面阵CCD相机驱动时序的研究

面阵CCD是应用于图像传感和非接触测量领域中重要的光电器件,在光电检测技术领域应用广泛.介绍了美国TI公司的面阵CCD TC237B的结构特性及工作原理,简要介绍了多种CCD时序驱动的方法,重点对逐行扫描单输出方式的驱动时序进行了全面、细致的分析.本文结合实际课题,使用在线可编程大规模逻辑器件实现了要时序产生电路.同时,该系统具有高可靠性、高稳定性、编程灵活等特点.     

支持像移补偿功能面阵CCD相机驱动电路系统

为了设计一种支持电子式像移补偿功能的高帧频大面阵CCD驱动电路,满足像移补偿功能.论文首先给出了大面阵CCDFTF5066M的基本驱动电路,然后在其基础上通过增加一个像移补偿时序发生器与主时序发生器SAA8103配合工作来实现电子像移补偿,给出了像移补偿发生器内部设计结构,所增加的像移补偿时序发生器只用于产生曝光期间所需的几个垂直转移驱动时序和转发SAA8103 产生的时序信号.选择了FPGA作为像移补偿时序发生器,并且进行了时序仿真.最后对设计的驱动电路进行了室内像移补偿实验验证,取得了很好的补偿效果,该驱动电路系统支持最大帧频可达2.7 F/s,信噪比达到了66 dB.该驱动电路能方便地选择输出通道数量和输出方式,使相机适用于不同的场合.     

行间转移型面阵CCD成像系统设计

采用行间转移型面阵CCD KAI-1020作为图像传感器,以现场可编程门阵列（FPGA）为核心控制器,设计并实现了一个完整的成像系统。FPGA产生驱动时序、控制CCD上电顺序、调节曝光时间,并实现数据缓存。CCD模拟视频信号经过预处理,通过同轴电缆传输到CCD专用视频处理器进行相关双采样和模数转换,以10位像素深度输出到FPGA,数字视频信号经过差分芯片驱动以低压差分信号（LVDS）格式输出到数据采集卡。集成化视频处理电路提高了系统的信噪比,改善了成像质量。实验表明,CCD成像系统工作稳定可靠,像素读出时钟为10 MHz时,帧频为10帧/s。设计的CCD成像系统性能好、可靠性高、实现周期短,具有很强的可扩展性。     

基于FPGA的面阵CCD成像系统设计

采用SONY行间转移型面阵CCD ICX415AL作为图像传感器,设计了一款新型CCD成像系统。以Altera公司的FPGA芯片EP1C12F256作为时序发生器产生CCD驱动信号。采用相关双采样技术滤除了视频信号中的相关噪声,提高信噪比。在QuartusⅡ9.1开发环境下采用VHDL编程,并利用Modelsim SE 6.5仿真软件进行仿真测试。实验结果表明,所设计的时序满足ICX415AL的时序要求,在29.5 MHz的时钟驱动下,每秒输出50帧图片,能满足高速跟踪要求。     

基于面阵CCD拼接的动态目标成像系统

采用面阵CCD作为光电成像元件,设计了一种用于动态目标跟踪的新型面阵CCD成像系统.利用分光棱镜的分光效应,将两片CCD分别放置在空间分离的两个像平面上,从而保证在目标分辨率不变的情况下使视场角增加一倍,满足了大视场搜索目标的要求.整个系统采用现场可编程门阵列(FPGA)作为核心控制器件,利用FPGA片上RAM实现两路图像的缓存与合成,合成图像输出延迟仅为32μs,满足实时跟踪的需要.依据系统辐射定标数据,通过变换增益和偏置实现CCD光电响应度的调整,消除了两幅图像拼接处的接缝.     

基于面阵CCD全景成像系统设计

介绍了一种基于面阵CCD相机360°扫描的全景成像系统。从系统组成及功能出发,详细描述了系统的工作流程,通过对CCD相机旋转获取更大垂直角度的图像,对图像数据量进行分析,采取压缩、解压缩手段解决网络通信中数据量大的问题,提出了一种基于位置信息进行全景图像拼接的方法,同时提出了一种基于灰度值映射数组的全景图像增强的算法。     

改进的航空全帧型面阵CCD相机电子式像移补偿方法

目前基于TDI 方式的电子像移补偿方法中曝光期间电荷包以行为步长进行转移,使电荷包移动和像移之间存在较大的非同步效应,降低了补偿效果。为了提高像移补偿效果,首先分析了目前基于TDI 方式的电子像移补偿方法中电荷包移动的离散性对补偿效果的影响,提出了一种改进的电子像移补偿方法,从而可以大大减小电荷包和像移之间存在的非同步效应,对比两种方法调制度,从理论上证明了其对补偿效果的提高作用。给出了改进式的电子式像移补偿方法的驱动时序图,通过室内模拟不同像移补偿实验进行了两种方法的验证,分别比较采用两种像移补偿方法图像的清晰度。结果表明,改进式电子像移补偿法图像调制度平均值47/96大于传统像移补偿法图像调制度平均值1/3,改进式像移补偿法图像清晰度平均值为0.550 2大于传统像移补偿法图像清晰度平均值0.475 3。可以看出,改进式的像移补偿方法相对于传统TDI像移补偿方法,效果明显改善。     

基于FPGA的全帧型面阵CCD航空相机像移补偿

通过对全帧型面阵CCD像移补偿时序的分析,利用FPGA作为像移补偿时序发生器,设计了其驱动系统。以全帧型面阵CCD芯片FTF4052M为例,给出了利用FPGA作为像移补偿时序发生器的设计方法,并完成了像移补偿时序电路的软件仿真及其硬件电路测试,在实际CCD成像中验证了像移补偿效果。实验证明该方法能够实现全帧型CCD相机的像移补偿。     

高速面阵CCD图像采集系统的设计

高速高分辨率CCD器件的实用化是近年图像采集领域的一个研究热点.选用科学级柯达新型高分辨率可见光面阵CCD KAI-0304设计了一种高速图像采集系统.该系统采用KSC-100作为时序发生器驱动面阵CCD和信号处理器AD9840A,实现对CCD面阵输出模拟信号的高速A/D转换,并将信号快速转存至片外SDRAM存储器,经USB采集系统将数据发送到计算机.系统采用相关双采样(CDS)技术滤除信号中的相关噪声,提高了系统的信噪比,采集速度达40 Mbit/s,具有集成度高、低噪声、数据传输速度快等特点.经测试,系统工作稳定,为高端科学级CCD面阵的实用化提供了一种设计方案.     

弹道相机面阵CCD焦平面的光学拼接

随着科学技术的发展,弹道相机也向着高分辨率、大视场方向发展.由于现有CCD不能满足大视场的要求,因此需要多个CCD进行拼接.本文研究了面阵CCD光学拼接技术,阐述了弹道相机光学拼接的原理和焦平面结构,对拼接误差进行了分析,并针对弹道相机采用两片1 K×2 K面阵CCD进行了拼接实验.实验结果表明,该方法的搭接误差＜2μ...     

高帧频大面阵CCD相机大容量存储与高清显示系统

为了解决高帧频大面阵CCD相机图像数据量较大、存储实时性较低、高清图像显示中灰度级损失等问题,设计了一种大容量存储与高清显示系统.首先,结合高帧频大面阵CCD相机的特点,详细介绍了大容量存储与高清显示系统的组成;其次,为了满足面阵CCD相机高数据率的存储需求,对SATA硬盘Ultra DMA模式的读写方式进行了针对性的设计;然后,详细阐述了12 bit高清显示器DVI接口的设计;最后,对系统的存储速率进行了测试,并且对普通显示器和高清显示器显示的图像进行了比较.实验结果表明:系统在Ultra DMA模式下实际传输速率最高可以达到85Mb/s,12 bit高清显示器显示图像的对比度更强、层次更分明,提高了面阵CCD相机图像数据存储的实时性,同时保证了高灰度级图像的无损失显示.     

面阵CCD摄象机视频信号数据采集及其图象处理的应用

介绍了由双口ＲＡＭ、高速Ａ／Ｄ、微机等组成的数据采集系统的工作原理、微机接口与软件。该系统可用于对面阵ＣＣＤ摄象机的视频信号进行数据采集；在软件的控制下可以对图象进行多种操作；可以使各种表面检测成为统一化结构。此外，系统所形成的数据文件，可以和Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ等多种图象分析软件相兼容。该系统已用于多个领域的表面检测，取得了良好的效果。     

大视场TDI CCD相机焦平面电路一致性设计

针对大视场TDI CCD拼接相机焦平面存在各通道之间性能的差异性较大,导致多通道拼接好的图像存在明显的亮暗差别等问题,提出一种可靠的、有效的焦平面电路一致性设计方法.首先,介绍了TDI CCD拼接相机焦平面电路结构;其次,全面地阐述了影响焦平面电路非均匀性的因素;然后,从关键元器件筛选、关键电路及PCB一致性设计、FPGA软件一致性设计和多通道主时钟一致性设计四个方面进行了多通道焦平面电路的一致性设计;最后,经过实验证明,在饱和曝光量50％的辐照度下焦平面所有通道响应度的标准偏差为71.4,平均数码值的标准偏差为39.6,同时,所有通道中最低信噪比也能满足44.2 dB,所有性能指标满足相机均匀性要求,实现了大视场TDI CCD相机全视场内的高质量成像.     

面阵CCD航测相机前向像移补偿技术研究

航空相机在拍照瞬间由于飞机的飞行运动和姿态变化而产生像移,要提高照相分辨率必须进行像移补偿。文章介绍了两种面阵CCD航测相机前向像移补方法,即旋转俯仰轴补偿法和面阵CCD TDI功能补偿法,计算了两种方法的像移残差及误差精度,给出了旋转俯仰轴方法的适用范围,对比了两种方法的优劣,通过实验室拍摄验证了方法的有效性。     

基于CPLD的CCD视频信号处理电路的设计与硬件实现 基于CPLD的CCD视频信号处理电路的设计与硬件实现

在分析VSP1012型CCD视频信号处理芯片工作原理的基础上,设计了CCD成像系统的视频信号处理电路及其硬件电路.选用CPLD器件作为硬件设计载体,使用VHDL语言对VSP1012的初始化设置和驱动时序发生器进行了硬件描述.并针对ALTERA公司的EPM7160SLC84-10进行了RTL级仿真及配置.硬件实验结果表明,所研制的CCD视频信号处理电路不仅可以满足CCD成像系统视频信号处理的要求,而且集成度高,应用方便.     

背照明CCD微光成像技术

背照明ＣＣＤ（ＢＣＣＤ）以及电子轰击ＣＣＤ（ＥＢＣＣＤ）是当今微光实时摄像技术的最新进展之一,在中等微光条件下,ＢＣＣＤ的性能优于目前的ＩＣＣＤ和ＳＩＴ。文中对ＢＣＣＤ、ＥＢＣＣＤ以及ＩＣＣＤ的性能进行了比较,并讨论了在我国开展ＢＣＣＤ和ＥＢＣＣＤ技术研究和应用的有关问题。     

CCD相机的像移补偿技术

介绍了CCD相机像移补偿技术的研究进展,对各种补偿方法进行了分析,讨论了这些 方法的特点,最后,提出了对CCD相机像移补偿技术发展的认识。     

线阵CCD面积测量及标定方法研究

用线阵ＣＣＤ测量不规则的薄的形体面积，需要对测量系统进行精确的标定。本文介绍一种实现标定的原理和方法，用规则形体进行标定，得到不同排列方式下的标定常数，其值随方向不同而变化。由单片机完成数据采集，ＰＣ机完成标定系数优化和面积的计算，从而进一步提高了测量精度。     

面阵CCD图像传感器点破坏机理研究

用１．６μｍ脉冲激光聚焦辐照面阵ＣＣＤ图像传感器。遭破坏面积不到有效传感器面积的万分之一，整个ＣＣＤ图象传感器无图像输出。破坏阈值小于１２Ｊ／ｃｍ２。分析了破坏机理。