基于定标和图像处理的数字相机串扰图像修正方法

针对多通道数字相机因信号串扰导致的输出图像重叠问题,基于自行研制的四通道CCD数字相机系统数据,对串扰系数进行了追踪测试,发现串扰系数与输入信号强度和系统读出速度有特定的规律。对于这类系统噪声类串扰,提出了一种基于定标和图像处理的串扰图像修正方法。该方法通过定标建立串扰比例系数与像素数字编码(Digital Number,DN)的关系,再由串扰通道反推被串扰通道的干扰量,通过还原算法进行系统差修正,最终消除串扰。测试结果表明,经过该方法修正后的图像,串扰程度可降至基底白噪声量级,图像质量得到大幅改善。该方法对成像系统中因硬件工艺缺陷造成的固定图案噪声的消除有显著效果,对系统噪声类干扰也有抑制作用,在实际应用中可以作为一般成像系统优化图像质量的补充。

基于数字相机的冬小麦物候和碳交换监测

利用数字相机自动、连续监测植被冠层物候变化,逐渐引起人们的广泛关注。依托中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX),探讨了数字相机在监测冬小麦生长状况及生态系统碳交换方面的作用,得到如下结果:(1)利用数字相机图像提取的比值绿度指数G/R能较好地反映冬小麦冠层物候变化,通过分析比值绿度指数G/R的时间序列,得到了较为准确的冬小麦关键生育日期(与人工观测数据比较,误差<3 d),表明数字相机可以作为物候监测的一种有效手段;(2)数字相机图像获取的比值绿度指数能较好地模拟冬小麦总生态系统碳交换量GEE,R2为0.66,叶片最大光合同化速率与比值绿度指数G/R变化趋势基本一致。表明利用数字相机技术在一定程度上能够表征作物生理生态过程。从而为我国开展不同陆地生态系统自动连续物候监测,深入研究不同生态系统物候和碳循环的关系提供支持。

高动态范围数字相机sRGB色彩空间颜色管理

数字成像设备在传输、显示图像时需要进行设备的特性化处理,该过程是设备颜色管理中的重要环节。为了保证输出图像的色彩复现能力,高动态范围数字相机需要根据设备自身特性进行特性化。现有特性化过程一般针对8位数字相机,并且转换矩阵的标定较为复杂,容易产生系统误差,矩阵精度易受影响。针对上述问题,提出了一种高动态范围彩色数字相机颜色管理方法,利用相机输出图像与被摄目标的色彩属性建立了RGB色彩空间到CIE1931 XYZ色彩空间的映射关系,并采用最小二乘拟合法对映射矩阵进行标定,最终将相机的RGB色彩空间转换至s RGB标准色彩空间,解决了高动态相机的特性化问题。实验证明,该方法操作简单,设备通用性较强,拟合均方误差优于0.08,具有较好的鲁棒性。

基于单帘快门的数字相机调光系统

采用单帘式快门配合CCD增益控制曝光量的调光方法,设计了面阵CCD相机的调光系统,以使面阵CCD相机在宽照度视场范围和较短的拍照周期内获得正确的曝光量。分析了航空成像传输过程中的影响因素,结合单帘式快门的曝光原理推导出曝光量的数学表达式。通过确定CCD的最佳曝光量,建立了快门狭缝速度、CCD增益和目标照度之间的对应关系。然后,由光电池采集地面目标的照度信号,根据采集的信号控制狭缝速度和CCD增益。最后,测试了快门辊轴的稳速精度。结果表明,对系统分别输入6 300、4 170和1 200r/min的阶跃输入信号时,快门的稳速精度达到0.033。根据得到的稳速精度并考虑快门的曝光量误差,得到快门的曝光精度为0.091。在实验室进行了地面照相试验,测试系统获得的曝光量为1 833DN,计算得到的系统曝光精度为0.066。结果显示利用单帘式快门和CCD增益相结合的方法能够使CCD获得正确的曝光量,捕获的图像满足使用要求。

采用光流估计的数字相机自动对焦算法

自动对焦技术对于数字相机至关重要,它是获取清晰图像的重要手段。针对复杂环境下多目标场景图像,提出了一种基于光流场估计的自动对焦算法。通过计算输入图像序列的光流场,对场景中的运动目标进行检测,根据目标运动属性准确判断出感兴趣目标。改进了Brenner清晰度评价方法,利用目标的二维边缘梯度信息建立评价函数,并且通过非线性增益提高评价函数的灵敏度,减小了噪声对评价值的影响。实验证明,该算法能够在主辅目标景深比达50倍的情况下分辨出感兴趣主目标,并在方差为0.02的随机噪声干扰下能有效地评价图像的清晰度;此算法将Brenner等评价函数的峰值稳定余量提高了1至4倍,对于不同图像具有良好的鲁棒性,易于硬件实现。

用于数字相机的CCD颜色插值算法研究

讨论了基于Bayer颜色滤波阵列的CCD图像传感器的几种颜色插值算法。从获得图像的质量、处理时间以及获得图像的信噪比等角度讨论了几种典型的插值算法 ,包括邻域插值、线性插值、相关线性插值、立方卷积插值和B样条插值。通过仿真实验研究 ,线性插值方法和相关线性插值方法在运算速度和图像信噪比方面都具有很好的品质 ,是数字相机插值的最佳选择。

非量测数字相机实验室几何标定

非量测数字相机的几何标定,包括内方位元素和畸变的精确测定,直接影响其用于航空摄影测量的最终精度。本文研制出一套非量测数字相机实验室几何标定系统。该系统采用平行光管加星点板作为目标发生器,在测量出一组目标点在相机的CCD靶面上的像点坐标及对应的平行光线的入射角后,结合几何标定的数学模型,可以实现相机的高精度几何标定。采用佳能EOS 5D MarkⅡ和哈苏H3D两款典型的数字相机进行了试验与分析。试验结果验证了本文标定方法的正确性以及精度的可靠性。

数字相机畸变差的检测

通过分析数字相机的结构和误差来源 ,提出对数字相机畸变差检测的严密数学模型 ,并运用序贯方法解算该数学模型。实验证明采用本方法进行数字相机的畸变差检测简便易行 ,且通过对实验结果的分析得出一些有参考价值的结论。

面向数字相机的CCD像素颜色插值新算法研究

与立方卷积法和神经网络法相比,线性插值方法具有运算速度快的优点,在数字相机的插 值技术中经常采用。为了提高图像质量,提出一种双相关线性插值方法,这种方法根据绿色分量的相关性对红蓝两种分量进行插值,并根据红蓝分量的相关性对绿色分量进行插值。实验表明,这种方法对于增强图像边缘效果较好。

全天空数字相机观测云量的初步研究

采用带有鱼眼镜头的数字相机拍摄全天空图像 ,对图像进行处理并分析 ,实现根据图像获取云量的目的。介绍了工作的基本原理和方法并给出初步实验结果。结果表明 ,用目前分析图像所获取的算法计算云量 (与观测员记录相比 ) ,平均误差在1 5%以内 ,结果的准确度受地面能见度影响较大 ,对能见度达 1

一种航空多光谱数字相机系统的设计与实现

介绍一种基于面阵CCD传感器件的航空多光谱数字相机系统的设计和实现 ,该系统的核心部件是 10 2 4× 10 2 4像元的面阵CCD相机 ,系统采用更换滤光片的方法来获得针对不同应用的最佳多波段组合 ,解决了多相机曝光参数实时控制、多相机同步触发、多通道高速数据采集、图像数据高速记录等问题 ,集成GPS系统 。

UAV载特轻小型组合宽角数字相机拼接模型

针对无人飞行器小负载的需求,设计了具有自检校功能的特轻小型四组合宽角数字相机,克服了数码相机像幅小,基线短的缺点;提出了一种基于软式的稳定平台的解决方法,实现了无稳定平台的正直航空摄影测量,满足了高精度、高效率的大比例尺低空摄影测量应用,解决了城市复杂建筑物多面纹理的获取问题。测图精度检测结果表明:相机相对自检校有效纠正了航摄过程中的机械变形,满足了影像拼接的几何精度,使用该组合宽角数码相机影像资料测制的1:1000比例尺地形图可满足精度要求,优于规范规定的限差。

高速CCD数字相机接口设计的VHDL逻辑综合的应用

运用 VHDL语言完成了高速 CCD数字相机接口设计的描述。整个接口电路由 Lattice的 1 K系列CPLD构成。 VHDL语言与 CPLD的结合使用 ,使接口电路设计的灵活性大大增强 ,某些传统上由硬件电路实现的功能转变为软件参与实现 ,设计者能够在电路工作过程中对设计随时进行修改。给出了部分接口设计的 VHDL源代码描述 ,通过逻辑综合优化了设计 ,实现了设计的时序仿真 ,分析了 VHDL语言的可综合性问题 ,并对 VHDL语言的逻辑综合中的一些问题做了探讨。

高帧频DVI接口彩色CMOS数字相机系统设计

针对高帧频彩色CMOS图像传感器在机器视觉高速成像领域中的应用,本文介绍利用高性能可编程逻辑器件FPGA实现CMOS图像传感器MI-MV13的高速驱动时序的设计,并且在FPGA内部设计了高速FIFO缓存器和双口RAM来完成Bayer彩色阵列图像数据的实时同步转换输出RGB彩色分量。最终由2片专用DVI接口集成芯片SiI178实现了DVI-IDualLink模式的高帧频高分辨率彩色图像输出,DVI接口方便显示终端和高速存储设备链接。该相机系统具有集成度高、低功耗、接口通用紧凑、传输带宽高的优点。

数字相机在工业零件检测中的应用

本文介绍了应用数字相机实时拍摄工业零件获取的数字影像 ,通过数字图像处理技术确定待检测目标的位置 ,与标准模板或设计参数比较以监控工业零件加工质量的方法。首先利用 Wang- Trinder圆点定位算子求得待检测目标的近似位置 ,再以此为初值用最小二乘影像匹配法进一步确定待检测目标的精确坐标 ,并用严密的直接线性变换 (DL T)模型对数字影像进行畸变改正。

航空数字相机的发展与应用

90年代迅速发展的航空数字相机已向传统的航空胶片摄影发出了挑战 ,它建立在当代多项高技术成果基础上并具有一系列优点 ,在各种遥感应用领域已显现了巨大的应用潜力。重点介绍了其国际发展概况 ,并就空间分辨率、作业效率、采集存贮技术、图像质量、平台运动影响、光谱响应和立体成像能力等问题进行了分析。预计它将是 2

数字相机的检校

通过分析数字相机结构和误差来源 ,提出了对数字相机严密检校的数学模型 ,并运用序贯方法解算该数学模型。实验证明采用本方法进行数字相机的检校简便易行 ,通过对实验结果的分析得出了一些结论。

基于非量测数字相机的近景摄影测量

介绍了应用基于非量测数字相机的近景摄影测量方法进行建筑物外形的测量 ,通过直接线性变换 (DLT)计算未知点的空间三维坐标 ,并探讨了数字影像畸变改正对解算结果的影响 。

CCD图像传感器及其数字相机技术——信息记录材料在成像领域的技术进展(四)

综述了CCD图像传感器的发展趋势、工作原理以及CCD数字照相技术。