光斑图像分析系统的设计与实现

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1、论文题目光斑图像分析系统的设计与实现专业学位类别工程硕士学号200991250302作者姓名董广红指导教师秦开宇教授万方数据分类号密级注1UDC学位论文光斑图像分析系统的设计与实现（题名和副题名）董广红（作者姓名）指导教师秦开宇教授电子科技大学成都幺周石高级工程师中国空间技术研究院西安分院西安（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期2012.9.1论文答辩日期2012.11.21学位授予单位和日期电子科技大学2012年12月27日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。-0-万方数据Lightspotimag

2、eanalysissystemdesignandimplementationAThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:SoftwareEngineeringAuthor:DongGuanghongAdvisor:Prof.QinKaiyuSchool:SchoolofAeronauticsandAstronautics-1-万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已

3、经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日-II-万方数据摘要摘要传统光斑的分析方式有

4、明显的局限性，例如烧蚀法等，已经不能满足越来越高的应用需求及精度要求，因此需要具有更高效率、更精确、成本低廉、操作方便、易于分析和保存的方式，实现对光斑参数的测量和分析。随着CCD技术和计算机技术的不断发展，本文基于CCD探测器为基础，利用成像方式间接测量光斑特性的系统。本文以光斑检测和分析的应用需求为背景，利用光电转换及成像技术，设计以CCD设备为基础，利用数字图像处理算法完成对成像光斑数据的光强分布、光斑质心位置等相关参数的估计和测量。本文按照软件工程的规范，利用UML统一建模语言完整设计系统。从业务需求中提取系统的功能模块，主要包括CCD校正、采集控制、图像去噪、增强显示、参

5、数计算等，并针对各模块进行了详细设计，包括具体算法和活动图等，最后在VisualC++2005平台实现各功能模块并进行单元及系统的测试。本文的主要工作包括：1、分析CCD传感器在成像过程中的非均匀性影响，设计并实现CCD校正算法，包括一点校正和两点校正算法，提高成像质量和精度。2、基于CCD传感器，利用SDK二次开发包，设计和实现了光斑图像的连续采集和外触发采集功能，能够完成对连续、脉冲型光源的完整捕获，并提供实时显示功能。3、针对光斑在获取、传输过程中的噪声特性，设计并实现了包括背景去噪、中值去噪、邻域均值去噪等算法，完成对光斑图像的预处理，为后续的分析提供更接近真实光斑的图像数

6、据。4、设计并实现二维伪彩色增强算法，提供给用户更高分辨率的观察模式。利用三维建模方式，全面立体地展现光斑各维度的分布情况。5、基于预处理后的图像数据，计算光斑的特征参数，便于用户量化分析光斑特性。系统能够实现对连续光源或者脉冲光源的采集，并基于对CCD的校正及去噪预处理，获取真实反映光斑特性的图像数据，对其进行相应的分析，并以二维或者三维伪彩色变换的方式，便于用户从各个方面观察光斑的特性。I万方数据摘要本系统的工作状态良好，各测试模块均能达到设计功能要求，能够满足用户的需求，系统可以安全、可靠、稳定的运行。关键词：光斑图像采集，图像去噪，伪彩色变换，增强显示，图像分析II万方数据

7、ABSTRACTABSTRACTThetraditionalwayoflimitations,hasbeenunabletomeettheapplication requirements,therefore,needtobemoreefficient,moreaccurate,lowcost,convenient operation,easyanalysisandconservationmethods,realizethebeamparameters measurem