投影系统自动三色会聚像素中心探测算法研究

为了提高在大屏幕投影显示系统生产中阵列像素器件的三色会聚的速度和精确度，利用电荷耦合器件（CCD）采集阵列像素器件的单个亮像素的投影光斑图像，实验分析了采用重心法和相关法寻找单个像素中心位置的性能.根据三色的像素中心位置的差异，移动控制阵列像素器件位置的步进电机，使三色的像素中心重合，从而实现三色会聚.重心法对位置敏感，不同位置有不同的权重值.相关法通过与固定模板的比较来实现对目标的测量.实验结果表明，重心法具有良好的稳定性和对噪声的不敏感性，调节效果较好，可以作为这一特殊系统实现三色会聚的方法.     

基于微镜阵列器件的反射式空间光调制器

为了实现数字微镜器件（DMD）在空间和时间上的精密控制,提出了一种基于单片微镜阵列器件投影系统的反射式空间光调制器的改进方案.通过对单片DMD投影系统进行软、硬件改进,达到用计算机控制DMD投影系统,使投影系统输出数字视频信号间接控制DMD器件中微镜阵列的目的,系统将静态图像在时间上组合,实现了可由程序控制的动、静态兼容的DMD反射式空间光调制器.结果表明,调制器可以精确控制到单个DMD像素,调制频率最高可达60 Hz,改变频率和占空比均可实现分级控制.     

多路谷物色选光学成像系统分光器件的研究

基于谷物色选原理,设计了一种三路谷物色选光学系统的新型分光器件。该分光器件采用不规则棱镜组减少光路尺寸,根据全反射原理、谷物色选机内部空间条件及CCD传感器规格设计棱镜结构,实现光路的折转,并根据光线的传播路径设计相应的光学滤光膜,实现棱镜的分色。对所研制的新型分光器件进行系统测试,并根据光谱响应效果对其进行分析优化。测试结果表明,在400～930 nm工作波段内,该分光器件能够实现蓝绿光、红光、近红外光三路分光,该新型谷物色选系统具有清晰的分辨率,能够有效提高谷物色选系统的筛选效率。     

数字光处理投影系统成像质量测量方法

介绍了数字光处理（DLP）投影系统的工作原理，提出了基于光学调制传递函数（MTF）的成像质量测量方法.利用绿场传感信号探测数字微镜器件（DMD）的快速翻转，并实现数字微镜器件翻转、电荷耦合器件（CCD）曝光时间和图像采集三者之间的严格同步.对数字微镜器件图像在x、y两个方向上进行快速傅里叶频谱分析，根据其二阶调制传递函数幅值提出了3个评价指标，分别反映数字光处理投影系统中像质的最差值、平均值以及离散度.实验结果表明，该方法的设计思路合理可行，成像质量测试系统具有良好的精度和稳定度，可以为数字光处理投影机的质量控制提供有效的评估手段.     

一种增加LED照明时序彩色投影系统亮度的方法

基于微型投影显示的色域特性和色彩实现机制,提出了一种提高微型投影系统亮度的方法。在基色子帧中引入其它基色,实现基色坐标的变换,再对微型投影系统亮场白平衡,分析并比较系统在绿色基色校正前后的性能。从理论分析了各色LED的最大工作电流、各基色色坐标和白场色坐标对通过基色校正提高亮度效果的影响。将该方法应用于实验室研发的微型投影系统,在保证系统显示性能的同时,亮度有了25.24%的提升。     

应用GPU编程的水声对抗视景系统关键技术

针对水声对抗复杂环境的实时细致再现问题,应用图形处理器(GPU)编程技术,基于开放场景图(OSG)视景引擎研究开发了一套通用的视景仿真系统.设计了系统的体系结构和场景组织,利用投影网格模型和GPU上快速傅里叶变换的方法生成海浪网格;采用纹理映射技术实现了海面的反射和折射效果;并实现了海底的光束、浮帘粒子和模糊效果;依据后续渲染技术模拟了场景的高动态范围(HDR)效果;基于FMOD音频引擎开发了OSG声音节点类,实现了物体三维声音、事件声音和背景声音的播放;基于多播组通信方式,提出了一种同步性较好、可自由拼接和拆分的多通道组合显示方法.实际应用结果表明,该系统具有较好的实时性和更好的显示效果.     

数字光处理显示技术的应用及发展

数字光处理显示技术提供了全数字投影显示,在清晰度、亮度、对比度和色彩还原方面提供了高质量的图像.介绍了数字光处理系统及工作原理,讨论了数字光处理显示系统技术特点及优势,展示了该显示技术的发展前景.     

小尺寸凹陷物体表面轮廓测量方法

在分析条纹投影测量物体轮廓方法的基础上,针对不规则小尺寸凹陷物体提出一种新的投影方法,采用激光光源和空间光调制器代替常用的投影仪,解决了小尺寸凹陷物体表面轮廓测量问题.在图像处理方面沿用了傅立叶变换技术,在滤波方面改进了传统滤波方法,实现了自动滤波处理.利用该投影系统和改进后的滤波技术对具有不规则小尺寸凹陷的物体进行了实际测量,证实了该方法的可行性.     

基于萤火虫算法的投影寻踪地下水水质评价方法

针对水质评价中指标多样性的特点,提出了基于萤火虫算法的投影寻踪(PP)地下水水质评价方法,用于解决水质评价中的模糊性和指标的不相容性等问题.该方法根据地下水环境等级划分标准,构建了能够反映地下水水质状况的投影指标函数,引入萤火虫算法(FA)优化投影指标函数,寻求投影指标函数的最佳投影方向,求得最佳投影方向值,实现了地下水水质评价.以北京市朝阳区地下水为研究对象,运用该方法进行水质综合评价,并与综合评分法(F值法)、单因子评价法和基于实码加速遗传算法的投影寻踪模型(RAGA-PP)得到的结果进行对比.实例应用表明,该方法合理可行,可用于地下水水质评价.     

背投式多媒体液晶投影显示器问世

浙江大学光电显示技术研究所自主开发成功的我国第一台背投式多媒体液晶投影显示系统最近通过专家鉴定。 　　据专家预测,这种新型多媒体显示系统的研制成功和产业化,将能满足由于互联网技术的普及而带来的家庭多媒体视频设备的多样化,并将逐步取代传统的电视机。 　　为了开发成功多媒体液晶投影显示系统,研究所的科研人员自主设计、自行制造了我国第一台光学引擎。光学引擎是多媒体液晶投影机的核心部分。经专家鉴定,多媒体液晶投影显示系统不仅实现了大屏幕、高亮度、高清晰度,而且具有成本低、重量轻、体积小以及无高压、无辐射、…     

一种新的图像清晰度评价函数

准确有效的图像清晰度评价函数是采用数字图像处理技术实现自动调焦的关键。通过分析比较3种聚焦效果较好的清晰度评价函数，提出了一种基于聚焦窗口模式的平方梯度函数作为聚焦评价函数，建立了评价函数的数学模型，并给出了实验分析和结果。与以往常用的评价函数相比，具有更高的可靠性和聚焦灵敏度。     

一种基于小波变换的数字图像自动聚焦算法

由傅立叶光学理论可知 ,图像高频能量值可以反映聚焦程度 .在传统图像灰度方差评价函数的基础上 ,利用小波多分辨率分析 ,提出了一种新的自动聚焦算法 .清晰度评价函数通过舍去图像低频概貌信号 ,突出了高频能量 ,具有更好的尖锐性 .并分析了分解层数对评价函数性能的影响 .通过改进的变步长爬山算法实验表明 ,该算法与传统灰度方差算法相比具有更好的聚焦精确度 .     

Real-time auto-focusing technique using centroid method for space camera

A real-time auto-focusing system with auto-collimation method is introduced, which is used in auto-detecting the focus of the space camera with long focus. Auto-focusing is the key technique to ensure high quality in space imaging. It can measure and compensate the defocus caused by the change of temperature and air pressure etc. in space. To solve the problem of auto-focusing with auto-collimation method of the camera whose axis is perpendicular to the ground, it is designed that two small caliber pentagonal prisms are placed in the area of aperture suitable to the camera’s relative aperture based on the theory of auto-focusing with auto-collimation, which can replace the big caliber plane reflector used in other cameras. Using the characteristic of pentagonal prism refracting light vertically, the target slit is imaged in CCD through the two-separated lens. It transforms the detecting of the axial defocusing quantity to the landscape orientation measurement of the faculae’s position in the direction of CCD pixels. The defocusing quantity is obtained by measuring the opposite position of the two faculae on the CCD. The Centroid method is adopted to measure the position of the auto-collimation faculae. The arithmetic error is analyzed especially, and the causation is given. Experiments show that this real-time auto-focusing system using centroid method is reliable and the focusing precision can reach ±0.01 mm.     

基于图像清晰度评价函数的CCD摄像机自动调焦技术研究

自动调焦技术是提高CCD摄像机测量精度的一个重要手段,特别是在小景深及高精度的测量中.图像清晰度评价函数是计算机自动调焦中的关键技术.本文介绍了针对几种图像清晰度评价函数实现的CCD自动调焦过程以及调焦后可在低分辨率CCD摄像机上获得高分辨率图像的手段.     

一种改进的自动调焦爬山搜索算法

图像法自动调焦的一个关键问题在于图像清晰度评价函数的选取,自动调焦的过程就是求取图像清晰度评价函数最大值的过程。针对普通的爬山搜索算法易受到调焦评价函数局部极值干扰而不能准确调焦的问题,提出了一种改进的爬山搜索算法。该算法以连续3次的调焦函数值的变化情况作为确定调焦方向的判据,有效地避免了局部极值的干扰。     

数字光处理投影显示中的光源控制器设计

为了实现DLP投影显示中光源与其他应用系统的集成以及实现仪器的自动化,设计了一种无线遥控操作的光源控制器。该光源控制器由三个电路组成:实现光源三个控制过程(灯丝预热、高压激发、稳流供电)的主电路,实现功能按键编码与无线电发送的遥控发射电路以及接受编码信息的遥控接受电路。在背投电视机中的应用表明,该光源控制器不仅实现了无线遥控,而且改善了光亮度输出稳定性和提高了图像显示质量。     

虚拟多结构光自由飞行昆虫运动参数测量系统

在分析结构光视觉测量原理和虚拟摄像机原理的基础上,针对高扇翅频昆虫的运动遮挡和激光投射器的投射盲区,提出了基于单摄像机和双激光投射器的虚拟多结构光视觉传感器测量系统;针对昆虫特性和虚拟多结构光传感器有效视场范围小的特点,设计了昆虫自由飞行引导和触发装置,实现了高扇翅频昆虫双侧翅膀运动参数的测量,并对实际昆虫运动参数测量结果进行了分析。实验结果表明,该系统不仅降低了系统成本,而且减少了多摄像机同步驱动的复杂性。     

基于CCD的空间光束投影夹角测量

针对空间光束定位的特殊性,常需要进行非接触光学测量,设计了一种基于电荷耦合器件（CCD）的空间光束投影夹角测量方法,采用多圆拟合算法进行光斑中心定位。通过测定两交叉光束在2个分别与CCD成像面保持水平及竖直垂直的投影面上的夹角,实现对空间光束的准确定位。实验测量结果表明,该测量系统具有较高的测量精度。