科学级CCD相机像元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。     

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。     

高精度X射线数字成像检测中图像快速采集方法

高分辨率X射线数字成像检测系统的图像数据量大，而且要求较远距离传输。图像采集速度将直接影响检测速度，为此设计了科学级大面阵电荷耦合器件(CCD)信号读出与调理、A／D转换、数据远距离传输并行工作(流水线)方式的图像采集系统，利用了计算机并行口的增强并行接口(EPP)工作方式的地址读和数据字读的选通信号来控制各部分工作和数据快速采集，并用多位晶体管—晶体管—逻辑(TTL)和RS422标准转换方法，实现了射线数字成像系统中数据的远距离并行传输。     

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.     

基于CPLD的可调积分时间线阵CCD驱动的设计

提出了一种在不改变CCD工作频率的情况下,通过改变CCD积分周期中的像元周期数来调整CCD积分时间的方法,用一片MAX7128设计出TCD1501D可调积分时间工作所需的驱动波形.     

CCD技术在发动机温度场测试中的应用研究

基于CCD图像传感器的温度测量技术是一种新兴的非接触式测温技术。与其他非接触式测温技术相比,它具有光电转换灵敏度高、信号失真度小、工作稳定可靠等优点,特别适合高温检测。发动机火焰温度场对于研究发动机的燃烧特性具有重要价值,但是,火焰温度场测试是一项难度很大的高温测试研究课题。本文结合实测经验介绍了CCD测温技术在温度场测试中应用的测试原理、测试系统组成、误差分析和实测效果。     

基于DSP实时红外图像的非均匀性校正

根据实时图像处理的基本要求,对红外图像的非均匀性校正进行了深入的研究,分析了两点校正的原理,介绍了实现的方法,并结合DSP硬件具有强大的运算能力及灵活的可编程性的特点,设计了红外图像的非均匀性实时校正系统的构成,描述了校正方法的实现过程用像元数为120×160的红外焦平面阵列进行了图像非均匀性实时校正实验,并对校正前后的图像进行了对比,实验结果达到了预期目的.     

基于风洞测试试验图像的湍流场光传输效应统计特性分析

从风洞测试试验图像出发,结合统计理论和谱分析技术,研究了湍流流场对光学成像退化的影响,给出了图像亮度、目标质心抖动、像模糊等退化现象随时间和流场状态参数的变化规律。研究结果表明,光学成像退化与湍流流场结构及其运动特性是密切相关的,具有一定的统计规律,对进一步的气动光学效应校正具有重要意义。     

序列脉冲激光器与数字化相机的匹配应用

为了拍摄出清晰的照片供靶场测试使用,文中采用脉冲激光器与数字化相机匹配使用的方法,分析了激光器出光与CCD相机摄影的时序规律,成功地实现了激光器与CCD相机的同步控制。结果满足系统对拍摄精度的要求,具有一定的实用性。     

CCD在防空兵射击评价系统中的运用

防空兵射击测量系统采用多媒体和视频图像判读技术,实现矢量脱靶量的测量.由两台线列CCD摄像机视场交汇,在空间构成平面共视区域.将该区域目标视频信号转换为数字信号,计算出通过点的精确位置.其判读系统接收CCD视频信号,经自动或半自动判读进行二维图像叠加及三维数据处理,得出10密位圈内的弹数,完成实弹射击成绩评定.     

自由空间光通信APT粗跟踪CCD相机的研制

在自由空间激光通信系统中,通信双方对对方目标的捕获、对准、跟踪( APT)是通信过程中的重要环节。针对粗跟踪子系统的特点和要求,研制了光端机粗跟踪相机,从而实现对信标激光的捕获。该相机使用TC237B面阵CCD,可根据串口命令实时调节光积分时间、内部增益倍数、图像亮度偏置等参数,采用高速Camera Link数字输出接口。还具有根据命令选择驱动方式的功能,开窗口模式下输出256×256像元时帧频可达到100 f/s,满足粗跟踪伺服带宽的要求。     

基于全球定位系统的相机标定方法研究

采用标定模板进行相机标定是目前广泛应用的方法。由于标定模板的限制,该方法在大视场、远距离工作时不能覆盖所需画面的全部,不能实现对相机的准确标定。结合全球定位系统实时动态（GPS RTK）定位工作模式的高精度全方位坐标信息获取技术,提出一种基于GPS的相机标定方法。该方法基于GPS RTK工作模式获取GPS质心在WGS-84坐标系中的坐标信息,通过坐标转换得到世界坐标系中的坐标位置;用被标相机拍摄GPS在不同位置的图像,采用Harris角点检测算法获得GPS质心的图像坐标,根据成像模型及相机投影矩阵,实现相机标定。实验证明,该方法可有效获取全方位的空间坐标信息,与传统相机标定方法相比,图像像素标定均方误差仅为0.125 36,是一种行之有效可取代标定模板的相机标定方法。     

高分辨カ红外热图像重建算法的进展及研究

由于探测器阵列有限以及像元尺寸对成像的影响，红外热成像系统的图像分辨力较低，往往难以满足实际应用的更高要求。本文介绍了国际上较为流行的两种提高红外热图像分辨力的方法：微扫描法和不受控的微扫描法，并提出用微扫描与基于Markov约束的Poisson-MAP超分辨力图像复原算法( MPMAP)结合重建高分辨力红外热图像的方法，模拟分析表明该算法具有提高热成像分辨力的效果。     

一种估测弹目间距方法的研究

弹目间距是弹道末端修正所需的重要参数，现有的测量弹目间距的方法在常规单兵修正弹药中应用还不成熟。文中利用CCD和MEMS技术，根据目标在图像导引头CCD上的成像坐标，建立了计算弹目间距的数学模型，并进行了6自由度弹道仿真和转台试验验证，仿真计算和试验结果表明，该方法能够较准确的测量弹目间距。