圖像色度傳感器的研究.pdf

1、色度測(cè)量技術(shù)在現(xiàn)代的紡織印染、彩色印刷、照明工程、食品檢驗(yàn)、軍事偽裝與識(shí)別等應(yīng)用領(lǐng)域均獲得了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)色度測(cè)量一般采用硅光電池、光電倍增管等作為探測(cè)器，測(cè)量值為視角范圍內(nèi)測(cè)量區(qū)域的色度平均值。在顯示器質(zhì)量評(píng)估、道路照明檢測(cè)、建筑光環(huán)境測(cè)控、城市光污染治理等應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，既需要精細(xì)化的單點(diǎn)測(cè)量，又需要大面積的色度分布測(cè)量，傳統(tǒng)測(cè)量已無(wú)法滿足應(yīng)用需求。圖像色度傳感器可測(cè)得視角范圍內(nèi)每一點(diǎn)的色度信息，符合現(xiàn)代色度測(cè)量大面積精細(xì)化的需求，具

2、有廣闊的應(yīng)用前景和良好的發(fā)展?jié)摿?。本文的主要工作?nèi)容分為以下幾個(gè)方面:
　　 1，介紹了CCD圖像檢測(cè)和圖像色度測(cè)量的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了CCD圖像色度傳感器的可行性。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了使用工業(yè)級(jí)CCD作為光電探測(cè)器的圖像色度傳感器具體方案，設(shè)計(jì)了以DSP主控、CCD模擬前端芯片驅(qū)動(dòng)和信號(hào)處理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。針對(duì)CCD驅(qū)動(dòng)時(shí)序復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)信號(hào)繁多的情況，提出了CCD驅(qū)動(dòng)周期的劃分和多路信號(hào)的同步驅(qū)動(dòng)方法，完成了CCD的驅(qū)動(dòng)。針對(duì)高速數(shù)據(jù)

3、采集對(duì)程序運(yùn)行時(shí)間要求嚴(yán)格的狀況，結(jié)合DSP內(nèi)部架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了大流量數(shù)據(jù)的采集存儲(chǔ)。
　　 2，分析了數(shù)據(jù)傳輸負(fù)載量大、數(shù)據(jù)傳輸接口通用性強(qiáng)等要求，介紹了-USB2.0數(shù)據(jù)傳輸方案。針對(duì)現(xiàn)有USB傳輸方法帶寬利用率不高的現(xiàn)狀，提出了大緩沖多管道傳輸方法，實(shí)測(cè)USB數(shù)據(jù)傳輸速度接近USB理論最高速度。針對(duì)圖像數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)處理量大、圖像數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性要求高等要求，設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的上位機(jī)程序設(shè)計(jì)。針對(duì)圖像色度傳感器獨(dú)立運(yùn)行系統(tǒng)多，系統(tǒng)之間

4、信息交互緊密、數(shù)據(jù)流量大等難點(diǎn)，制定了獨(dú)立系統(tǒng)之間的同步協(xié)議。
　　 3，分析了圖像色度傳感器存在的噪聲源，完成了包括相關(guān)雙采樣、暗電流校正、高階無(wú)源帶通濾波器設(shè)計(jì)、電源噪聲抑制、地電流噪聲抑制、精確控制曝光時(shí)間、時(shí)鐘抖動(dòng)控制、信號(hào)完整性設(shè)計(jì)和圖像濾波等噪聲抑制技術(shù)的低噪聲設(shè)計(jì)，并給出了系統(tǒng)噪聲實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
　　 4，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)色度函數(shù)，選取了三組濾光片，分別修正CCD光譜響應(yīng)，并給出了圖像傳感器最終的色度匹配數(shù)據(jù)。