[發(fā)明專利]平列式彩色線陣CCD的自適應(yīng)矯正算法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710957296.X
• 申請(qǐng)日: 2017-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN107749937A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 儲(chǔ)珺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市中瑞微視光電有限公司
• 主分類號(hào): H04N5/225
• 分類號(hào): H04N5/225;H04N5/235;H04N5/359;H04N17/00
• 代理公司: 深圳市博太聯(lián)眾專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)44354
• 代理人: 郭曉敏

1.平列式彩色線陣CCD的自適應(yīng)矯正算法及系統(tǒng)，其特征在于：包括攝像機(jī)硬件本體、校正系數(shù)算法、FPGA硬件芯片和線陣CCD非均勻性檢測(cè)系統(tǒng)，所述攝像機(jī)硬件本體包括A/D轉(zhuǎn)換單元、校正實(shí)現(xiàn)單元、邏輯控制和雙口RAM，CCD視頻數(shù)據(jù)進(jìn)入所述A/D轉(zhuǎn)換單元處理，所述A/D轉(zhuǎn)換單元與校正實(shí)現(xiàn)單元、邏輯控制和雙口RAM數(shù)據(jù)連通；

所述校正系數(shù)算法是將攝像機(jī)的輸出圖像數(shù)據(jù)看作是攝像機(jī)輸入的非線性函數(shù),即g(x)＝N(f(x))，X---像素的圖像幀存位置值，因此,g(x)可以在固定輸入值f0(x)處,根據(jù)臺(tái)勞級(jí)數(shù)展開得：

g(x)=N(f0(x))+(f(x)-f0(x)∂N∂f|f0(x)+(f(x)-f0(x))22!∂N∂f|f0(x)+...]]>

即，g(x)＝a0(x)+a1(x)f(x)+a2(x)f2(x)+…。其中,a0(x),a2(x),…為常系數(shù)，對(duì)于高質(zhì)量的線陣傳感器,二階以上的高階項(xiàng)可忽略不計(jì)，攝像機(jī)輸入近似為：f＝g(x)-a0(x)a1(x),只要確定了常系數(shù)a0(x),a1(x),就可以對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行校正，為了實(shí)現(xiàn)校正算法,首先分析每個(gè)像素點(diǎn)的響應(yīng),而且每個(gè)CCD器件都不相同,并應(yīng)考慮溫度和曝光時(shí)間的影響,校正算法即求出校正因子和暗偏置，兩點(diǎn)校正法如下進(jìn)行：

A，在不曝光的情況下,測(cè)試CCD器件的每個(gè)像素輸出,即測(cè)出像素的暗偏置的值，y(DN)＝x{n(DN)-a}式中:y(DN)———校正輸出值,即g(x)；x———校正因子,即上面的a1(x)；n(DN)———原始數(shù)據(jù)值,即上面的f(x)；a———暗偏置的值；

B，將CCD曝光于已知的一定級(jí)別的均勻照明,并使之接近飽和曝光量,即讓CCD輸出接近Vsat的飽和輸出電壓,兩個(gè)極限點(diǎn)測(cè)量確定了校正因子,其它中間點(diǎn)的測(cè)量可以用作參考值,從而確立校正曲線；x＝Vsat/{n(DN)100％-a}式中:Vsat———飽和輸出電壓；n(DN)100％———接近100％曝光情況下像素輸出灰度值；a———暗偏置的值；(-x＊a)＝a0(x)。在求解常系數(shù)a1(x)和a0(x)過程中,對(duì)于每個(gè)像素可以取多個(gè)定標(biāo)點(diǎn),得到的方程寫成矩陣格式為

g(α1)g(α2)...g(αm)=f(α1)1f(α2)1......f(αm)1a1a0]]>

由于方程個(gè)數(shù)多于未知數(shù)的個(gè)數(shù),因此可以采用最小二乘法來求解a1(x)和a0(x)的值,這樣可以得到精確的校正系數(shù)。