推帚式TDI-CCD成象时象移影响的分析

通过对ＴＤＩ－ＣＣＤ的成象特点分析和对象移调制传递函数ＭＴＦｖ的计算，表明当采用连续四相驱动时，ＭＴＦｖ可达到０．９７４，基本上消除了象移的影响。

基于FPGA的CCD局部图像读取系统的设计与实现

为加快图像采集速度和加强对图像有效信息的充分利用,提出了一种基于FPGA的CCD局部图像读取系统的设计方法。采用VSP01M01作为驱动芯片,完成双采样、模数转换、增益放大等功能,在模拟前端设计特殊时序直接驱动CCD以产生局部信号,以FPGA作为图像采集系统的控制核心,完成了对局部图像的快速采集。该系统已在对针布、接插件等特定工件的检测中实现,实验结果表明,该系统性能稳定、数据传输的实时性强、图像品质高,局部图像传输速度高达114fps,充分满足了工业现场对相机采集速度的要求。

高灵敏度TDI线阵CCD图像系统研究

对于低照度、高速运动物体等的测量拍摄场合,往往需要高灵敏度的线阵CCD相机。本文介绍了一款高灵敏度的线阵相机的研制方案,相机的线阵CCD芯片采用DALSA公司的IT-F6,它具有96级TDI功能,动态范围3600:1,经试验,灵敏度比一般的线阵CCD相机提高了约20倍,大幅度提高了系统的整体响应水平。在靶场测试中,对距离5米外的7.2mm高速子弹弹丸可以清楚捕捉,在高灵敏度的探测场合具有广阔的应用前景。

面阵CCD相机像移补偿技术

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通过像移补偿来实现;在分析垂直拍照的面阵CCD相机像移产生原因基础上,确定了采用稳定平台与面阵CCD的TDI相结合的像移补偿方法,理论上计算了像移补偿后的像移残差小于3μm(即1/3像元),满足成像质量要求;根据实际的成像试验,证明文章论述的面阵CCD像移补偿技术是正确可行的。

大面阵CCD相机图像信号模拟器的设计

面阵CCD相机需要增加光学镜头并在时序控制电路驱动下才能输出图像,给图像采集、存储等图像处理实验带来不便。在分析面阵CCD(M22)的特性和时序的基础上,设计了一种基于现场可编程门阵列FPGA的大面阵CCD模拟器,把一幅标准图像预先存储放在FLASH中,上电初始化后,再把该图像从FLASH拷贝到SDRAM中,根据相应的指令,在时钟的下降沿把SDRAM中图像信息按照Camera link协议输出,并对像素时钟进行计数,产生行同步信号。实验结果表明,面阵CCD模拟器符合M22相机的输出时序要求。模拟器的设计与实现为图像采集和存储等实验提供了支持和保证,缩短了工程上的调试时间。

CCD相机调制传递函数测试软件的研制

数学傅立叶分析法是测量调制传递函数常用的一种方法,为了迅速地给出采用该方法进行调制传递函数测试的结果,针对刀口扫描测试CCD相机调制传递函数的测试系统研制了测试软件。软件可读入CCD相机摄取的数字图像文件,对数据进行消噪声处理,并自动识别刀口位置,选择合适区域计算出相机的调制传递函数。软件采用VC语言编制,结果以列表和曲线两种形式输出,用户界面良好,使用方便。利用该软件得到的测试结果与俄罗斯软件的计算结果吻合较好。

CCD摄像机相对光谱灵敏度的自动测试

设计了一种测试CCD摄像机的相对光谱灵敏度的双光路自动测试系统，为CCD摄像机作为图象传感器用于亮度和色度测量提供了必要的参数。

彩色大面阵CCD相机的像移补偿技术

航空相机在拍照瞬间由于飞机飞行运动和姿态变化而产生像移,要提高照相分辨力需通过像移补偿实现;在分析像移产生原因,再结合彩色大面阵CCD相机的特点,确定采用三轴陀螺稳定平台结合摆扫扫描镜头的方法补偿像移,并分析计算了补偿后的像移残差,结果满足残差小于1/3像元的指标要求,证明本文论述的像移补偿技术正确可行。

基于线阵CCD图像纹理特征的铁路货车货物分割算法研究

利用线阵CCD摄像头采集到的货车货物装载图像,提出一种经过改进的货车货物分割方法。首先,利用优化后的多尺度Retinex(MSR)算法对图像进行增强预处理,然后使用自适应单通道种子选取算法(APSS)获得图像中灰度Gabor纹理特征分布中心点的初始值,并用K-Means算法进行图像兴趣区域的分割,在此基础上利用邻域特征对图像中的兴趣区域进行重新合并,得到最终的分割结果。实验表明,该方法能提高图像中不同区域的分割精度,有较强的抗噪性,还减少了图像分割中的迭代次数,降低了计算复杂度,可以广泛应用到自然环境中车辆图像的分割。在基于线阵CCD铁路货运安全监控系统中货物检查的实际应用中,该方法的货物分割错误率较低,保证了检测系统的问题识别准确率。

扫描测头中CCD摄像机测量模型和坐标转换

基于激光三角法测量原理的扫描测头广泛应用于现代的工业生产中,现已成为人们研究的重点,而CCD摄像机是扫描测头的核心部位。本文通过介绍基于线结构光扫描测头的测量原理,引出了CCD摄像机的测量模型和坐标转换,使其成为研究扫描测头的核心技术。阐述了扫描测头在自主研制的关节臂测量机上的应用。

基于改进Faster-RCNN的烟标缺陷检测

针对品检机上的烟标缺陷检测算法进行改进,根据烟标缺陷检测固有特性,融合目标检测算法,提高烟标缺陷检测精度,实现传统烟标缺陷检测算法不能实现的实时缺陷分类。用改进后的Faster-RCNN代替传统的模版匹配,对CCD线阵相机采集到的4K烟标图像进行烟标缺陷检测,通过加入特征图金字塔网络FPN,烟标缺陷检测准确率上升1.4%。在FPN中使用内卷卷积,对比不同大小内卷卷积核的烟标缺陷检测精度发现,使用5×5的内卷卷积核的烟标缺陷检测精度提升最大,达1%,且使用内卷卷积模型的单张烟标检测时间未增加。最后通过迁移学习使烟标缺陷检测精度进一步提升,达97.9%。结果表明,所提算法能够实现烟标缺陷检测定位和分类,且具有较高准确率。

管道锈蚀射线检测技术

目的 研究高分辨率的 X射线数字成像技术在管道锈蚀检测中的应用 .方法 将射线光线转换技术、慢成像技术、非线性滤波等计算机图像处理应用于管道锈蚀检测 .结果 利用该技术可真实地显示管道内部结垢、堵塞、腐蚀等情况 .结论 利用上述结果可分析和判定管道的运行状态 ,测定管道腐蚀速率 ,评估管道安全可靠性 。

一种彩色大面阵航空遥感相机前向像移补偿机构设计及精度分析

提高彩色大面阵航空遥感相机地面分辨力需设计像移补偿环节以消除工作时CCD像面的像移,本文在分析航空遥感器4种像移补偿方式及像移补偿机构设计原则的基础上,针对某航空遥感器的要求设计了一种前向像移补偿机构,利用等径共轭凸轮机构将电机旋转转化为直线运动,并配合精密直线导轨约束运动自由度。具有传动简单,精度较高的优点,可有效的避免传动误差。分析了原动件输入速度波动、制造误差对像移补偿残差的影响,并对像移补偿总体效果进行了评价。试验数据及数据分析表明,像移补偿机构的补偿残差小到600μm/s,动态目标发生器及外场航拍图像良好,满足使用要求。

新型大量程LTP控制系统及数据处理系统

讨论了最近研制成功的新型大量程长程面形仪(LTP)中精密线性导轨扫描、定向移动以及高精度任意步长等运动的控制;采用面阵CCD获取准直激光束通过位相板形成的衍射图像、经采集卡数字化,由计算机完成数据处理。数据处理中实现了MATLAB与VC++程序间的通信,采用质心法分离测量光斑以及参考光斑,并利用MATLAB中神经网络算法求取位相板衍射图像中暗线位置,达到了设计要求的精度。

透射电子显微学的新进展Ⅰ透射电子显微镜及相关部件的发展及应用

本文综述了透射电子显微镜(TEM)及相关部件,即场发射枪(FEG)透射电子显微镜、慢扫描电荷耦合器件(SSCCD)、球差校正器、单色器及高能量分辨率的新一代能量过滤成像系统的发展及应用。商业化的UltraScan1000SSCCD的读写速度已达4MHz,接近实时观察图像的目标;已生产出用于TEM和STEM的球差校正器,可把CM200FEGTEM的球差系数从常规的1 23mm调整至+2mm～-0 05mm之间的任意值;单色器可把肖特基场发射枪发射电子的能量分散从0 6～0 8eV减少至0 04～0 1eV;新一代能量过滤成像系统HR GIF可把能量分辨率从0 8eV提高至0 05eV。配有单色器、球差校正器、HR GIF的新一代场发射枪透射电子显微镜可提供亚埃的空间分辨率和亚电子伏特的能量分辨率,为研究物质的原子 电子结构提供了可靠的保证。

Z扫描技术及其在材料学中的应用

以材料非线性光学性质的测试为基础,介绍了原始Z扫描技术的基本原理与数据处理;重点论述了双色时间分辨Z扫描技术的理论,并分析了它在材料光学非线性效应测试中展现的优越性以及应该注意的关键问题。根据Z扫描技术理论和实验的最新研究成果,总结了Z扫描技术的两条发展思路,即:CCD相机代替能量或功率计进行信号的采集和多种改进方法应用于实验测试。

航空相机扫描像移片上补偿技术

查打一体化是当前航空相机的一个主要发展方向,其中一项关键技术为扫描像移的动态、高精度补偿。基于面阵探测器的时间延迟积分(TDI)扫描像移补偿方式相比于光机式的像移补偿方式具有天然的优势,然而当前的面阵探测器TDI像移补偿精度是像素级的,进一步提高查打一体化相机分辨率遇到了瓶颈。针对于此本文首先介绍了查打一体化航空相机工作原理,然后针对帧转移CCD的特性建立了电荷行间转移的数学模型与电荷转移像移的调制传递函数模型,在此基础上提出了一种查打一体化航空相机扫描像移的片上补偿方法,采用该方法可将相位面阵TDI CCD的像移补偿精度提高至1/2像元。最后搭建了实验平台并给出了二、三、四相位面阵TDI CCD电荷转移像移对遥感图像质量的影响,同时也证明了提出的方法能够显著提高图像质量。

平行光线对双目视觉测量系统的影响研究

通过分析不同强弱平行光线,对系统测量数据的两阶段两步法CCD摄像机标定和扫描影响,寻找出一段范围的平行光线,进行CCD摄像机参数标定和被测物体的扫描测量.试验证明,使用验证范围内平行光线进行测量,可以提高该系统测量的精度.

上海天文台与尼古拉耶夫天文台之间的合作（英文）

回顾了从1996年10月起上海天文台与尼古拉耶夫天文台15年多的合作历程。1996-2003年上海天文台与尼古拉耶夫天文台第一和第二次合作课题是“从射电源光学对应体的CCD观测进一步研究射电和光学参考架的联系”，2004-2011年两台的合作协议包括用中国一乌克兰光学望远镜网观测快速运动的天体，特别是小行星、卫星和空间碎片，以及天文仪器研制、软件和旋转漂移扫描技术的应用等。最近的联合项目是“用CCD旋转漂移扫描照相机联合观测低轨的空间碎片”。本文简述了合作的科学成果，如光学和射电参考架的联系和联合观测小的空间碎片，上海天文台用中国的望远镜测定射电源光学对应体的位置，尼古拉耶夫天文台用轴向子午环编制射电源光学对应体附近的二级参考星星表。之后，此项目扩充为国际合作项目，参加国家有中国、土耳其、俄罗斯和乌克兰。射电和光学参考架联系的计算值表示指向角为零，精度为5mas。如果加入其他观测，则精度为3mas。为了观测低轨小的空间碎片，上海天文台和尼古拉耶夫天文台分别研制了带有CCD旋转漂移扫描照相机的望远镜。根据空间碎片的位置列表，已用这两台望远镜观测到一些碎片。双方正在编写空间碎片的轨道计算软件。在对两个轨道计算结果比较后，将建立一个空间碎片的联合网站。当前上海天文台与尼古拉耶夫天文台的合作正在继续进行中。

表面疵点在线检测技术在非织造领域的应用

先进的表面疵点在线检测技术在生产过程中能及时快速地检测出非织造布的空洞、缺陷、疵点及其表面昆虫,对提高制成率、减少能耗、降低成本以及保证产品性能和质量的稳定起到很大的作用。介绍了表面疵点在线检测技术的检测原理及其在非织造布生产过程中的应用。