圖像色度傳感器的研究.pdf

1、色度測量技術在現(xiàn)代的紡織印染、彩色印刷、照明工程、食品檢驗、軍事偽裝與識別等應用領域均獲得了廣泛的應用。傳統(tǒng)色度測量一般采用硅光電池、光電倍增管等作為探測器，測量值為視角范圍內測量區(qū)域的色度平均值。在顯示器質量評估、道路照明檢測、建筑光環(huán)境測控、城市光污染治理等應用領域內，既需要精細化的單點測量，又需要大面積的色度分布測量，傳統(tǒng)測量已無法滿足應用需求。圖像色度傳感器可測得視角范圍內每一點的色度信息，符合現(xiàn)代色度測量大面積精細化的需求，具

2、有廣闊的應用前景和良好的發(fā)展?jié)摿?。本文的主要工作內容分為以下幾個方面:
　　 1，介紹了CCD圖像檢測和圖像色度測量的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了CCD圖像色度傳感器的可行性。在此基礎上設計了使用工業(yè)級CCD作為光電探測器的圖像色度傳感器具體方案，設計了以DSP主控、CCD模擬前端芯片驅動和信號處理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。針對CCD驅動時序復雜，驅動信號繁多的情況，提出了CCD驅動周期的劃分和多路信號的同步驅動方法，完成了CCD的驅動。針對高速數(shù)據(jù)

3、采集對程序運行時間要求嚴格的狀況，結合DSP內部架構，實現(xiàn)了大流量數(shù)據(jù)的采集存儲。
　　 2，分析了數(shù)據(jù)傳輸負載量大、數(shù)據(jù)傳輸接口通用性強等要求，介紹了-USB2.0數(shù)據(jù)傳輸方案。針對現(xiàn)有USB傳輸方法帶寬利用率不高的現(xiàn)狀，提出了大緩沖多管道傳輸方法，實測USB數(shù)據(jù)傳輸速度接近USB理論最高速度。針對圖像數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)處理量大、圖像數(shù)據(jù)采集實時性要求高等要求，設計了對應的上位機程序設計。針對圖像色度傳感器獨立運行系統(tǒng)多，系統(tǒng)之間

4、信息交互緊密、數(shù)據(jù)流量大等難點，制定了獨立系統(tǒng)之間的同步協(xié)議。
　　 3，分析了圖像色度傳感器存在的噪聲源，完成了包括相關雙采樣、暗電流校正、高階無源帶通濾波器設計、電源噪聲抑制、地電流噪聲抑制、精確控制曝光時間、時鐘抖動控制、信號完整性設計和圖像濾波等噪聲抑制技術的低噪聲設計，并給出了系統(tǒng)噪聲實測數(shù)據(jù)。
　　 4，根據(jù)標準色度函數(shù)，選取了三組濾光片，分別修正CCD光譜響應，并給出了圖像傳感器最終的色度匹配數(shù)據(jù)。