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基于CCD的光学图像采集处理研究

陈大勇  
【摘要】: 本文主要对基于CCD的光学图像采集处理进行研究。首先应用Lumenera公司提供的API编程接口实现对CCD硬件的通用控制,包括硬件参数修改、图像数据获取等;其次针对光学图像处理领域的研究工作,利用VC和MATLAB的混合编程方式,实现了声光器件衍射效率测试软件系统和波前检测软件系统;最后设计开发了功能较完备的AOTF红外成像光谱系统的整个软件系统。 首先,在CCD基本控制模块方面,解读了Lumernera USB Camera API的功能函数,基于硬件控制层、用户交互层和程序控制层进行设计,将Lumernera USB Camera API封装为CCcdCtrl类及MyCCDCtrl控件;该类和控件在VC、VB和LabVIEW中均得到良好调用。 其次,以基本控制模块为基础,在声光器件衍射效率测试软件系统和波前检测软件系统中进行了初步的应用;所建立的两套系统基于VC和MATLAB混合编程,在调用基本控制模块完成图像采集之后,调用MATLAB编写的算法对相应图像完成分析和计算。两套软件均满足系统要求,得到了有效的测试结果。 最后,对AOTF红外成像光谱测试工作进行了较系统的研究,设计并实现了一套功能完整的控制和数据采集处理系统。系统中对8位和16位图像的存储和显示进行了设计和实现,建立了一套与光谱测试相适应的多帧图像的DFF图像存储格式,并用强度分层方法实现了灰度和三种伪彩色化显示方案;系统分析完成了AOTF驱动器和同步信号解析转发器的通信控制,实现了AOTF的频率――波长控制和图像的逐波长自动采集,并对环境光完成了消除;最后完成了成像图像中指定像素及其附近像素的光强提取,对多个样品获得了光强和吸收光谱数据曲线。 最后,对本文的工作进行了总结,提出了存在的问题和进一步改进的方向。


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