ccd相机内部参数标定.doc
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ccd相机内部参数标定,ccd相机内部参数标定页数 75 字数 25408摘要为了在精确测量中尽量消除误差，标定 ccd相机在实际测量环境中的内部参数有着重要的意义。本文讨论了图像采集系统的主要时域特性参数, 包括平均暗输出、暗输出不均匀性、暗噪声、动态范围、光电响应不均匀性、光电响应线性度、信噪比等。根据它们产生的原因和实际的应用环境，在避...
内容介绍
此文档由会员 张阳阳 发布
CCD相机内部参数标定
页数 75 字数 25408
摘要
为了在精确测量中尽量消除误差，标定 CCD相机在实际测量环境中的内部参数有着重要的意义。
本文讨论了图像采集系统的主要时域特性参数, 包括平均暗输出、暗输出不均匀性、暗噪声、动态范围、光电响应不均匀性、光电响应线性度、信噪比等。根据它们产生的原因和实际的应用环境，在避免抽象的量子理论的情况下，得到了一套简单标定各个内部参数的方法。同时给出了各个参数的曲线图。用工作时间与输出灰度值关系标定平均暗输出；用各幅图像的最大输出灰度值与输入光强之间的关系来标定系统输入与输出的非线性；用白纸和毛玻璃组成的光路衰减自然光得到均匀的光，并用来标定输入均匀光强的情况下输出灰度值不均匀的特性；用信号与噪声的比值来标定CCD相机的信噪比。在处理采集的图像中，充分利用MATLAB的强大的图像处理功能，避免了直接测量CCD相机输出电压值。
关键词：CCD,暗输出,非线性,不均匀性,信噪比,动态范围
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
目录
摘要 I
ABSTRACT II
1绪论 1
1 .1 CCD 1
1 .1 .1 CCD的应用 1
1 .1 .2 CCD标定的目的和意义 2
1 .1 .3国内外对相机内部参数标定的方法 3
1 .1 .4 CCD数码相机的主要特点和特性 4
1 .1 .5研究的主要内容 6
2图像采集系统的特性参数 7
2 .1 平均暗输出 7
2 .1 .1原理 7
2 .1 .2 测试结果及结果分析 8
2 .2暗输出不均匀性 9
2 .2 .1原理 9
2 .2 .2测试结果及分析 10
2 .3暗噪声 11
2 .3 .1 原理 11
2 .3 .2 测试结果及分析 11
2 .4 光电响应线性度 12
2 .4 .1 原理及光路图 12
2 .4 .2 测试结果及分析 13
2 .5 动态范围 14
2 .5 .1 原理 14
2 .5 .2 测试结果及分析 16
2 .6 光电响应不均匀性 16
2 .6 .1 原理及光路图 16
2 .6 .2 测试结果及分析 17
2 .7 信噪比 18
2 .7 .1 原理 18
2 .7 .2 测试结果及分析 18
3结论与展望 20
致谢 22
参考文献 23
附录 1 开题报告 1
附录 2 中期报告 1
附录 3 英文原文 1
附录 4 英文翻译 1
附录 5 MATLAB程序清单 1
参考文献
【1】 王庆有，雷玉堂. 光电检测技术. 北京：中国计量出版社，2002.
【2】 王庆有. CCD应用技术. 天津：天津大学出版社，2000.
【3】 宋丰华. 现代空间光电系统. 北京：国防工业出版社，2004.
【4】 陈迎娟，张之江，张智强. CCD像素响应不均匀性的校正方法. 光学 精密工程，2004，12（2）：216－220
【5】 吴裕斌，曹丹华，CCD 成像器件的不均匀性测试. 华中理工大学学报，1998，26（8）：58－60
页数 75 字数 25408
摘要
为了在精确测量中尽量消除误差，标定 CCD相机在实际测量环境中的内部参数有着重要的意义。
本文讨论了图像采集系统的主要时域特性参数, 包括平均暗输出、暗输出不均匀性、暗噪声、动态范围、光电响应不均匀性、光电响应线性度、信噪比等。根据它们产生的原因和实际的应用环境，在避免抽象的量子理论的情况下，得到了一套简单标定各个内部参数的方法。同时给出了各个参数的曲线图。用工作时间与输出灰度值关系标定平均暗输出；用各幅图像的最大输出灰度值与输入光强之间的关系来标定系统输入与输出的非线性；用白纸和毛玻璃组成的光路衰减自然光得到均匀的光，并用来标定输入均匀光强的情况下输出灰度值不均匀的特性；用信号与噪声的比值来标定CCD相机的信噪比。在处理采集的图像中，充分利用MATLAB的强大的图像处理功能，避免了直接测量CCD相机输出电压值。
关键词：CCD,暗输出,非线性,不均匀性,信噪比,动态范围
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
目录
摘要 I
ABSTRACT II
1绪论 1
1 .1 CCD 1
1 .1 .1 CCD的应用 1
1 .1 .2 CCD标定的目的和意义 2
1 .1 .3国内外对相机内部参数标定的方法 3
1 .1 .4 CCD数码相机的主要特点和特性 4
1 .1 .5研究的主要内容 6
2图像采集系统的特性参数 7
2 .1 平均暗输出 7
2 .1 .1原理 7
2 .1 .2 测试结果及结果分析 8
2 .2暗输出不均匀性 9
2 .2 .1原理 9
2 .2 .2测试结果及分析 10
2 .3暗噪声 11
2 .3 .1 原理 11
2 .3 .2 测试结果及分析 11
2 .4 光电响应线性度 12
2 .4 .1 原理及光路图 12
2 .4 .2 测试结果及分析 13
2 .5 动态范围 14
2 .5 .1 原理 14
2 .5 .2 测试结果及分析 16
2 .6 光电响应不均匀性 16
2 .6 .1 原理及光路图 16
2 .6 .2 测试结果及分析 17
2 .7 信噪比 18
2 .7 .1 原理 18
2 .7 .2 测试结果及分析 18
3结论与展望 20
致谢 22
参考文献 23
附录 1 开题报告 1
附录 2 中期报告 1
附录 3 英文原文 1
附录 4 英文翻译 1
附录 5 MATLAB程序清单 1
参考文献
【1】 王庆有，雷玉堂. 光电检测技术. 北京：中国计量出版社，2002.
【2】 王庆有. CCD应用技术. 天津：天津大学出版社，2000.
【3】 宋丰华. 现代空间光电系统. 北京：国防工业出版社，2004.
【4】 陈迎娟，张之江，张智强. CCD像素响应不均匀性的校正方法. 光学 精密工程，2004，12（2）：216－220
【5】 吴裕斌，曹丹华，CCD 成像器件的不均匀性测试. 华中理工大学学报，1998，26（8）：58－60
