可见光成像系统设计.pdf

光电信号处理 可见光成像系统设计 6.4 可见光成像系统 分为模拟相机和数字相机 模拟相机：输出是一维视频信号。 一般采用BNC接头与显示器相连。 摄像头 监视器 模拟 图像 计算机 摄像头 采集卡 数字相机 ß 直接输出数字图像信号  根据输出信号的类型，主要包括： USB相机：采用USB2.0或3.0接口 网络GigE相机：采用千兆以太网接口 还有CameraLink、1394和HDMI 特点：直接与计算机或相连，在软件的配合下 工作，灵活方便，降低了成本。 计算机：个人电脑PC或嵌入式处理器 6.4.1 面阵ＣＣＤ 面阵CCD成像一般分为黑白和彩色两种， 而彩色CCD可以带来更加丰富的图像信息， 在成像领域应用十分广泛。 但是由于成像器件只能感受到光线的强 弱，并不能感受到颜色的变化，因此若实现 色彩的采集和成像，必须在感光元件的前面 加上分色滤色片。 彩色ＣＣＤ原理——三CCD系统 目前应用比较广泛的分色滤色片是采用R(红色) 、 G(绿色) 、B(蓝色)三原色的滤色片，然后将三个电 荷耦合器件所采集到的三色数值混合成全彩图像。 三CCD彩色成像原理 信号 处理 彩色ＣＣＤ原理——单CCD 但是考虑到使用三个电荷耦合器件的成本比较高并 且占用的体积较大，一般使用单一的成像器件。 在每一个像素上加入滤色片， 使得每一个像素点只能反映出 一个颜色或是光谱一部分波段 的信息，即每一个像素点只有 R 、G、B其中一种颜色元素的 灰度值，最后通过适当的插值 算法还原出原始的图像 。 拜尔（Ｂａｙｅｒ）滤色器阵列 拜尔阵列的奇数行为红色 和绿色的交替滤镜， 而偶数行采用绿色和蓝色 交替的滤镜。 红色分量和蓝色分量占总像素点的25% ，绿色分量占 总像素点的50% 。这是由于人眼在绿色波段的视敏度 达到最高。 彩色ＣＣＤ的结构 彩色成像器件的结构分为三层： 微透镜阵列 彩色滤光片阵列 光电二极管阵列。 色彩还原算法 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 R R R R R 00 02 20 22 2 11 4 3 4 5 G G G G 6 G 01 10 21 12 11 7 4