帧转移型面阵CCD驱动电路的设计

采用帧转移型面阵CCD FT18作为传感器件,设计了一种高帧频大面阵CCD驱动电路。这种高速驱动电路能够保证在跟踪视频不变的情况下增加成像系统的视场角,满足了大视场搜索目标的要求。在介绍面阵CCD FT18的结构和特点的基础上,完成了FT18的时序电路和功率驱动电路的设计,并采用相关双采样(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。对系统进行了辐射定标,定标实验数据表明,当CCD积分时间为0.32 ms时,CCD响应度为线性,验证了驱动电路工作正常。整个系统采用现场可编程门阵列(FPGA)作为核心控制器件,完成自上而下的模块化设计,实现了硬件设计的软件化,提高了开发效率。

一种帧转移型CCD传感器Smear效应消除方法

CCD传感器在进行帧转移过程中会产生Smear效应,对航天、遥感、空间侦察应用来讲,必须对它进行消除,以避免影响目标检测。在对Smear效应产生机理以及星图成像性质进行分析的基础上,提出了一种帧转移型CCD传感器Smear效应消除方法。利用Smear效应对应行列灰度和高于其他区域的特征检测出Smear效应位置,并排除Smear效应位置处的星点,通过双三次插值方法消除Smear效应。实验证明,该方法能有效去除Smear效应。

帧转移型CCD图像去smear效应研究

作为无快门CCD的固有缺陷,Smear效应严重影响其在遥感成像探测领域的应用。通过对帧转移型CCD成像过程中smear效应产生机理的分析,提出了一种减小甚至消除smear效应的方法,即下传虚拟参考行法。利用该方法对一台成像光谱仪输出信号进行校正,很好地实现了smear效应影响的消除,从而证明该方法的可行性。同时,也证明了下传虚拟参考行法对其他任何类型CCD的适用性。

帧转移型面阵CCD相机拖尾评价标准和校正方法

为了有效校正装配帧转移型面阵CCD的星载偏振相机成像时产生的拖尾,开展拖尾程度评价标准和校正方法的研究。基于装配转移型面阵CCD的多角度偏振成像仪工作原理,分析了拖尾的产生机制和暗行法校正模型的特点,建立了多角度偏振成像仪拍摄积分球的拖尾仿真模型。结合仿真模型提出用拖尾区域的灰度标准差和平均梯度作为图像拖尾程度的评价标准,并用多角度偏振成像仪进行了实验验证。根据评价标准提出了校正拖尾寻优算法,实验结果表明,该算法能够自适应找出当前实验环境下校正拖尾所需的最合适暗行数量,多角度偏振成像仪各通道校正后图像拖尾的灰度标准差百分比降幅为50.3%~89.9%,平均梯度百分比降幅为65.2%~74.0%。

基于异步时序的高帧频相机垂直拖尾处理(英文)

介绍一种高帧频相机垂直拖尾影响的解决方法,该方法同时考虑连续采集模式下帧间图像和像元合并(binning)技术的影响。与常用的静态图像拖尾处理的算法如逆向逐行修正算法相比,该算法非常适用于连续图像拖尾处理,特别是经过Binning后获取的图像。在某自主研制的基于异步时序的40 000帧/秒高速相机中应用该方法,有效去除了拖尾影响。最后,运用该方法处理的图像验证了算法的有效性。

基于FPGA的高帧频CCD成像系统设计

为满足机器视觉对于相机的高速、高分辨率要求,设计了一种基于帧转移CCD、FPGA以及千兆网的高帧频成像系统。在系统总体结构的基础上,介绍了图像传感器的外围驱动电路设计、图像传感器驱动控制模块、图像数据高速缓存模块以及千兆网数据传输模块。测试结果显示,系统初步具备了产生1 K×1 K分辨率下94 f/s的驱动时序,同时千兆网传输带宽也初步满足了系统要求。

基于FPGA的高帧频CCD电子学系统设计

为了获取高质量、高帧频图像数据,设计了一套基于帧转移型CCD的电子学系统。整个系统以DALSA公司FTT1010M图像探测器为核心,以xilinx公司FPGA—XC2V3000为逻辑控制单元结合高速AD—LM98640展开,并配合外部存储器完成对数据的处理。首先,给出了系统的总体设计方案,分析了FTT1010M的工作特性,确定了系统工作参数;其次,详细介绍了CCD探测器驱动时序和高速AD工作时序设计;最后,结合片外SRAM在FPGA内完成高速图像数据的处理与整形。实验结果表明,CCD在33 MHz读出频率时,帧频可达50帧/秒,并可实现对5等星的探测。系统性能稳定、可靠,设计理念具有较好的可扩展性。

基于FPGA的高帧频CCD驱动控制系统的设计

CCD芯片的驱动电路是整个高帧频图像采集系统的核心部分,它关系到整个系统的性能和技术指标。分析并实现了DALSA公司1 M像素的帧转移型高帧频CCD芯片FT50M的内部结构和驱动时序,并采用集成芯片设计了该CCD芯片的驱动时序和所需的偏压电路,进而改进了CCD芯片的偏置电压电路,采用大多数的偏置电压由SFD信号生成的方式。因此只需产生极少偏置电压即可生成所需全部偏压,这是目前十分安全的偏压解决方案,并选用了FPGA作为核心控制器件。实验表明:此设计不仅简化了电路,还具有性能好、功耗低、体积小的优点,实现了对高帧频CCD图像采集系统的驱动控制。