可见光面阵CCD响应非均匀性的检测与校正

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1、第２５卷第５期液晶与显示Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．５２０１０年１０月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓａｎｄＤｉｓｐｌａｙｓＯｃｔ．，２０１０文章编号：１００７－２７８０（２０１０）０５－０７５９－０５可见光面阵ＣＣＤ响应非均匀性的检测与校正刘妍妍１，李国宁２，张瑜１，李洪祚１（１．长春理工大学电子信息工程学院，吉林长春１３００２２，Ｅ－ｍａｉｌ：Ｌｉｕｙｙ３０６＠１６３．ｃｏｍ；２．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春１３００３３）摘要：通过分析可见光面阵ＣＣＤ

2、的响应非均匀性，提出了一种适用于所有面阵ＣＣＤ的响应非均匀性检测系统。利用该检测系统对全帧型面阵ＣＣＤ４８５进行了辐射定标，建立了面阵ＣＣＤ４８５数字图像的灰度值和积分球出口处辐照度之间的响应关系，并描绘了响应度曲线。从定标采集得到的数字图像可以看出灰度值有明显的跳跃，响应非均匀性已经超过了５％，在微光拍照时将严重影响成像的质量，所以必须进行校正。根据面阵ＣＣＤ响应度曲线来选择非均匀性校正算法，考虑到面阵ＣＣＤ４８５的响应度为线性，这里采用了两点校正算法，求出面阵ＣＣＤ各个像元的校正因子（增益和

3、偏置），并存储到校正矩阵中，通过乘积加法运算把各个像元的信号校正成面阵ＣＣＤ的平均信号值。实验结果表明，两点校正算法使面阵ＣＣＤ４８５的响应非均匀性降低到原来的１／１０左右，是一种实用有效的校正方法。关键词：面阵ＣＣＤ；响应度；非均匀性校正；两点校正算法中图分类号：ＴＮ３８６．５文献标识码：ＡＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆＲｅｓｐｏｎｓｅＮｏｎ－ＵｎｉｆｏｒｍｉｔｙＢａｓｅｄｏｎＶｉｓｉｂｌｅＬｉｇｈｔＡｒｅａＣＣＤ１，ＬＩＧｕｏ－ｎｉｎｇ２，ＺＨＡＮＧＹｕ１，ＬＩＨｏｎｇ－ｚ

4、ｕｏ１ＬＩＵＹａｎ－ｙａｎ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ，Ｅ－ｍａｉｌ：Ｌｉｕｙｙ３０６＠１６３．ｃｏｍ；２．ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂ

5、ｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｚｉｎｇｒｅｓｐｏｎｓｅｎｏｎ－ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｏｆｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔａｒｅａＣＣＤ，ａｋｉｎｄｏｆｓｙｓｔｅｍｔｈａｔｉｓｕｓｅｄｔｏｒｅｓｐｏｎｓｅｎｏｎ－ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｄｅｔｅｃｔｉｏｎｈａｄｂｅｅｎｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄｉｔｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏａｌｌｋｉｎｄｓｏｆａｒｅａＣＣＤ．ＡｆｔｅｒｒａｄｉａｔｉｏｎｓｃａｌｅｗａｓｄｏｎｅｆｏｒａｒｅａＣＣＤ４８５ｗｉｔｈｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｄｒｅｌａ－ｔｉｏｎｗａｓ

6、ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｇｒａｙｖａｌｕｅｏｆｄｉｇｉｔａｌｉｍａｇｅａｎｄｒａｄｉａｔｉｏｎｌｕｍｉｎａｎｃｅｗｈｉｃｈｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓｐｈｅｒｅｅｘｐｏｒｔｅｄ，ａｎｄｒｅｓｐｏｎｓｉｂｉｌｉｔｙｃｕｒｖｅｗａｓａｌｓｏｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｆｒｏｍｔｈｅｄｉｇｉｔａｌｉｍａｇｅｔｈａｔｃａｎｂｅｇａｔｈｅｒｅｄ，ｉｔｃａｎｂｅｆｉｎｄｏｕｔｔｈｅｇｒａｙｖａｌｕｅｈａｖｅｏｂｖｉｏｕｓｊｕｍｐ，ｒｅｓｐｏｎｓｅｎｏｎ－ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｈａｓｅｘｃｅｅｄｅｄ５％．

7、Ｗｈｅｎｔａｋｉｎｇｐｉｃｔｕｒｅｓｕｎｄｅｒｗｅａｋｌｉｇｈｔ，ｉｔｗｉｌｌｂｅｓｅｒｉｏｕｓｔｏａｆｆｅｃｔｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｉｃｔｕｒｅｓ，ｓｏｍｕｓｔｂｅｒｅｃｔｉｆｉｅｄ．ＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｉｂｉｌｉｔｙｃｕｒｖｅｏｆａｒｅａＣＣＤ．ＢｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅａｒｅａＣＣＤ４８５ｓｒｅｓｐｏｎｓｉｂｉｌｉｔｙｉｓｌｉｎｅａｒ，ｓｏｈｅｒｅｈａｖｅａｄｏｐｔｅｄｔｗｏ－ｐｏｉｎｔｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ

8、ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｃａｌ－ｃｕｌａｔｅｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓ（ｇａｉｎａｎｄｏｆｆｓｅｔ）ｏｆａｌｌｐｉｘｅｌｓ，ａｎｄｐｕｔｔｈｅｍｉｎｔｏｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｍａｔｒｉｘ．Ｔｈｒｏｕｇｈｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄａｄｄｉｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｉｇｎａｌｏｆｅｖｅｒｙｐｉｘｅｌｉｓｒｅｃｔｉｆｉｅｄｉｎｔｏｔｈｅａｖｅｒａｇｅｓｉｇ－ｎａｌｏｆａｒｅａＣＣＤ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｗｏ－ｐｏｉｎｔｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｌｇ