面陣CCD系統(tǒng)設(shè)計

面陣CCD系統(tǒng)設(shè)計童列樹一采集線性CCD像素信息的實現(xiàn)，包括弱信號的提取。描述一種算法，找到特征點，如最大點。二采集29×29的CCD點陣信息，提取邊界。將點陣當成圓或橢圓，找出圓心并輸出.txt格式。完成內(nèi)容：1、分析CCD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；2、描述信號采集及調(diào)理的方案；3、在MATLAB中從“write.raw”中提取第一行1024個像素點信息，找出其信息最大點，并輸出“LinearArrayCCD_Max.txt”文件。從“write.raw”中提取29×29光斑,并找出光斑中心，輸出“AreaArrayCCD_Max.txt”文件。1，光電成像系統(tǒng)基本組成的框圖CCDCCD、CMOS、CID等CCD（ChargeCoupledDevice）圖像采集系統(tǒng)是指光電成像系統(tǒng)的后半部分。主要由CCD傳感器、時序電路、采集電路、信號處理電路等部分組成。2，CCD圖像采集系統(tǒng)CCD傳感器CCD傳感器驅(qū)動的時序電路噪聲、干擾內(nèi)部數(shù)據(jù)采集（采樣保持電路）外部信號采集除噪A/D轉(zhuǎn)換放大輸出有用信號ACCD傳感器(a)為單溝道，(b)為雙溝道，φ1、φ2為移位脈沖B驅(qū)動電路驅(qū)動電路產(chǎn)生驅(qū)動CCD傳感器工作的各種時序。如復位時鐘、移位脈沖φ1、φ2和轉(zhuǎn)移脈沖等。常用的有四種實現(xiàn)方式：EPROM驅(qū)動法；IC驅(qū)動法；單片機驅(qū)動法以及可編程邏輯器件(PLD)驅(qū)動法。后兩者可以實現(xiàn)在不改變硬件的條件下，對驅(qū)動電路進行更改。C內(nèi)部采樣電路是指CCD傳感器內(nèi)部封裝的采樣電路，此時所采信號為原始信號。D外部信號采樣CCD器件輸出的原始信號中除了有用的信號外，還夾雜著各種噪聲和干擾，主要有光子噪聲、散粒噪聲、暗電流噪聲、復位噪聲以及輸出噪聲等，而影響最大的是復位噪聲。外部電路對CCD信號采集主要包括除噪和A／D轉(zhuǎn)換，前者是為了在不損失圖像細節(jié)的前提下盡可能消除噪聲和干擾，以獲取高質(zhì)量的圖像；后者則是為了完成對輸出信號的數(shù)字化，以便進一步進行軟件處理。D1除噪上述對有用信號影響最大的復位噪聲，可以利用相關(guān)雙采樣是來消除。其原理是利用復位噪聲在同一像素周期內(nèi)近似為常數(shù)，因此，只要把同一像素周期內(nèi)的參考電平和信號電平進行兩次采樣，再進行相減，即可消除復位噪聲。此外，設(shè)計合適的濾波器，可以很大程度的降低總體噪聲，提高信噪比。先進行高通濾波，接著運放放大信號，再低通濾波。高通濾波器：為濾掉白噪聲和器件不穩(wěn)定等引起的各種噪聲，同時為了達到邊緣強化的目的，應設(shè)置一高通濾波器，截止頻率應在1—3kHz。放大器：原信號幅值為3mV，應放大1000倍，達到3V，以匹配ADC的量程。低通濾波器：由于CCD輸出的視頻信號中，混雜有各種噪聲信號，為了獲得高質(zhì)量的圖像視頻信號，在CCD的輸出端設(shè)計一個截止頻率為2f(f為CCD像元同步脈沖頻率)的低通濾波器，D2在進行實際的硬件電路設(shè)計時,存在著這樣一個問題,由于CCD的驅(qū)動頻率較高(1MHz)，而一般的A/D轉(zhuǎn)換器件的轉(zhuǎn)換時間為幾十微秒到一百微秒。這樣將會導致量化過程中有效數(shù)據(jù)的丟失,使檢測結(jié)果的精度大為降低。采用隔點采樣,然后再重新拼接圖象信號的方法,可以很好地解決這個問題。在A／D轉(zhuǎn)換之前大多數(shù)都經(jīng)過差動放大、采樣保持處理。E輸出將微弱信號放大，然后可以通過USB接口與計算機連接，將采集的圖像信息直接接入計算機顯示，也方便用其他工具對所采圖像進行處理。3圖像處理3.1對已采集的圖像信息“white.raw”進行處理提取線陣并進行處理。MATLAB程序如下：clearallfile=strcat('E:\white.raw');fid=fopen(file,'rb');aa=fread(fid,[1,1024],'uin