灰度图像,使用单片机来处理数据,并计算出边缘的位置。实验结果表明,这种改进方法的重复性误差为 0.89 个像素,而且能够在 0.039s 内完成一次边缘检测计算。