CCD噪声分析及处理技术

为了提高CCD的工作性能,根据CCD器件的工作原理,对CCD图像的噪声组成进行了较完整的分析,给出了其噪声的详细分类。根据各噪声的特点,提出了相应的噪声处理技术,并针对输出噪声,给出了双相关采样法、双斜积分法、钳住采样法三种相关双采样电路处理方式,使器件的信噪比得以提高。     

CCD降噪技术的研究

在简要介绍回顾CCD噪声产生的基础上，总结了几种常用的CCD抑制噪声的方法，并对这些方法的特点，应用场合进行了较为详尽地说明，最后分别给出了各种方法的原理电路以及时序波形。     

CCD类成像器件的噪声研究

CCD图像传感器的输出信号是空间采样的离散模拟信号,其中夹杂着各种噪声和干扰。对CCD信号进行处理的目的就是在不损失图像细节的前提下,尽可能地消除噪声和干扰,以提高信噪比,获取高质量的图像。为此,必须对CCD的噪声种类和特性有所了解,并针对各种噪声进行相应的去噪处理。所以对CCD成像器件噪声部分的研究,有利于提高CCD成像器件的分辨率,也能提高探测微弱光的能力。     

高速高清CCD自适应相关双采样技术

相关双采样技术被广泛地应用于CCD 视频采集,能够有效地消除复位噪声,白噪声等CCD输出噪声。但是当CCD 工作在高帧频状态下,需要高速的输出数据,由于像素时钟较快会出现采样位置不稳的情况。文中采用自适应相关双采样技术,可以自适应地调整采样脉冲的相位,使相关双采样的两个采样脉位于合理的采样位置,能够正确地采集像素信息。采用自适应调整CCD 相关双采样位置的技术,能使高清高速CCD 在像素频率很高的情况下,也能稳定地工作,输出高质量的图像。     

提高CCD激光自准直测量系统精度的一种方法

为了提高经纬仪的测量和跟踪精度,采用了一种CCD激光自准直系统对光电经纬仪车载平台变形进行实时测量;对测量系统的精度进行了分析,其精度很大程度上取决于CCD图像传感器输出信号的精度;研究了影响CCD精度的各种因素,并对CCD图像进行消噪处理,结果表明CCD图像的质量明显提高,从而提高了CCD激光自准直系统的测量精度。     

线性CCD实验系统的研究

CCD（Charge Coupled DeviCe）越来越广泛被应用于工业、军事、民用等行业,采用CCD数据采集卡,和微机相结合,对被测图像信号进行快速采样、存储及数据处理。本实验系统研究主要从5个实验的研究,其中讲述了线阵CCD的特性测量的基本原理、线阵CCD的输出信号的二值化测量的原理及方法、线阵CCD的A/D数据采集、及成像系统的研究、线阵CCD对物体的尺寸的基本测量、对角度的测量等基础知识。最后通过总结性的研究线阵CCD的A/D数据采集程序的方法。     

CCD输出信号处理电路的研究

根据CCD输出视频信号的特点,对它进行处理时需要经过消除噪声、信号放大、模数转换等过程.使用集多种功能于一体的器件能够完成对视频信号的相关双采样、可编程放大、模数转换以及暗电平校正等功能.对该处理过程进行了详细的研究和分析,并将该芯片应用于面阵CCD相机系统中,使相机具有实时成像调节功能,得到了满意的数字图像.     

基于FPGA大面阵数字CCD相机驱动电路的设计

介绍了大面阵CCD相机的工作时钟产生电路的设计,利用大规模集成电路FPGA实现了该工作时钟驱动电路,采用了VHDL语言对工作时钟驱动电路进行了硬件描述,并利用Modelsim软件对所设计的工作时钟驱动电路进行了仿真,最后进行了硬件电路调试,实现了整个CCD相机的控制.采用SONY公司的ICX285AL作为传感器.     

基于行间转移CCD场输出模式下的成像系统设计

采用SONY行间转移型面阵CCD ICX415AL作为传感器件,设计了一种新型的CCD成像系统.成像系统采用CCD信号专用芯片CXA1310AQ进行信号处理,使输出信号满足模拟信号PAL/CCIR标准,可以采用电视机或者配有视频卡的计算机作为显示终端.针对 ICX415AL的结构和特点,设计了系统的时序电路和驱动电路.CCD工作模式为场输出模式,可以理解为垂直方向的Binning技术.采用相关双采样(CDS)技术滤除了视频信号中的相关噪声,提高了系统的信噪比.整个系统采用现场可编程门阵列作为核心器件,通过自上而下的模块设计完成了CCD驱动时序、数据采集时序控制和视频信号简单处理.     

三线阵CCD视频信号处理系统研究

本文简要分析了三线阵CCD的原理结构,根据其输出视频信号特征及系统要求,需要实现相关双采样、可编程增益控制、行校准等综合处理的方法。TDA8783是CCD专用视频信号处理器,包含上述功能,且性能优异,本文详细阐述了其实现方法,并成功应用于研制的线阵CCD相机,得到了行频360Hz的理想视频图像,信噪比达到55dB。     

基于线阵CCD的光刻机调焦调平系统的研究

介绍了一种基于线阵CCD的光刻机调焦调平系统,讨论了其检测和控制原理.介绍了调焦调平系统的光学结构,并建立起了理想的单点高度测量与整场调焦调平的算法模型.     

基于DSP和线阵CCD外螺纹几何参数非接触测量方法研究

为了提高外螺纹尺寸检测的精度并实现自动化测量,文章提出了基于线阵CCD的非接触测量方法,建立了包括图像数据自动采集和尺寸计算的测量系统,该系统通过控制高精度的线阵CCD扫描外螺纹在平行光场中的投影并结合光电编码器来获取螺纹图像。文章详细介绍了线阵CCD驱动电路的实现,以TMS320F2812为信号处理器的线阵CCD在线测量系统的硬件结构与软件设计。     

TDI CCD视频响应性能的高精度检测

TDI CCD主要应用于空间遥感和科学实验中,为了解决TDI CCD性能检测过程中精度不够高、检测方法不够准确等问题,提出了一套更为科学而准确的高精度TDI CCD性能检测方法。首先,增加TDI CCD视频信号的增益可调范围和视频AD的量化位数,尽可能高地提取出TDI CCD的噪声;其次,改变TDI CCD接收的辐照度,制定TDI CCD各项视频响应性能的检测方法;最后,提出TDI CCD各项视频响应的准确计算方法,确定测量不确定度。实验结果表明:和以前测量方法相比,暗电流信号和CCD噪声的测量不确定度减小了10倍,其他视频响应性能的不确定度也减小了5倍多,因此,现有测量方法提高了TDI CCD视频响应的检测精度和准确性。     

线阵CCD用于飞行弹丸攻角测定的研究

依据外弹道学和实验外弹道学的基本理论，提出应用线阵CCD测定飞行弹丸攻角的原理和方法，推导出飞行弹丸攻角的线阵CCD计算公式，并分析了存在的失真及其对结果的影响。     

基于CDS技术的CCD噪声信号处理

在CCD信号采集系统中,当CCD像元读出频率较高时,其复位噪声已成为CCD噪声源中不可忽视的重要部分.针对CCD输出噪声特点,建立噪声传输函数及其分析模型,利用相关双采样(CDS)技术对CCD输出信号中的复位噪声进行了理论分析和相关测试.结果表明,只要选择合适的采样时间,可以最大限度地抑制复位噪声.     

基于单片机的线阵CCD驱动及采集系统的设计

文章介绍一种新型的基于单片机的线阵CCD驱动电路的设计。系统通过C8051F020型单片机作为下位机,完成CCD驱动、信号采集以及与计算机(上位机)通讯等工作。这种方案切实有效地解决了CCD驱动脉冲复杂、频率要求较高,普通单片机难以实现的问题。大量反复的实验表明,此设计具有很高的可移植性、可操作性,并已应用于一些光学实验之中,效果良好,稳定方便。     

基于FPGA的线阵CCD驱动设计

电荷耦合器件（CCD）作为一种新型的光电器件,被广泛地应用于非接触测量。而CCD驱动设计是CCD应用的关键问题之一。为了克服早期CCD驱动电路体积大,设计周期长,调试困难等缺点,以线阵CCD图像传感器TCD1251UD为例,介绍一种利用可编程逻辑器件FPGA实现积分时间和频率同时可调的线阵CCD驱动方法,使用Verilog语言对驱动电路方案进行了硬件描述,采用QuartusⅡ对所设计的时序进行系统仿真。仿真结果表明,该驱动时序的设计方法是可行的。     

基于线阵CCD扫描的测量技术

针对零件二雏几何尺寸的高精度非接触测量问题,提出了基于线阵CCD扫描测量的方法。通过对扫描同步的分析,很好地控制了扫描图像的失真。对CCD扫描图像设计了处理算法。由于需布置光源,而光源随时间会有所衰减,所以对图像采用边缘检测的算法,以减小光源亮度变化对图像测量的影响;由于获取的梯度是梯度带,同时为了不加剧边缘的不连续性,采用了细化算法。对闽断点进行插值,采用周长法计算直径,系统测量结果与采用千分尺进行测量的结果相比较,其测量误差不大于10μm。     

平列式线阵彩色CCD摄像机的色彩偏移与校正

分析了平列式彩色线阵CCD摄像机色彩偏移现象产生的原因.计算了摄像机在实际在线检测情形下的色彩偏移量.提出了色彩偏移的校正方法,并对色彩偏移的实际样本图像进行了校正.     

可见近红外线阵CCD光谱仪设计

为了满足快速光谱测量工作的需要,设计了可见近红外瞬态光谱仪。介绍了仪器的主要技术指标,对影响仪器性能的关键单元进行了分析。光谱仪光谱分辨率达到0.4nm,最小积分时间2ms,谱面30mm不平直度0.028mm。现场使用表明,所设计的光谱仪能满足实际工作中的需要。