ccd相機內部參數(shù)標定.doc
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ccd相機內部參數(shù)標定,ccd相機內部參數(shù)標定頁數(shù) 75 字數(shù) 25408摘要為了在精確測量中盡量消除誤差，標定 ccd相機在實際測量環(huán)境中的內部參數(shù)有著重要的意義。本文討論了圖像采集系統(tǒng)的主要時域特性參數(shù), 包括平均暗輸出、暗輸出不均勻性、暗噪聲、動態(tài)范圍、光電響應不均勻性、光電響應線性度、信噪比等。根據(jù)它們產生的原因和實際的應用環(huán)境，在避...
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CCD相機內部參數(shù)標定
頁數(shù) 75 字數(shù) 25408
摘要
為了在精確測量中盡量消除誤差，標定 CCD相機在實際測量環(huán)境中的內部參數(shù)有著重要的意義。
本文討論了圖像采集系統(tǒng)的主要時域特性參數(shù), 包括平均暗輸出、暗輸出不均勻性、暗噪聲、動態(tài)范圍、光電響應不均勻性、光電響應線性度、信噪比等。根據(jù)它們產生的原因和實際的應用環(huán)境，在避免抽象的量子理論的情況下，得到了一套簡單標定各個內部參數(shù)的方法。同時給出了各個參數(shù)的曲線圖。用工作時間與輸出灰度值關系標定平均暗輸出；用各幅圖像的最大輸出灰度值與輸入光強之間的關系來標定系統(tǒng)輸入與輸出的非線性；用白紙和毛玻璃組成的光路衰減自然光得到均勻的光，并用來標定輸入均勻光強的情況下輸出灰度值不均勻的特性；用信號與噪聲的比值來標定CCD相機的信噪比。在處理采集的圖像中，充分利用MATLAB的強大的圖像處理功能，避免了直接測量CCD相機輸出電壓值。
關鍵詞：CCD,暗輸出,非線性,不均勻性,信噪比,動態(tài)范圍
ABSTRACT
In order to eliminate the error in the accurate measurement, calibrating the internal parameter of CCD in the real environment is significant.
In this chapter, the main characteristic parameters in temporal domain of the image acquisition and processing system are discussed. Those parameters include average dark output, dark output non-uniformity, dark output noise, non-linearity and non-uniformity of photo-electron response, signal to noise ratio, etc. According to the reason why they produce and real working environment, and in case of avoiding quantum theory, we get a simple method of calibrating the internal parameter of CCD. In the same time, I provided the curve graph of each parameter. Using the relationship of working time and output the grey level value to calibrated the average dark output; Using the relationship of the input light intensity and the maximal output grey level value to calibrated the non-linearity of photo-electronic response; Using the blank sheet of paper and frosted glass to decay the nature light intensity and to get a uniformity light intensity, which are used to calibrating the non-uniformity of photo-electron; Using the ratio of signal and noise to calibrated the SNR of the CCD camera. In dealing with the picture, we fully utilize the MATLAB to processing the image, in order to avoid directly measuring output voltage of the CCD camera.
Keywords：average dark output; dark output non-uniformity; dark output noise; non-linearity; non-uniformity; signal to noise ratio
目錄
摘要 I
ABSTRACT II
1緒論 1
1 .1 CCD 1
1 .1 .1 CCD的應用 1
1 .1 .2 CCD標定的目的和意義 2
1 .1 .3國內外對相機內部參數(shù)標定的方法 3
1 .1 .4 CCD數(shù)碼相機的主要特點和特性 4
1 .1 .5研究的主要內容 6
2圖像采集系統(tǒng)的特性參數(shù) 7
2 .1 平均暗輸出 7
2 .1 .1原理 7
2 .1 .2 測試結果及結果分析 8
2 .2暗輸出不均勻性 9
2 .2 .1原理 9
2 .2 .2測試結果及分析 10
2 .3暗噪聲 11
2 .3 .1 原理 11
2 .3 .2 測試結果及分析 11
2 .4 光電響應線性度 12
2 .4 .1 原理及光路圖 12
2 .4 .2 測試結果及分析 13
2 .5 動態(tài)范圍 14
2 .5 .1 原理 14
2 .5 .2 測試結果及分析 16
2 .6 光電響應不均勻性 16
2 .6 .1 原理及光路圖 16
2 .6 .2 測試結果及分析 17
2 .7 信噪比 18
2 .7 .1 原理 18
2 .7 .2 測試結果及分析 18
3結論與展望 20
致謝 22
參考文獻 23
附錄 1 開題報告 1
附錄 2 中期報告 1
附錄 3 英文原文 1
附錄 4 英文翻譯 1
附錄 5 MATLAB程序清單 1
參考文獻
【1】 王慶有，雷玉堂. 光電檢測技術. 北京：中國計量出版社，2002.
【2】 王慶有. CCD應用技術. 天津：天津大學出版社，2000.
【3】 宋豐華. 現(xiàn)代空間光電系統(tǒng). 北京：國防工業(yè)出版社，2004.
【4】 陳迎娟，張之江，張智強. CCD像素響應不均勻性的校正方法. 光學 精密工程，2004，12（2）：216－220
【5】 吳裕斌，曹丹華，CCD 成像器件的不均勻性測試. 華中理工大學學報，1998，26（8）：58－60
頁數(shù) 75 字數(shù) 25408
摘要
為了在精確測量中盡量消除誤差，標定 CCD相機在實際測量環(huán)境中的內部參數(shù)有著重要的意義。
本文討論了圖像采集系統(tǒng)的主要時域特性參數(shù), 包括平均暗輸出、暗輸出不均勻性、暗噪聲、動態(tài)范圍、光電響應不均勻性、光電響應線性度、信噪比等。根據(jù)它們產生的原因和實際的應用環(huán)境，在避免抽象的量子理論的情況下，得到了一套簡單標定各個內部參數(shù)的方法。同時給出了各個參數(shù)的曲線圖。用工作時間與輸出灰度值關系標定平均暗輸出；用各幅圖像的最大輸出灰度值與輸入光強之間的關系來標定系統(tǒng)輸入與輸出的非線性；用白紙和毛玻璃組成的光路衰減自然光得到均勻的光，并用來標定輸入均勻光強的情況下輸出灰度值不均勻的特性；用信號與噪聲的比值來標定CCD相機的信噪比。在處理采集的圖像中，充分利用MATLAB的強大的圖像處理功能，避免了直接測量CCD相機輸出電壓值。
關鍵詞：CCD,暗輸出,非線性,不均勻性,信噪比,動態(tài)范圍
ABSTRACT
In order to eliminate the error in the accurate measurement, calibrating the internal parameter of CCD in the real environment is significant.
In this chapter, the main characteristic parameters in temporal domain of the image acquisition and processing system are discussed. Those parameters include average dark output, dark output non-uniformity, dark output noise, non-linearity and non-uniformity of photo-electron response, signal to noise ratio, etc. According to the reason why they produce and real working environment, and in case of avoiding quantum theory, we get a simple method of calibrating the internal parameter of CCD. In the same time, I provided the curve graph of each parameter. Using the relationship of working time and output the grey level value to calibrated the average dark output; Using the relationship of the input light intensity and the maximal output grey level value to calibrated the non-linearity of photo-electronic response; Using the blank sheet of paper and frosted glass to decay the nature light intensity and to get a uniformity light intensity, which are used to calibrating the non-uniformity of photo-electron; Using the ratio of signal and noise to calibrated the SNR of the CCD camera. In dealing with the picture, we fully utilize the MATLAB to processing the image, in order to avoid directly measuring output voltage of the CCD camera.
Keywords：average dark output; dark output non-uniformity; dark output noise; non-linearity; non-uniformity; signal to noise ratio
目錄
摘要 I
ABSTRACT II
1緒論 1
1 .1 CCD 1
1 .1 .1 CCD的應用 1
1 .1 .2 CCD標定的目的和意義 2
1 .1 .3國內外對相機內部參數(shù)標定的方法 3
1 .1 .4 CCD數(shù)碼相機的主要特點和特性 4
1 .1 .5研究的主要內容 6
2圖像采集系統(tǒng)的特性參數(shù) 7
2 .1 平均暗輸出 7
2 .1 .1原理 7
2 .1 .2 測試結果及結果分析 8
2 .2暗輸出不均勻性 9
2 .2 .1原理 9
2 .2 .2測試結果及分析 10
2 .3暗噪聲 11
2 .3 .1 原理 11
2 .3 .2 測試結果及分析 11
2 .4 光電響應線性度 12
2 .4 .1 原理及光路圖 12
2 .4 .2 測試結果及分析 13
2 .5 動態(tài)范圍 14
2 .5 .1 原理 14
2 .5 .2 測試結果及分析 16
2 .6 光電響應不均勻性 16
2 .6 .1 原理及光路圖 16
2 .6 .2 測試結果及分析 17
2 .7 信噪比 18
2 .7 .1 原理 18
2 .7 .2 測試結果及分析 18
3結論與展望 20
致謝 22
參考文獻 23
附錄 1 開題報告 1
附錄 2 中期報告 1
附錄 3 英文原文 1
附錄 4 英文翻譯 1
附錄 5 MATLAB程序清單 1
參考文獻
【1】 王慶有，雷玉堂. 光電檢測技術. 北京：中國計量出版社，2002.
【2】 王慶有. CCD應用技術. 天津：天津大學出版社，2000.
【3】 宋豐華. 現(xiàn)代空間光電系統(tǒng). 北京：國防工業(yè)出版社，2004.
【4】 陳迎娟，張之江，張智強. CCD像素響應不均勻性的校正方法. 光學 精密工程，2004，12（2）：216－220
【5】 吳裕斌，曹丹華，CCD 成像器件的不均勻性測試. 華中理工大學學報，1998，26（8）：58－60
