基于Bayer滤波的彩色面阵CCD调制传递函数

介绍了基于Bayer滤波获取彩色图像的方法.根据CCD离散采样的工作特点,构建了采用Bayer滤波的彩色面阵CCD的调制传递函数(MTF).通过数值计算和实验对基于Bayer滤波的彩色面阵CCD和单色面阵CCD的MTF值进行了对比分析.结果表明,基于Bayer滤波的彩色面阵CCD的MTF值显著低于单色面阵CCD的MTF值.当像元边长与对应中心距相等时,基于Bayer滤波的彩色面阵CCD在Nyquist频率处的MTF为0.067 6,单色面阵CCD在Nyquist频率处的MTF值为0.405 3;分辨率板成像实验表明,相同成像条件下,前者的分辨率比后者的分辨率降低约40％,基本符合MTF对比分析结论.     

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。     

天文观测CCD相机中Smear效应的消除

为了有效消除帧转移型相机的Smear效应,针对其成像机理及特性,提出了一种基于背景估计的适用于序列图像中Smear效应的消除方法.该方法通过对含有Smear效应的原始图像灰度分布进行统计分析,自适应判定Smear效应的发生位置;然后,采用截尾均值滤波(ATMF)技术高精度估计Smear效应的强度;最后,通过差分的方式消...     

线阵CCD全景图像的噪声分析与去噪方法研究

为便于线阵CCD(charge-coupled device)全景图像的后期运算处理,需要对图像进行去噪处理,以提高图像信噪比.分析了线阵CCD扫描全景成像系统中图像噪声的来源,研究了该系统噪声的特性.对比研究基于小波变换的多种去噪算法的优劣性和使用条件,提出一种基于小波软硬阈值的中值滤波去噪方法.通过实验结果分析,验...     

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%.     

基于亚像元CCD几何超分辨方法研究

摘要:为了在现有CCD像元尺寸的基础上提高CCD像元分辨力,对CCD几何超分辨问题进行了研究。从研究现状入手,给出了现有算法及其存在的不足,建立了亚像元超分辨成像数学模型,提出了基于亚像元的CCD几何超分辨方法：两片线阵CCD集成在同一器件中,在线阵方向上错开半个像元,同时读出时间减半,最终交织重组图像数据,以合成高分辨率图像。利用MATLAB7.0.1软件对双线性插值方法及亚像元成像方法进行了仿真,并定性定量地比较两种方法的效果。结果显示：亚像元方法合成图像分辨率约为低分辨率图像的2倍,且PSNR比双线性插值图像高0.2dB。该方法可以实时合成高分辨率图像,显著地减轻欠采样引起的图像模糊。     

面阵CCD在二维直读式数字自准直仪中的应用研究

研究了采用面阵CCD作为成像传感器的二维直读式数字自准直仪的系统原理并探讨了它的可行性,设计了采用微机控制高速数据采集和处理的硬件、软件。系统通过仿真实现了窗口图像的正确存储并运用CCD细分方法完成以亚像元精度定位光点中心,最后给出了实验结果。     

面阵CCD彩色视频图像实时采集系统的设计

为了实现用面阵CCD实时采集彩色视频图像,设计了一种彩色视频图像实时采集系统。在分析SONY面阵CCD器件ICX424AQ的结构参数和彩色视频图像采集原理的基础上,实现了CCD控制时序的产生和整个采集系统的时序控制逻辑。分析了CCD器件的主要噪声来源,采用相关双采样技术滤除了视频信号中的复位噪声和1/f等低频噪声,提高了系统的信噪比。由于采用的面阵CCD芯片表面覆盖有Bayer彩色滤波阵列(CFA),因此每个像素点只有一个颜色分量。为了获得全彩图像,采用一种改进的双线性插值算法来获得每个像素点上丢失的色度信息,较好地兼顾了插值效果和硬件实现复杂程度。该设计采用CCD逐行扫描工作方式,曝光时间为0.32ms时,所有像素信号可依次读出。整个系统采用FPGA作为核心控制器件,读取的CCD信号经过插值处理,实时地通过发送芯片SiI1162以DVI格式发送到TFT-LCD屏上显示。     

行间转移面阵CCD的TDI工作方式研究

本文对行间转移面阵CCD在和目标具有相对运动时的工作方式进行了研究,针对行间转移CCD存在的填充因子和量子效率低,在和目标具有相对运动条件下成像会曝光量不足,图像质量和信噪比低的问题,提出采用TDI工作方式来解决,并且进行了实现,获得了很好的效果。     

异步Binning高帧频CCD相机的拖尾校正

一种基于异步时序驱动和Binning技术的高帧频成像技术在帧转移CCD相机上得到成功应用。为了抑制该CCD相机成像时产生的拖尾效应,基于该相机的高帧频连续成像原理,理论上分析了图像获取过程中拖尾产生的原因,给出了一套完整的消除拖尾的数值解析算法。该算法充分考虑了图像亮度变化对拖尾形成产生的影响,并对此进行了修正,已在异步Binning CCD相机上进行了实验验证。利用相机以40 000帧每秒的帧频获取4幅连续图像进行实验,实验结果表明,该算法可有效去除每幅图像的拖尾噪声,而且消除拖尾噪声后的图像区域的灰度方差得到明显降低,异步Binning CCD相机的成像质量得以提高。上述结果表明算法适用于高帧频相机的连续成像。     

CCD光电测径仪的在线应用

CCD光电测径仪是基于光电检测技术、非接触检测的一种高速棒、线材专用测径仪。具有检测精度高、响应速度快、抗干扰性好、可靠性高等特点，能够满足高速线材成产现场条件的使用要求。     

微型CCD光谱仪器的总体结构设计

着眼于近年来CCD技术和计算机技术方面的迅速发展，在深入分析光谱仪的一般结构与原理的基础上研制一种实用的利用线阵CCD与计算机结合的多通道光谱测量仪器。光谱测量范围为400～760nm，光谱分辨率3．9nm。由于采用一维线阵探测器，与传统扫描式光谱仪相比，本光谱仪的检测速度得到极大的提高。     

在役套管的激光测量法研究

介绍激光三角测量法在套损检测中的应用，激光三角法的测量原理、结构组成及CCD信号采集。提出双层4探头交叉测量方法对套管内壁腐蚀缺陷的检测，实现了单探头单通道测量，通过数据处理判断腐蚀缺陷的位置和深度。     

影响在线检测效率提高的因素分析及对策

基于CCD的在线检测技术目前正在被广泛的应用,在线检测效率是提高生产率的关键问题之一,本文从图像采集和系统的实时性2个方面分析了基于CCD在线检测效率的影响因素,提出了在保证检测精度的前提下提高检测效率的有效途径,使生产效率提高成为可能。     

双CCD比色测温系统研究

介绍了比色测温的基本原理.建立了一套基于比色测温的双CCD测温系统.该系统采用双CCD采集两种不同波长下温度场的红外图像,CCD将采集到的图像传输到PC机进行图像处理,提取处理后不同波长下的灰度图像的像素值,应用比色测温原理计算被测目标温度.采用白炽灯钨丝作为研究对象验证本测温系统,对钨丝温度场分布图像作了处理和分析.通过实验验证了比色测温方法和测温系统的有效性.     

生物芯片扫描仪光学系统构型研究

本文首先讨论了CCD型生物芯片扫描仪的基本原理,并在此基础上详尽分析了几种典型扫描仪的光学系统构型的优缺点.最终提出了CCD型生物芯片扫描仪光学系统的设计准则,并依据这一准则设计构建了一种新颖的CCD型生物芯片扫描仪.     

基于误差动态修正的高精度自动测厚系统

高精度的激光探头价格昂贵,当有多个测点时,采用扫描工作方式是常用的解决方案,对于动态测量,由于工况的复杂性及被测对象的多样性,高精度的激光探头却难以得到高精度的测量结果。给出一种误差动态修正方法,该方法基于对额外设置的基准块的动态测量及计算机对数据的自动修正,在具有光洁表面的板材厚度的在线测量中得到了较好地应用。采用误差动态修正后的厚度控制精度达0．01mm,系统连续运行数月来,提高了板材厚度的合格率和生产效率。     

基于工业CCD摄像机的机器人视觉定位系统研究

提出了一种基于工业CCD摄像机的机器人顶部视觉定位检测技术。CCD传感器感应由光学镜头聚焦的光线在其电荷收集品格阵列上产生的电荷来获得3D场景的视觉信息,并将其输送到图像采集卡。图像采集卡通过对场景信号解析,再通过机器视觉算法对机器人识别,并通过建立图像坐标与世界坐标之间的关系得出机器人的世界坐标,进而对机器人的移动进行导航。     

引伸计的测量原理及其改进方法

本文分析了包括接触式引伸计和非接触式引伸计在内的常见变形测量装置的原理,在分别总结其优点和缺点的基础上,提出了两种基于激光设备与图像处理技术的改进方案。这两种测量方法克服了部分传统引伸计存在的问题,具有良好的应用前景。     

逆向工程技术在冲裁件设计中的应用

介绍具有复杂轮廓的冲裁件由实物模型到基于CCD二维测量系统采集的轮廓图像，经数据处理后构造CAD模型，再经模型修正后最终形成优化的CAD模型的全过程。给出冲裁件逆向设计的工作流程。