光电信号处理- 可见光成像系统设计
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光电信息处理中的信号处理技术哎呀,说起光电信息处理中的信号处理技术,这可真是个有趣又实用的领域。
我先给您讲讲我之前遇到的一件事儿。
有一次,我去参加一个科技展览,在一个展位上看到了一套非常酷炫的光电信息处理设备。
工作人员正在演示它如何处理各种复杂的信号,那场面,简直就像一场神奇的魔法秀。
我好奇地凑过去,只见屏幕上的信号图像一会儿像波浪起伏,一会儿像星星闪烁。
工作人员解释说,这些看似无序的图像,其实都包含着重要的信息,而他们所做的信号处理技术,就是要从这些看似混乱的图像中提取出有价值的内容。
光电信息处理中的信号处理技术,就像是一位超级侦探,能够在海量的数据中找出关键线索。
比如说,在通信领域,我们通过手机打电话、上网,这些信号在传输过程中会受到各种干扰和衰减。
而信号处理技术呢,就能对这些受到影响的信号进行修复和增强,让我们能够清晰地听到对方的声音,流畅地浏览网页。
想象一下,您正在跟远方的朋友视频通话,如果没有良好的信号处理技术,画面可能会卡顿、模糊,声音也可能断断续续,那得多扫兴啊!但有了它,您就能和朋友畅快地交流,仿佛对方就在身边一样。
在医疗领域,信号处理技术也大显身手。
像那些心电图、脑电图等检测设备,捕捉到的人体生理信号都是非常微弱和复杂的。
通过信号处理技术,医生们可以更准确地分析这些信号,从而诊断出疾病。
再比如说,在天文观测中,遥远星体发出的光信号经过漫长的距离到达地球时已经非常微弱。
这时候,信号处理技术就能帮助天文学家从这些微弱的信号中获取有关星体的信息,解开宇宙的奥秘。
在工业生产中,光电传感器被广泛应用来检测产品的质量和性能。
而信号处理技术则负责对这些传感器采集到的信号进行分析和处理,确保产品符合高标准。
总之,光电信息处理中的信号处理技术就像一把神奇的钥匙,打开了通往高效信息处理和利用的大门。
它让我们的生活变得更加便捷、智能,也让我们对世界的认识更加深入和准确。
未来,随着科技的不断进步,相信这一技术还会不断发展和完善,为我们带来更多的惊喜和可能。
技术创新摘要:采用SONY 行间转移型面阵CCD ICX415AL 作为传感器件,设计了一种新型的CCD 成像系统,成像系统采用CCD 信号专用芯片CXA1310AQ 进行信号处理。
使输出信号满足模拟信号PAL/CCIR 标准,可以采用电视机或者配有视频卡的计算机作为显示终端。
在介绍CCD ICX415AL 的结构和特点的基础上,完成了时序电路和驱动电路的设计,CCD 工作模式为场输出模式,可以理解为垂直方向的binning 技术,并采用相关双采样(CDS)技术滤除了视频信号中的相关噪声,提高了系统的信噪比,整个系统采用现场可编辑门阵列作为核心器件,通过自上而下的模块设计。
完成了CCD 驱动时序,数据采集时序控制和视频信号简单处理。
关键词:行间转移CCD;驱动时序;相关双采样;FPGA 中图分类号:TN386.5文献标识码:AAbstract:A new imaging system is design by using an interline transfer CCD ICX415AL as sensor which is produced by SNOY cor -poration .and greatly improve the SNR of system .CCD imaging system uses special signal processing chip-CXA1310AQ making out -put signal to meet the standard of PAL/CCIR .so It can be used with TV and computer which has video card as a display terminalOn the basis of introducing the structure and characteristics of CCD ICX415AL ,The circuits of timing sequence and driver for sen -sor are design ,CCD work in field readout mode which can be realize as binning-technology in vertical direction and the noises of video signal are filtered by Correlated Double Sampling (CDS),the signal -to -noise ratio of system is enhanced .The system is take Field Programmable Gate Array (FPGA)as the key device .the CCD driving clock ,Clock control of data Acquisition and Video signal process are accomplished by the module design method of from top to bottom .Key words:interline transfer CCD;driving clock Correlate Double Sample (CDS );Field Programmable Gate Array (FPGA)1引言CCD(Charge Coupled Devices)技术经过三十年的发展已成为一种成熟的光电成像技术,由于CCD 具有信号输出噪声低,动态范围大,量子效率高以及电荷转移效率高等优点,采用硅衬底的ICCD ,光谱响应范围为0.3um~1.1um ,超过可见光范围可以延伸到紫外,x 射线。
光电成像原理论文院系:物理学系专业:光信息科学与技术姓名:王世明学号:2007113143嵌入式光电成像系统及高分辨率的实现王世明(西北大学2007级陕西西安 710069)摘要:自上世纪初人类揭示光电效应的本质以来,光电成像技术一直是成像领域的热点技术,并得到了迅速的发展。
目前,光电成像技术已广泛应用于国防、航天、生物科学、化工检测、工业监控乃至日常消费等领域。
本论文分析了目前光电成像系统结构和性能上的优势和不足,从提高系统移动性和集成度、突破传输受限和增强系统实时处理和分析三个方面出发,设计了一套新型的光电成像系统,并详细分析了这套系统的整体构造、软硬件设计和实现形式、调试技术和实验结果。
嵌入式技术的引入,可以大大减小光电成像系统的体积,降低功耗,提高便携性,从而扩展光电成像技术的应用领域。
本论文将该系统应用于图像采集,得到了理想的实验结果。
论文最后,总结了设计过程中所做的工作和创新点,同时对于系统的进一步完善和开发进行了展望。
本文主要介绍了光电成像原理的发展过程及其在实际生活中的运用,为我们介绍了具体的应用及未来的发展前景。
实现成像系统的超高分辨是光电探测领域中探索和追求的重要目标。
对提高天文观测、空间侦察和资源探铡的信息容量及精度具有重要意义。
归纳总结了近年来国内外从光学系统结构、光电探测器及软件重建等方面对提高系统分辨能力所进行的部分研究和进展.结合本实验室在这一领城开展的研究,时其中的一些理论及工程方法探索进行了阐述和分析,旨在为进一步实现超高分辨光电成像系统的研究提供建设性参考意见。
关键词:光电成像、嵌入式系统、ADS调试、图像采集一.光电成像系统的发展现代人类是生活在信息时代,获取图像信息是人类文明生存和发展的基本需要,据统计,在人类接受的信息中,视觉信息占到了60%。
但是由于视觉性能的限制,通过直接观察所获得的图像信息是有限的。
首先是灵敏度的限制,在照明不足的情况下人的视觉能力很差;其次是分辨力的限制;还有时间上的限制,已变化过的景象无法留在视觉上。
穿透毛玻璃的可见光成像系统李成勇;应春霞;胡晶晶【摘要】透过复杂介质获取目标物体图像精细信息的能力是光电图像采集处理的一大难点,选用CMOS光电图像传感器,设计了CMOS成像系统以及后端读取和处理电路,透过毛玻璃对目标物体成像,将采集的图像信息传送到计算机中进行处理.该系统按照相机光学成像系统原理制作,采用通用CMOS图像传感器芯片完成电路设计,加之红外激光辅助照明拍摄采集图像,由远及近不同距离分别对同一目标物成像,对成像图像进行迭代图像增强算法优化,可以解决毛玻璃非匀质问题,使光源重建精度大大提高,得到的可见光图像轮廓清晰,与一般CCD成像系统相比,识别率超过95%,远大于一般成像系统,且成像性能良好.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2019(040)003【总页数】6页(P416-421)【关键词】可见光;CMOS图像传感器;光电成像;图像处理【作者】李成勇;应春霞;胡晶晶【作者单位】重庆工程学院电子信息学院,重庆400056;重庆工程学院电子信息学院,重庆400056;重庆工程学院电子信息学院,重庆400056【正文语种】中文【中图分类】TN29引言毛玻璃也叫雾面玻璃、防眩玻璃等,是用金刚砂等磨过或以化学方法处理过的一种表面粗糙不平整的半透明玻璃,毛玻璃表面不平整,光线通过毛玻璃被反射后向四面八方射出去,因为毛玻璃表面不是光滑的平面,使光产生了漫反射,折射到视网膜上已经是不完整的像,于是就看不见玻璃背后的图像。
毛玻璃对于不同光波段的成像影响差别比较大,常见的成像光波段有可见光、紫外光、红外光。
紫外光波长较短,吸收大,穿透深度短,常用于透射皮肤等物质成像。
毛玻璃因为有水等少量杂质,紫外光相对于可见光在穿透毛玻璃时有着较高的吸收,因此穿透毛玻璃成像选择透射率高的可见光,毛玻璃对可见光而言表面平整,吸收弱,折射率低。
穿透毛玻璃成像技术,是通过光电图像传感器捕捉视频图像,进行图像信息采集,可以获取人类视觉上看不到的图像信息,让更多的潜在信息被捕捉到。
可见光光电成像系统整机综合参数校准技术研究杨红;康登魁;姜昌录;王雷;郭羽;马世帮【摘要】In order to evaluate the integrated properties of visible photoelectric imaging system exactly and objectively ,the calibration equipment was developed .The equipment was com‐posed of integrating sphere ,standard card ,off‐axis reflective collimator ,mechanical adjust‐ment bench ,video acquisition module and comprehensive software .It could complete a meas‐urement of resolution ,contrast ,optical transfer function(MTF) ,noise power spectrum ,noise equivalent light and sensitivity .For a certain visible photoelectric imaging product ,the effec‐tiveness of the equipment was proved .The comprehensive parameter measurements are given :the cut‐off frequency is 39 .4 mm-1 , the contrast is 76 .5% ,the root‐mean‐square (RMS ) noise is 2 .14 mV ,the noise equivalent light (NEL ) is 0 .045 5 cd/m2 and the sensitivity is 47mV · (cd/m2 )-1 . In addition ,an illuminometer and a standard video pattern generator were respectively adopted for making calibration , results show that the maximum relative measurement errors of integrating sphere and the signal acquisition system are -2 .3% and 1% .%为了准确、客观地评价可见光光电成像系统整机性能参数,研制了可见光光电成像系统整机综合参数校准装置。
EAST托卡马克等离子体可见光诊断系统光学设计杨晓飞【摘要】A visible optical plasma diagnostic system is designed for EAST Tokamak facility. Due to the particularity of performance demand and working environment, an innovated optical structure was adopted, which satisfy the optical indexes, and minimize the radiation and stain at the same time. At last the wide-angle and high-speed visible plasma imaging system was designed, with 2.5 mm aperture diameter, 6 mm focal length, 60°×50°field of view, and 380 ~780 nm wavelength. Th en the stray light was analyzed and the suppression method was implemented. After alignment, the optical performance was tested. The results show that all of the indexes satisfy the requirement of the system. Through the imaging experiment for the discharge process in the EAST Tokamak, the system was proved to achieving plasma imaging with wide-angle and high-speed.%针对EAST托卡马克等离子体可见光成像系统进行了设计.考虑等离子体成像性能要求和使用环境的特殊性,采用独特的光路形式,在满足光学指标前提下,减小了光学元件受到的辐射和污染.最终设计完成了通光口径2.5 mm,焦距6 mm,视场60°×50°,波段380 ~780 nm的广角高速可见光等离子成像系统,并对杂光进行分析,采取了有效的抑制措施.装调后对各项指标测试结果表明,系统性能达到设计要求.通过对EAST托卡马克装置的放电过程成像实验表明,系统实现了高速、广角、清晰的等离子成像.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2015(042)010【总页数】6页(P27-32)【关键词】托卡马克装置;等离子体成像;可见光诊断;折反射结构【作者】杨晓飞【作者单位】苏州大学物理与光电 ? 能源学部,江苏省先进光学制造技术重点实验室,教育部现代光学技术重点实验室,江苏苏州 215006【正文语种】中文【中图分类】TH751托卡马克(Tokamak),又称环磁机,是一种利用磁约束实现受控核聚变的环性容器,通过约束电磁波驱动,创造氘、氚实现聚变的环境和超高温,实现对聚变反应的控制。
可见/近红外实时成像光谱仪控制系统设计吴长坤 张为 郝亚喆Design of a control system for a visible/near-infrared real-time imaging spectrometerWU Chang-kun, ZHANG Wei, HAO Ya-zhe引用本文:吴长坤,张为,郝亚喆. 可见/近红外实时成像光谱仪控制系统设计[J]. 中国光学, 优先发表. doi: 10.37188/CO.2021-0119WU Chang-kun, ZHANG Wei, HAO Ya-zhe. Design of a control system for a visible/near-infrared real-time imaging spectrometer[J]. Chinese Optics, In press. doi: 10.37188/CO.2021-0119在线阅读 View online: https:///10.37188/CO.2021-0119您可能感兴趣的其他文章Articles you may be interested in分孔径红外偏振成像仪光学系统设计Design of decentered aperture-divided optical system of infrared polarization imager中国光学. 2018, 11(1): 92 https:///10.3788/CO.20181101.0092近红外光热转换纳米晶研究进展Research progress of near-infrared photothermal conversion nanocrystals中国光学. 2017, 10(5): 541 https:///10.3788/CO.20171005.0541用于太阳光谱仪的光电探测系统线性度测试装置Linearity testing device for the photoelectric detecting system of solar spectrometers中国光学. 2019, 12(2): 294 https:///10.3788/CO.20191202.0294小型掠入射式近边X射线吸收谱仪的设计Design of a compact spectrometer under grazing incidence conditions for near-edge X-ray absorption spectroscopy中国光学. 2018, 11(2): 265 https:///10.3788/CO.20181102.0265紫外双光栅光谱仪结构设计与波长精度分析Structure design and wavelength accuracy analysis of ultraviolet double grating spectrometer中国光学. 2018, 11(2): 219 https:///10.3788/CO.20181102.0219光程补偿近红外光透射反射干涉重构微结构内部形貌Internal profile reconstruction of microstructures based on near-infrared light transmission reflection interferometry with optical path compensation中国光学. 2019, 12(2): 395 https:///10.3788/CO.20191202.0395文章编号 2095-1531(xxxx )x-0001-07可见/近红外实时成像光谱仪控制系统设计吴长坤*,张 为,郝亚喆(天津大学 微电子学院, 天津 300072)摘要:针对高光谱成像需求,设计了一套可见/近红外实时成像光谱仪。