基于CIS暗电平校正算法研究与实现

本文为了减弱暗电流对CMOS图像传感器图像质量的影响,分别对常用的模拟端暗电平校正算法和数字端暗电平校正算法进行了分析和研究,通过将黑行分阶段处理,在不同阶段分别进行模拟和数字校正,提出了一种改进的暗电平校正算法。并在一款像素阵列为640×480的CMOS的图像传感器芯片内集成了该方法的电路。经过测试表明,该方法获得了较好的校正暗电平,误差小,解决了暗电平差异较大情况下出现的颜色偏差问题和亮度不饱和问题,改善了图像质量。     

CCD相机输出非均匀性线性校正系数的定标

宽幅CCD相机的输出非均匀性校正对获取高质量的遥感图像具有重要意义。通过分析造成CCD输出非均匀的原因,提出了基于辐射亮度反演的非均匀性线性校正概念。在已知的多种辐亮度照明下,采集相机每个像素的灰度值,利用最小二乘法建立像元灰度值与辐亮度的函数,求出像元的两项非均匀性校正系数——暗信号与响应度。实验结果表明:利用这两项校正系数进行相机非均匀性校正,改善效果明显。校正前图像的灰度值均方根偏差为1.3%,校正后为0.2%;从图像上看,校正前图像上的明暗条纹很明显,校正后得到消除。不仅如此,采用该校正方法还能够有效去除通道间输出非均匀性造成的整幅拼接图像的明暗不一致,得到均匀清晰的图像,结果令人满意。     

松下“新画王”彩电的AI电路

灰度校正是提高电视机重现图象质量的一项重要措施。在松下新画土_ (THE ONE UP)彩F包r妇,29英寸布I29英寸以仁的机型都设置J’‘种新型的自动灰度动态校正电路,这就是Al(人工智能)电路。 AI电路比以往的灰度校正电路有很大改进。以子卜的灰度校正方法是在黑色电平和f}色电平两端分别设定灰度校正的临界值。例如,以亮度30IRE(IRE是一种亮度单位,全黑为0,全白为100)为黑色电平临界值,对暗寸30IRE的部分作黑色电平扩一展,使之变得更暗 (即加深黑色),以提高图象的对比度。以亮度80IRE为白色电平临界值,把超过该值的明亮部分作降低亮度处理,以避免在亮画面处显得一片亮白。由十实际图象是千变万化的,因此这种按预先设定不随图象改变的灰度校正方法,显然不能适应图象的各种变化,有时还叮能适得其反。例如,当图象是暗画面时,由上该电路把稍暗的部分强制地加黑,因而就失去了许多层次表现,反而造成画而过暗的不良效果。针对以往灰度校正所存在的缺点,松下“新画仁”彩电中的AI电路,采取了随图象的动态变化进行动态灰度校正的方法,根据不同画面的特点,通过检测分析画面明暗部分的分布情况,采取因图而异的灰度校正方法,以得到最悦口狗灰度层次表现。由寸一这种电路具有按实际画面灵活恰当地进行处理的特点,故     

基于LM98640的TDI-CCD暗场扣除方法

为了实现相关双采样模式下,视频处理器LM98640的暗电平扣除功能,设计了数字暗场扣除方法。通过获得TDI-CCD的暗场数据,进行统计分析,估算当前条件下的真实暗电平水平;通过设置LM98640的偏置寄存器,实现暗电平的模拟扣除功能;通过暗场灰度动态检测和实时更新设置,保证暗场在不同的温度水平下具有0～3的灰度均值;通过时序控制,保证偏置参数加载不影响图像内容;通过偏置参数功能分区,保证暗场扣除和偏置调整功能的完整性。实验结果表明,该方法在TDI-CCD成像系统长时间工作时,能有效控制暗场均值在0～3量化灰度范围。通过检测更新扣除机制,实现了对噪声的帧扣除,避免了行扣除不准确带来的噪声,有效降低了沿轨方向高频分量。     

基于颜色和灰度熵的视频镜头检测方法

视频镜头分割是视频检索和视频分类等应用的关键步骤,因此提出一种基于颜色直方图和灰度熵的镜头检测算法。该方法以HSV颜色直方图和图像的灰度熵为特征,计算视频相邻两图像帧的相似度,从而判断出是否发生了镜头变换。实验证明,该方法能准确检测出视频的突变镜头,对渐变镜头也有理想的检测效果。     

一种CCD相机自动调光的方法

目前靶场光学测量设备大量使用CCD相机,针对目标发射时背景和火焰过亮易导致CCD过饱和造成的图像对比度低、清晰度低的问题,基于CCD器件的成像原理设计了一种根据目标成像的灰度值特性进行调光的方法。在不同的积分时间下,目标温度变化时,成像的灰度值随之变化。利用恒温黑体标定温度、积分时间和成像灰度值,并拟合了目标图像灰度值与温度特性以及积分时间之间的方程,并根据该方程实现CCD相机的自动调光,在应用中取得了预期效果。     

在轨完成CCD非均匀性校正的方法

为使空间遥感相机图像具有良好的均匀性,利用XQ2VP40FPGA在轨实时完成TDI-CCD非均匀性校正。首先对CCD非均匀性校正原理进行分析,提出了半饱和灰度值和暗场灰度值的两点校正法;然后,介绍了空间遥感相机的系统结构,利用FPGA实现了校正算法;最后,通过实验对均匀性校正的有效性进行了验证。实验结果证明:FPGA在轨实时完成CCD非均匀性校正的方法是可行的,对于非均匀性5%的TDI-CCD,校正后非均匀性控制在1%以内。     

一种CCD相机的视频处理电路设计与噪声分析

为使CCD相机系统能够捕获到高信噪比的图像,介绍了一种视频处理器TDA9965的应用电路设计,简述了其内部组成框图及工作原理。利用某型号TDI CCD作为系统传感器,成功实现了对CCD输出模拟视频信号的量化处理,能够使相机系统完成实时采集图像等任务。同时分析了视频处理器电路设计对相机系统图像信噪比的影响,以电源噪声为干扰源,具体计算了在电路设计不合理和改进设计后两种情况下,CCD相机图像信噪比的变化,并通过试验测试验证,合理的电路设计可以使图像的信噪比提高20 dB以上,从而说明了视频处理电路合理设计的重要性,为高速高信噪比CCD相机的研制提供了技术基础。     

空间相机异常响应图像处理方法

空间相机在轨长时间运行,受空间环境影响,相机性能下降,在轨图像中出现黑色条纹,严重影响了成像质量。局部CCD像元响应下降,高能粒子冲击,宇宙尘埃,空间相机本身的附着物等都能引发图像黑色条纹的现象。文章通过对发射前实验室辐射定标数据研究,提出一种基于最小二乘法和辐射亮度反演的在轨图像的校正方法,可以有效地去除黑色条纹。在不同辐照度下,采集所有像元的灰度值,用最小二乘法估计所有像元灰度平均值与辐照度的对应关系,计算出每个像元的校正系数,并研究实验室辐射定标数据,推算出现黑色条纹像元的校正因子,通过图像黑色条纹校正函数矩阵对每个像元的实际灰度值进行校正。校正前黑色条纹像元灰度的偏差超过10%,校正后偏差小于5%。从图像上观察,经过该方法校正的图像,能够有效去除黑色条纹,得到清晰的图像,结果令人满意。     

CCD成像型亮度计测量方法研究

利用CCD成像的特点,通过分析CCD成像过程中亮度与数字图像灰度之间的关系,提出了CCD成像型亮度计的设计方法。使用积分球作为标准亮度光源,对CCD拍摄得到的数字图像中像素灰度值与实际亮度之间的关系进行标定,得到图像像素灰度与测量点亮度之间的对应关系,保证亮度测量的准确性。通过对不同曝光时间下亮度分布的测量,拓展CCD成像型亮度计的测量范围。同时为了保证不同曝光时间下亮度的测量精度,将不同曝光时间下的图像灰度结果与积分球产生的标准亮度进行对比,实现成像型亮度计的非线性校正。利用光度特征匹配方法,保证光度计的相对光谱灵敏度与标准光度观察者的光谱光效率接近,减小测量误差。根据CCD成像型亮度计的标定和测量原理,使用Visual C++编制相应的软件,并进行了标定和测量试验来验证CCD成像型亮度计的测量方法,取得了较好的效果。