[發明專利]一種基于可見光圖像的CCD信號采樣位置精確選取方法

有效

• 申請號: 201711462630.0
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108174126B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 張斐然;李春梅;董書莉;胡雨婷;董方;董龍;李亮;肖龍;蔡帥;趙斌;劉克
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: H04N5/372
• 分類號: H04N5/372;H04N5/357;H04N5/217
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種基于可見光圖像的CCD信號采樣位置精確選取方法，通過完整的成像系統，利用相關雙采樣技術統計兩個采樣保持脈沖的關系，統計采樣位置變化時圖像的特征量，并通過計算特征量的變化值，獲得準確的CCD模擬信號信息，直接得到CCD的工作狀態，從而為選取采樣位置提供依據。該方法根據實際相機使用情況及模擬信號幅值變化情況給出CCD模擬信號在一個信號周期內的完整波形，使得選取結果具有較好的適應性。波形圖像穩定性高，成像情況好。

技術領域

本發明涉及一種基于可見光圖像的CCD信號采樣位置精確選取方法，屬于信號處理領域。

背景技術

CCD工作過程中，復位噪聲是一種最主要的噪聲干擾。對復位噪聲的處理方法中，相關雙采樣技術比較容易實現、適用場合較廣、是實際應用中最常采用的技術。由于CCD復位噪聲在一個信號周期內分布是不均勻的，采樣位置的選取會對圖像產生一定影響。為減小噪聲，提高圖像信噪比，采樣位置的選取應分別處在CCD模擬信號參考電平和信號電平的相對平坦區。

傳統的采樣位置選取方法是通過示波器觀察CCD模擬信號相位，從而選取采樣位置，但該方法存在器件內部延時，該內部延時無法測量只能通過經驗估算，且內部延時隨著FPGA布局布線的改變而改變。當CCD信號頻率較低時，該方法可以解決采樣位置的問題，但是，當CCD信號頻率較高時，內部延時的不確定性造成采樣位置的偏差，嚴重影響采樣位置的優化。另外，采用示波器觀察CCD模擬信號，由于阻抗匹配的問題，測量到模擬信號的信號完整性較差，波形存在嚴重變形，也會造成CCD采樣位置的選擇困難。

發明內容

本發明解決的技術問題是：針對現有技術中改變CCD信號頻率容易造成的內部延時無法記錄，采樣位置容易產生偏差，波形容易變形等問題，提出了一種基于可見光圖像的CCD信號采樣位置精確選取方法，實現對CCD采樣位置的精確選取。

本發明解決上述技術問題是通過如下技術方案予以實現的：

一種基于可見光圖像的CCD信號采樣位置精確選取方法，包括下列步驟：

(1)設定預設采樣位置，對CCD輸出模擬信號進行相關雙采樣，通過改變預設采樣位置得到不同位置的圖像并進行存儲，直至得到一個信號周期內所有采樣位置圖像；

(2)對步驟(1)所得所有采樣位置圖像進行統計，計算出每幅圖像的特征值；

(3)根據步驟(2)所得各圖像特征值，繪制CCD模擬信號于一個信號周期的完整波形圖；

(4)對CDD相機進行增益控制，觀察在不同增益控制條件下CDD模擬信號波形變化情況，并選取最優增益控制量；

(5)保持步驟(4)所選最優增益控制量不變，改變CDD相機輸入光照，得出不同光照條件下的CCD模擬信號波形圖，選取圖像情況最優的光照條件；

(6)對最優光照條件下的波形圖進行分析，確定最優預設采樣位置。

所述步驟(1)中，所述預設采樣位置包括參考電平位置、信號電平位置，獲取所有采樣位置圖像的具體步驟為：

(1a)保持參考電平位置不變，改變信號電平位置，若參考電平位置位于信號電平位置左側，則選取以參考電平位置為起點，初始信號電平位置一側直至該信號周期結束的所有采樣位置，并對每個位置所得圖像進行存儲；

若參考電平位置位于信號電平位置右側，則選取以參考電平位置為起點，初始信號電平位置一側直至該信號周期起始位置的所有采樣位置，并對每個位置所得圖像進行存儲；

(1b)保持信號電平位置不變，改變參考電平位置，若參考電平位置位于信號電平位置左側，則選取以初始參考電平位置為起點，信號電平位置另一側直至該信號周期起始位置的所有采樣位置，并對每個位置所得圖像進行存儲；