用彩色CCD相机测量发光二极管显示屏的色度

提出了一种高精度色度计和彩色CCD相机相结合快速测量发光二极管(LED)显示像素的亮度和色度的方法.首先,用彩色CCD相机测量LED显示像素,通过图像处理提取每个LED显示像素点在RGB颜色空间中的亮度值和色度值.然后,建立RGB颜色空间和CIE 19 31XYZ颜色空间的多通道自适应矩阵,并使用色度计对部分LED显示像素点进行精确测量,基于精确测量值和对应的RGB值计算出自适应矩阵.最后,通过自适应矩阵计算出所有LED显示像素的亮度和色度值.实验结果表明:自适应矩阵大小合适的情况下,该方法计算出的数据与色度计测量数据之间的色差值△E＜1,在人眼视觉中的颜色差异轻微,可快速、精确地采集LED显示像素的亮度和色度值,实现LED显示屏的高精度亮度、色度校正,从而大幅提高LED显示屏的显示效果.     

LED显示屏相机采集影像渐晕的修正

为了克服相机影像渐晕在LED显示屏逐点一致化校正过程中带来的不均匀性缺陷,从相机影像发生渐晕时的灰度分布规律出发,提出了一种基于图像平滑滤波算法的修正方法。介绍了CCD对LED显示屏进行数据采集和成像的原理;在分析其成像稳定性的基础上,描述了空域平滑滤波的原理,并选取模板对CCD采集得到的LED像素亮度空间分布做邻域平均平滑处理,得到了代表相机影像渐晕分布的曲面。最后,介绍了利用该曲面实现影像复原的算法。实验结果表明:经过对相机影像渐晕修正以后,可以使LED显示屏的显示均匀性偏差由12.9%缩小到0.73%,克服了修正前LED显示屏"中心暗、四周亮"的缺陷,达到了理想的校正效果。     

复合面阵CCD摄影相机的实验室辐射定标

为消除复合面阵CCD摄影相机全像面辐射定标时存在的严重渐晕现象和解决多片CCD之间相对定标目标值选取困难的问题,提出了一种适用于多片CCD的实验室辐射定标方法。该方法对每个像素进行暗信号标定后,修正渐晕区的像素灰度值,通过选取合适的全像面相对定标目标灰度值,最终实现对复合面阵CCD摄影相机的辐射定标。通过分析渐晕区的灰度分布特征,提出了适用于所有曝光时间和辐亮度下的灰度修正方法。分别计算每片CCD灰度值与输入辐亮度之间的多项式拟合系数,选取全局拟合误差最小的一组系数计算对应辐亮度下相对定标目标的灰度值。通过本方法辐射定标后,复合面阵CCD摄影相机的全像面非均匀性由大于20%降至优于2%,绝对定标精度为4.23%。该结果表明本文提出的辐射定标方法适用于多片面阵CCD的辐射定标,定标精度满足航空相机的辐射定标需求。     

解决大幅面CCD相机三色分离的方法

针对大幅面彩色电荷耦合器件(CCD)相机三通道色彩彼此分离的问题,深入研究了CCD的内部结构,分析了多线阵彩色CCD三色分离的原因,提出了一种将三通道数据分开缓存的修正方法,并制作了国内第一台高速多线阵CCD大幅面扫描仪。该修正方法根据多线阵彩色CCD内部工艺结构,将三通道数据在硬件上进行分开缓存、重组,实现真实色彩的还原。理论分析与实际应用效果表明:经过处理后的图像R、G、B三色分离现象得到极大改善,在1 200DPI的分辨率下,三通道色彩未见分离。制作的大幅面扫描仪在600DPI的分辨率下,扫描速度可达5.08cm/s,扫描处理一张A0的图纸只需30s的时间,图像拼接处像素误差在±2以内。     

星上时间延迟积分CCD拼接相机图像的实时处理

提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的时间延迟积分(TDI)CCD图像实时处理方法以提高拼接成像系统输出图像的质量和视觉效果。首先,对TDICCD成像系统进行像元级非均匀性校正,去除像元响应差异、固定图形噪声和暗电流噪声;对图像进行了基于行极值的自适应中值滤波,去除了图像中的随机噪声和脉冲噪声。然后,对噪声处理后的图像进行图像增强,通过提取图像的低频和高频成分,实现图像细节信息的调整和对比度增强。最后,采用基于行的分段线性拉伸方式,提高图像的动态范围。设计了基于FPGA的TDICCD成像系统的图像实时校正处理结构,分析了算法占用的资源、算法计算误差和可靠性等指标。实验结果表明,提出的图像实时处理结构将图像输出信噪比均值由48db提高到52db,图像非均匀性由3.41%降低到1.73%,图像的对比度显著增强,其动态范围提高了6%.     

发光二极管道路照明的配光优化设计

从道路照明评价指标出发,对发光二极管(LED)道路照明的配光进行优化设计.综合考虑照度分布与道路照明评价指标之间的函数关系,建立了LED路灯照度分布的数学模型.以照明评价指标为优化条件,亮度-照度比Q为优化目标,求解有约束的最优化问题,得到配光曲线.以沥青路面主干路为例,把得到的配光曲线导入照明模拟软件中进行仿真模拟.配光优化结果表明:其横向配光呈非对称分布,且最大光强偏向机动车道方向,比传统的对称式配光曲线节能30.3％;Q为0.072 7,高于一般沥青路面的比值;同时各项照明评价指标均符合CJJ 45-2006的要求,配光性能良好.     

全帧CCD相机时间延迟积分模式下的图像缺损

长焦距面阵CCD相机以TDI模式进行动态横向多幅扫描成像时,行转移频率高或者曝光时间长会使图像输出有明显缺损,从而影响图像的判读。为解决这一问题,分析了全帧CCD相机TDI模式的工作原理,分析认为快门曝光过程中CCD存在的无效TDI转移是导致输出图像出现缺损的主要原因。通过实验验证了分析结果,并提出保证CCD曝光过程中TDI转移与机械快门曝光精确同步的方法来消除无效TDI转移。据此设计了光电同步定位法进行曝光控制,并研制了相应的快门光电同步装置。成像实验结果显示,该方法可将图像缺陷区域控制在15列像元内,解决了面阵CCD在TDI模式下输出图像的缺损问题,提高了图像判读精度。     

CCD像元光电转换率不一致性分析及其修正方法

从理论上分析了CCD像元光电转换率不一致性产生的多种原因。提出了一种简易实用的方法对不一致性进行修正:用照度均匀的光照射CCD,测出每个像元上的光电转换信号大小,计算出像元间的差异,从而得到每个像元的修正系数。对实际CCD的测量值进行这样的修正后使得CCD各像元的光电转换率在表观上达到一致。实验结果表明:通过修正后可以有效地减少像元光电转换率的不一致性,误差均方根提高了一个数量级。     

大尺寸可弯曲的显示屏问世

美国研究人员宣称，他们已经找到了制造宽大、可弯曲显示屏的新方法，这样的显示屏可用于制造沿车体弧度安装的刹车灯指示器，同时透明度很高，乘客完全可以看见窗外的风景。相关论文发表在近期出版的《科学》杂志上。     

LED显示图像的非均匀度校正改进方法

针对LED显示屏在拼接过程中会出现显示图像非均匀度过高的问题,基于对现有CCD校正技术的改进,提出了非均匀度校正改进方法--畸变校正法.首先,介绍了现有的基于CCD的非均匀度校正技术,同时,阐述了技术需要改进的原因.以模块拼接的IED显示屏为例,构建了畸变校正模型.该模型根据畸变模块位置和理想模块位置之间的非线性关系,...     

Reliability of phases retrieved from 400-kV spot-scan images of purple membranes acquired on a slow-scan CCD camera

Glucose-embedded purple membranes were used as a test specimen to evaluate the reliability of phases retrieved from 400-kV spot-scan images acquired on a 1024 × 1024 slow-scan CCD camera. This specimen was chosen because it represents a broad class of low-contrast radiation-sensitive biological objects and its structure is well established. The amplitudes of computed reflections from these images were strongly damped by the modulation transfer function of the camera. Nevertheless, their phases on average were < 12° different from the reference data of Henderson et al . (1986), Ultramicroscopy , 19 , 147–178, up to 8.8 Å resolution, which corresponds to 0.8 of the Nyquist frequency of the camera.     

CCD显微摄像法测量孔心距

通过对 1 9J型万能工具显微镜进行数码改造 ,建立了用于工件孔心距测量的CCD数码显微摄像系统。讨论了CCD摄像法测量孔心距的基本原理 ,简要介绍其软件系统 ,为工件孔心距的精密测量提供了快速、有效、经济的测量途径。     

Design of echelle spectrograph CCD camera

为了高精度采集中阶梯光栅光谱仪的谱图,设计了一种适用于中阶梯光栅光谱仪原理样机的高性能面阵CCD相机.首先,根据中阶梯光栅光谱仪的谱图特点和CCD芯片的特性,设计了面阵CCD相机的时序产生电路、驱动电路及数据采集处理电路,实现了面阵CCD相机的低噪声、高灵敏度以及高动态范围.然后,利用LabVIEW编写了CCD相机测试软件.最后,利用设计的面阵CCD相机对汞灯谱线进行了测试.结果表明:面阵CCD相机获取的二维谱图图像清晰、信噪比较高;经二维谱图还原后,可以得到标准的汞灯谱线.该相机性能稳定、可靠,满足中阶梯光栅光谱仪原理样机的研制要求.     

中阶梯光栅光谱仪CCD相机的设计

为了高精度采集中阶梯光栅光谱仪的谱图,设计了一种适用于中阶梯光栅光谱仪原理样机的高性能面阵CCD相机。首先,根据中阶梯光栅光谱仪的谱图特点和CCD芯片的特性,设计了面阵CCD相机的时序产生电路、驱动电路及数据采集处理电路,实现了面阵CCD相机的低噪声、高灵敏度以及高动态范围。然后,利用LabVIEW编写了CCD相机测试软件。最后,利用设计的面阵CCD相机对汞灯谱线进行了测试。结果表明:面阵CCD相机获取的二维谱图图像清晰、信噪比较高;经二维谱图还原后,可以得到标准的汞灯谱线。该相机性能稳定、可靠,满足中阶梯光栅光谱仪原理样机的研制要求。     

对于隔行扫描相机拍摄运动图像的分析与补偿

图像采集是计算机视觉系统具有决定性影响的环节之一,隔行扫描相机是常用的视觉传感器之一,但其拍摄运动图像时存在较大缺陷。采用软件算法补偿的方法可以得到很好的应用效果,并且算法简单,易于实现。     

采用外触发方式实现CCD摄像机的全自动调光控制

针对传统的CCD摄像系统自动调光方法在工程使用中存在的不足,提出一种新型的CCD摄像系统的全自动调光方法。它采用外触发电子快门和可变光阑相组合进行调光,外触发电子快门调光为主,可变光阑调光为辅。采用外触发方式实现CCD摄像机的电子快门时间调节,由单片机控制电机调节可变光阑的通光口径,以使像面照度适中。反馈控制量由图像目标区域的均值电平获得,从而实现最佳全自动调光。简要叙述了新型调光系统的组成和工作原理。Matlab仿真结果表明,与传统调光方法相比,新型调光方法调光拍摄的图像对应的直方图分布更宽广且更均匀,功率谱幅值也更高,达到7.5dB以上。其图像更清晰,对比度更高,目标层次对比也更加明显,满足现代CCD摄像系统的最佳全自动调光要求。     

CCD摄像机全自动调光系统

在CCD摄像系统中,利用电子快门和可变光阑有机结合,在单片机控制下实现全自动调光,不仅扩大了调光的动态范围,而且可有效地控制对运动目标摄像时产生的像移,其最大像移控制在0.0024mm.这些方法应用到使用空间受到限制的小型电视摄像系统中具有现实意义.