多口读出CCD相机的图像均衡处理方法.PDFVIP

分类号 密级 UDC 编号 800212011S01 国科学院研究生院 硕士学位论文 多口读出CCD 相机的图像均衡处理方法 华园园 指导教师 姚大志 研究员 中国科学院紫金山天文台 申请学位级别 硕士 学科专业名称 天文技术与方法 论文提交日期 2011.03 论文答辩日期 2011.03 培养单位 中国科学院紫金山天文台 学位授予单位 中国科学院研究生院 答辩委员会主席 陈伟民 研究员 1 摘要 多口读出CCD 相机的图像均衡处理方法 摘要 CCD 即Charge Coupled Device ，是电荷耦合器件的简称,它是于 1969 年由美国 贝尔实验室（Bell Labs ）的维拉博伊尔(Willard S. Boyle)和乔治 史密斯（George E. Smith ）所发明的，为此，他们获得了2009 年诺贝尔物理奖。到了70 年代，贝尔 实验室的研究员已经能用简单的线性装置捕捉影像，CCD 就此诞生。现在，CCD 相机已基本取代传统的胶片相机，占领了成像系统的绝大部分。 在多口读出CCD 相机 ，由于各个通道读出的图像本底和强度都不一致、图像有 明显的接痕，一个重要的问题就是解决各通道之间的差异，以获得整个图像的均匀。 过去，我们采用平衡处理电路来解决这个问题，通过对每个通道所采集的图像进行专 门的平衡处理，来调整各通道之间的增益和本底，这种方法对调节图像的增益和本底 不均匀性有很大改进，但缺点是无法针对不同的现场条件进行调整，从而影响效果。 在本相机 ，通过上位机对相机发送命令的方式，对各个A/D 内置的增益寄存器 及偏置寄存器等进行调节，实现在不需要前端放大平衡电路的情况下，对每个读出口 进行增益和偏置的调节。调节后，上位机发出采样命令，将各个通道读出的数据进行 拼接，从而得到一幅平 的图像。这种方法在不影响相机的读出速度的同时，可以对 图像视觉效果作出很大改善，关键是这种方法可以现场针对不同应用条件进行调整， 而达到图像显示的最佳效果。 本文重点介绍多口读出CCD 相机的研制及其图像均衡处理的方法。实验结果证明， 改进后的相机满足高帧频输出(每秒 1.5 帧以上)及拼接图像平 （通道之间的不均匀 性在5%之内）的使用要求。 关键词：CCD 相机；A/D ；Offset；Gain；相关双采样（CDS）;图像均衡 2 Abstract Solutions on Image Equalization of multi-Channel CCD camera Abstract The full name of CCD is Charge Coupled Device which was invented by Willard S. Boyle and George E. Smith in Bell Labs in 1969. They are awarded Nobel Physical Prize for this in 2009. Until 70s, professors in Bell can use l