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傳輸型CCD 相機成像分辨率自動測試研究

作者: 時間:2014-01-08 來源:網(wǎng)絡 收藏
矩形光柵靶標,啟動相機拍照,靶標經(jīng)平行光管與相機光學系統(tǒng)成像在焦面上,使光信號轉(zhuǎn)換為電信號,再經(jīng)圖像采集卡實時采集生成的圖像數(shù)據(jù)流,在工控機的控制下按相應格式存入圖像存儲器。圖像數(shù)據(jù)綜合分析處理軟件,可以直接顯示數(shù)據(jù)格式圖像,還可以對整個影像或選取局部區(qū)域進行放大、縮小顯示,更主要的是可實現(xiàn)對隨意選取的圖像目標影像區(qū)域進行分辨率判別計算。對分辨率的自動測試,首先要確定可分辨的對比度基準。目前常用的分辨率判據(jù)主要包括瑞利判據(jù)和道斯判據(jù),根據(jù)瑞利判據(jù)兩衍射斑之間光強的對比度小于15%時,人眼對這兩點便不可分辨;而按照道斯判據(jù),兩衍射斑之間光強的對比度在1.55%時,為人眼的分辨極限。本文為合理確定測試判據(jù),搜集了大量不同型號相機在不同條件下進行的照相試驗圖像,其中包括數(shù)十張經(jīng)判讀專家審查達到某一分辨率水平的圖像數(shù)據(jù)。通過對所獲取的圖像數(shù)據(jù)進行對比度計算分析,表明按照瑞利判據(jù)判定相機極限分辨率的條件過于寬松,而依據(jù)道斯判據(jù)又過于嚴格,經(jīng)過平均考慮對比度測試結(jié)果,最后以5%作為實際可行的極限分辨的基準對比度。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/227082.htm

分辨率測試的主要環(huán)節(jié)是求得靶標影像對比度。

為獲得良好的靶標成像效果以及便于理論分析計算,對本系統(tǒng)測試用靶標突破了傳統(tǒng)靶標的制作模式,根據(jù)需要確定其明暗條紋按單一方向逐級漸變的形式制作,每一級整體寬度及內(nèi)部條紋寬度固定,而隨著級數(shù)增加條紋寬度逐級變窄。測試時,相機對靶標成像后,以每一級明暗條紋影像中一定范圍的像素點作為一個圖像樣本,每個樣本計算時選取的像素點數(shù)定為200×100,則通過樣本對比度分析判斷,進而轉(zhuǎn)換計算得出相機分辨率的過程如下:

(1)通過數(shù)值判斷,求得樣本區(qū)域內(nèi)最大灰度值Imax和最小灰度值Imin ,進而求得二者的均值I均作為明暗條紋的分界值;

(2)以I均為界值,逐行判斷為亮條紋或暗條紋,進而分別求出明暗條紋區(qū)域內(nèi)灰度均值 Imax 和 Imin ;(3)利用靶標影像區(qū)域外的像素點平均灰度值計算取得背景強度Ib ;

(4)將 Imax 、Imin 及Ib 代入公式(6),計算求得此樣本的整體對比度;

(5)通過將樣本對比度與基準對比度比較,判斷此樣本是否可分辨;

(6)經(jīng)過逐級判斷,直至確認圖像樣本達到的極限分辨水平,最后經(jīng)系統(tǒng)折算求出相機所達到的整機分辨率。

在人工判讀成像分辨率時要求靶面上每個單元中不同方向的條紋均能分辨,才能確認分辨這個單元,因此在自動測試時需要按現(xiàn)行通用標準將靶標調(diào)整兩個方向分別成像,取其中計算所得的最低分辨率值作為最終的測試結(jié)果。

3 測試結(jié)果分析

針對某型CCD 相機,按人工判讀測試和自動測試兩種方法,分別利用標準靶標和漸變光柵靶標取得了相應的分辨率測試數(shù)據(jù),兩種測試方法取得的分辨率結(jié)果見表1,表2.

傳輸型CCD 相機成像分辨率自動測試研究

通過對表1,表2比較分析可知,兩種測試方法的結(jié)果相差不大,誤差不超過一組分辨單元,屬于可接受的誤差范圍。

4 結(jié)論

本文提出的CCD 相機分辨率自動測試方法,實現(xiàn)了對相機整機核心技術(shù)指標的客觀評價,避免了人為因素的影響。而且,該方法可適應于各種CCD相機,對應不同類型的相機只要將圖像數(shù)據(jù)采集接口和通信協(xié)議進行相應改造,即可方便快捷完成測試,給出分辨率結(jié)果,這對于做好批量生產(chǎn)CCD 相機的質(zhì)量測試具有很高的實用性。


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