间歇式高速电视CCD视频图像实时存储系统

针对间歇式高速电视系统中CCD数字图像需要实时无压缩存储的需求,提出一种基于SCSI磁盘阵列的视频图像实时采集存储方案.在磁盘存储速度可行性论证测试的基础上,利用软件技术实现图像数据硬盘实时存储,并将存入硬盘的数据流转换为BMP文件格式加以显示.实验验证了该方案的可行性.     

高分辨率航拍图像实时记录方法

针对某型高分辨率航空摄像机输出数据流达到每秒200兆字节,常规方法难于实现图像数据实时记录的问题,提出一种自启动多通道混合同步直写SCSI硬盘的方法.通过新设计的状态控制器,优化了SCSI硬盘的记录时序,使多个并行记录通道能根据数据缓存器和硬盘的状态自动产生独立的直写脉冲,以混合同步的方式将数据高速记录到硬盘上.实验结果表明:该方法可使图像数据持续记录速率达到每秒200兆字节,储存容量可达280吉字节,且结构简单、实用.     

高分辨率航拍图像实时记录方法

针对某型高分辨率航空摄像机输出数据流达到每秒200兆字节,常规方法难于实现图像数据实时记录的问题,提出一种自启动多通道混合同步直写SCSI硬盘的方法.通过新设计的状态控制器,优化了SCSI硬盘的记录时序,使多个并行记录通道能根据数据缓存器和硬盘的状态自动产生独立的直写脉冲,以混合同步的方式将数据高速记录到硬盘上.实验结果表明:该方法可使图像数据持续记录速率达到每秒200兆字节,储存容量可达280吉字节,且结构简单、实用.     

CCD摄像机TDI模式及实时显示技术研究

叙述了CCD摄像机作为微光夜视探测的TDI(时间延迟积分 )特性及实时显示多帧累积后目标图像的技术 ,利用CCD摄像机的外触发控制系统和EPLD可编程逻辑器件实现图像的TDI累积。可获得当CCD靶面照度为 3 7×10 -5lx下静态目标达到 3 0 0TVlines分辨率的图像。给出标准的视频信号输出及实时显示。     

一种高速CCD视频实时存储方案的速度分析

为了满足高帧频、大面阵CCD数字视频实时存储要求,在分析数字视频的信号特点和SCSI系统数据传输过程的基础上,建立了缓冲并行预处理和SCSI直接存储阵列数据传输的理论模型。从理论和实验两个方面分析了SC SI总线速度和SCSI硬盘持续存储速率两个决定存储速率的主要因素,并且分析了数据分块大小,LBA(逻辑块地址)范围以及系统调度策略对SCSI硬盘阵列数据存储速度的影响。实验表明,通过选择合适的应用背景来减少总线冲突,可以满足100MB/s视频数据的存储要求。     

图像处理技术用于计算液滴体积

液体的液滴体积大小包含了该液体的许多物理、化学特性,提出用图像处理技术测量液滴体积的方法。通过CCD摄像机实时采集液滴生长过程中的轮廓变化情况,通过图像处理系统存储图像并运用Sobel或Laplacian检测算子进行边缘提取,最后根据液滴的轮廓边缘积分计算出液滴的体积。给出了液滴生成过程的CCD图像记录和液滴体积变化曲线。     

TG-2/MAI CCD像元响应特性不一致性的在轨分析及校正

CCD像元响应特性的差异是制约MAI成像质量及其数据定量化应用的主要因素之一。为了提高MAI数据质量,本文基于全量程多段分析与校正法,利用2016年9月至2018年3月期间共104403帧观测数据,分别对MAI偏振通道和非偏振通道的像元响应特性的不一致性开展了在轨分析与校正,并利用GOME-2和MODIS数据产品对校正结果进行了验证。首先,假定观测样本足够多,即每个CCD像元观测的样本具有相同的遍历性,则各CCD像元对应的所有样本的平均DN值可以代表CCD各像元的响应特性;其次,利用104 403帧观测数据构建各个通道的参考图像,并利用MAI中心5×5像元给出各参考图像对应的标准DN值;在此基础上分别对MAI偏振通道和非偏振通道开展了像元响应特性的分析,结果表明,MAI各通道均存在CCD像元响应特性不一致的问题,各通道的不一致性大约在4%～10%之间,对偏振通道而言,同一偏振波段的三个偏振通道之间像元响应特性的不一致性有一定的相似性,像元响应特性不一致性的差异基本在1%以内。然后,将MAI近两年的观测数据分为前后两个时间段进行对比分析。结果表明：前后两个时间段偏振通道和非偏振通道的图像均具有很好的一致性,即CCD像元响应特性未随时间发生显著变化,这也进一步验证了前面MAI数据量充足的假定。因此,可以利用全量程多段校正法逐通道逐像元开展CCD像元响应特性不一致性的校正。基于该方法校正后,MAI图像质量得到显著改善,图像四周响应偏低的区域明显改善,基本和周围像元的响应达到了同一水平;图像更加平滑,颗粒感基本消除;部分区域的场景发生了变化,特别是碎云等反射率介于中低反射率之间的目标。基于GOME-2的交叉对比结果表明,MAI 565,670和763 nm波段反射率与GOME-2的参考反射率之间的平均绝对偏差分别由校正前的1.6%,4.2%和2.2%减小至校正后的0.5%,2.6%和0.4%;此外,基于多通道云识别方法开展的云检测表明,校正后的MAI云检测结果与MODIS云检测产品一致性更好。因此,全量程多段校正方法可以有效解决MAI CCD像元响应特性的不一致性,显著提高MAI在轨观测的质量,且该方法也可以应用于其他CCD仪器的在轨校正。     

CCD及摄像机技术在工业中的应用

文章系统地介绍了国内外CCD技术的发展和未来CCD市场的需求,并给出了统计参考数据,讨论了科学CCD传感器及摄像机技术性能指标,介绍了通用工业及CCD传感器需要改进的几个方面（如超高动态、数字信号处理、逐行扫描、帧累积等的性能）。     

基于FPGA并行处理的实时图像相关速度计

研究制作了一种采用高速线阵CCD的实时相关速度计,其测量数据的输出速率可达每秒一万次。针对以往光学相关测速方法的问题进行了讨论,探讨了适合FPGA并行处理的算法,制作了高速线阵CCD摄像机及其处理装置。通过实验验证了系统的可行性和可实现性。     

CCD摄像机交汇测量目标脱靶量布站分析

分析线列CCD摄像机交汇测量的原理,以空间虚拟的光电靶代替实特靶来实现对弹丸目标脱靶量的实时获取。在分析了CCD摄像机测你精度与布站方式等影响交汇测量精度的因素后,对光电靶面上不同位置点的CCD摄像机交汇坐标测量精度进行了计算,给出测量精度与布站的关系。     

多光谱CCD相机配准的图像校正

通过分析线阵CCD的成像过程,对多光谱CCD相机成像的彩色图像合成方式进行了研究,提出了一种处理方法。通过将各谱段CCD的每个像元信号分别扩展成一个二维像素数组后再进行彩色合成,尝试了利用后期处理的方式校正多光谱相机的配准偏差,改善了相机彩色合成图像的质量。结果表明,这种对CCD信号进行处理的合成方式为空间遥感相机的研制提供了一种技术手段,既能减小配准偏差的影响,同时又能够在不改变相机性能的情况下改善相机输出彩色图像的质量。     

Design of a very high frame rate camera based on an asynchronous CCD driving method

A very high frame rate camera is designed based on an innovative CCD driving method. The CCD driving method is mainly implemented on frame transfer CCDs. Asynchronous drive timing sequences are applied in the image and storage section of the CCDs. Several rows of the charge in the image section are binned onto the same row in the storage section, and there are the same number of images to be stored in the storage section before they are read out. Based on the new driving method, the frame transfer CCDs can work at a very high frame rate in acquiring burst images though the reading speed remains at a lower level. A very high frame rate camera is designed in this paper. The innovative CCD driving method is mainly of concern. An e2v's CCD60 is adopted in the camera system, whose full size resolution is 128×128, and the up most frame rate is 1000 Hz in the conventional CCD driving method. By using the presented method, the CCD60 based imager is capable of operating at up to 40000 frames per second (fps) at a recognizable resolution of 128×32. Comparing cameras using traditional binning and region of interest technologies, the frame rate is normally less than 5000 fps while the resolution is only 32 × 32 lett.     

Design of a very high frame rate camera based on an asynchronous CCD driving method

A very high frame rate camera is designed based on an innovative CCD driving method. The CCD driving method is mainly implemented on frame transfer CCDs. Asynchronous drive timing sequences are applied in the image and storage section of the CCDs. Several rows of the charge in the image section are binned onto the same row in the storage section, and there are the same number of images to be stored in the storage section before they are read out. Based on the new driving method, the frame transfer CCDs can work at a very high frame rate in acquiring burst images though the reading speed remains at a lower level. A very high frame rate camera is designed in this paper. The innovative CCD driving method is mainly of concern. An e2v's CCD60 is adopted in the camera system, whose full size resolution is 128 × 128, and the up most frame rate is 1000 Hz in the conventional CCD driving method. By using the presented method, the CCD60 based imager is capable of operating at up to 40000 frames per second (fps) at a recognizable resolution of 128 × 32. Comparing cameras using traditional binning and region of interest technologies, the frame rate is normally less than 5000 fps while the resolution is only 32 × 32 left.     

CCD摄像头圆目标中心定位方法

在大型设备自动对接系统中,需要CCD摄像头对一设备截面的圆目标进行图像获取,并找出图像的中心点坐标,用于两设备的中心对准。为了满足实时性测量和高精度定位要求,提出一种CCD摄像头圆目标中心定位方法。先对图像使用中值滤波方法进行图像增强,利用广义数字形态学中的多结构抗噪膨胀腐蚀型算子提取单像素宽图像边缘,用多项式插值法对图像边缘进行亚像素定位,用半径约束最小二乘圆拟合法对圆中心进行精确定位。实验测量结果表明,该方法测量时间短、精度高、稳定性好,亚像素定位精度优于1/20像素,中心点总标准偏差小于0.01,可满足设备自动对接系统要求。     

视频判读系统分析

本文就光电测量提出了以CCD进行视频捕获,将获得的视频图象通过采集卡滤波、A/D转换为数字图象,存储在计算机内存中,根据具体要求选择相应的算法,由计算机对其进行分析处理.     

使用多个线阵CCD-计算机系统实时监控多界面位置

本文提出一套多界面位置实时监控系统。该系统采用八个线阵ＣＣＤ像感器分别接收每个界面的光学图像。按照控制程序的设定，适时点亮界面的照明光源，同时驱动ＣＣＤ开始工作，并在采集完界面位置信息后，关掉照明光源及ＣＣＤ，以延长系统的寿命，实现长期连续工作。为了同时分别监控多个界面，设计了专用微机接口电路，通过硬件电路实现各界面数据的同时锁存，然后将每个ＣＣＤ的光电信号采入计算机，解决了目视读数无法保证多处数据在时间上一致性的困扰。运用该系统监控多处油水界面，每处均可在１００ｍＬ体积的检测管内测量到０．１ｍＬ的界面变化。     

兆线元EBCCD微光探测系统

研发了一种兆线元EBCCD微光探测系统。该系统采用了俄罗斯生产的电子轰击CCD传感器,该传感器为倒像式静电聚焦系统,CCD为背照式1000×1000像元,传输模式为帧传输。为了获得高质量的图像,采用了多重滤波、自动去背景噪声以及帧叠加的方法。该系统能在10-5lx照度条件下得到较好的视频信号。该系统具有很高的灵敏度和分辨力,与ICCD微光摄像机作了比较。结果表明,电子轰击CCD微光成像系统性能较为理想。     

一种折反式大视场强焦比平场CCD照相机

介绍了折反式大视场强焦比平场CCD照相机的设计思想和方法,给出了详细的结构参数和像斑弥散直径。照相机焦比0.9,对角视场22.2°,使用波长范围390～900nm,以660nm为分界波长分为红蓝两区照相机,各用一块1024×2048CCD接收器。照相机像质优良,结构全新。     

多台线列CCD相机组合交汇目标脱靶量测量

提出一种新的测量方法 ,在两台线列CCD相机不能满足大尺寸光电靶面的测量需要时 ,由多台线列CCD相机组合交汇测量 ,并给出了两种不同的布站方式。在分析了测量精度的数学模型后 ,分别计算了两种布站方式的光电靶面上不同位置点的交汇测量精度。根据精度分析并结合测量条件 ,给出了适合实际测量条件的最优布站方式