基于傳遞函數(shù)法的航空航天相機像質測試系統(tǒng)研發(fā)
發(fā)布時間:2022-01-06 00:27
作為航空航天領域獲取信息的重要設備,安裝于不同類型飛行器上的航空航天相機,其成像質量的優(yōu)劣將對目標物的觀測效果和觀測精度有著直接影響,因此在相機出廠前需要對相機的圖像質量進行測試評價。本文針對現(xiàn)有航空航天相機像質檢測效率低、人員誤差大的問題,在對傳統(tǒng)的像質測試方法充分了解的基礎上,給出了一種基于傳遞函數(shù)的計算方法實現(xiàn)對航空航天相機像質進行評價;同時為了滿足測試系統(tǒng)實時傳輸圖像的要求,進行了基于千兆以太網(wǎng)協(xié)議的圖像數(shù)據(jù)實時傳輸接口設計。本測試系統(tǒng)研發(fā)中,涉及的主要內容有:利用FPGA硬件平臺實現(xiàn)千兆以太網(wǎng)協(xié)議,將相機圖像數(shù)據(jù)高速傳輸至計算機端;編寫了面向UDP的Socket套接字進行圖像采集,將圖像RAW格式轉換為BMP位圖文件進行圖像顯示,利用邊緣檢測與霍夫變換相結合的方法完成圖像位姿校正等相關功能的算法程序;在調制傳遞函數(shù)(MTF)值計算中,采用了對比度的測量方式實現(xiàn)MTF的數(shù)值計算;在實驗室的環(huán)境下搭建了相機性能測試系統(tǒng)平臺,采用不同型號的相機對系統(tǒng)中矩形靶標進行拍攝,獲取條紋圖像計算MTF值,并與人工MTF測試結果進行對比分析;對系統(tǒng)測試結果精確度產(chǎn)生影響的因素進行了分析并給出了...
【文章來源】:西安理工大學陜西省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
德國OTS500測試儀Fig.1-1GermanOTS500Tester美國Optikos公司生產(chǎn)的OptikosOptestTestingSystem,如圖1-2所示,該測試儀配
西安理工大學碩士學位論文4圖1-1德國OTS500測試儀Fig.1-1GermanOTS500Tester美國Optikos公司生產(chǎn)的OptikosOptestTestingSystem,如圖1-2所示,該測試儀配置了完善的軟硬件系統(tǒng),可用于測量多種類型的透鏡,同時能夠實現(xiàn)調制傳遞函數(shù)(MTF)、相位傳遞函數(shù)(PTF)、線擴散函數(shù)(LSF)、點擴散函數(shù)(PSF)、邊緣擴散函數(shù)(ESF)及像散等測量。圖1-2美國Optikos公司MTF測試儀Fig.1-2AmericanOptikosMTFTester與國外相比,國內在MTF測試技術方面的研究開展較晚,使用設備相對匱乏,同時檢測技術也非常不足,但是經(jīng)過科研人員的深入研究和分析,取得了豐富的科研成果和相關測試經(jīng)驗。武漢測繪科技大學對MTF測試系統(tǒng)進行了研究,成功開發(fā)了一套系統(tǒng),該系統(tǒng)選取刃邊圖像作為目標物,首先觀察被測鏡頭獲取的刃邊圖像,對其進行相關算法處理獲取刃邊圖像的PSF,其次完成圖像的離散采集取樣,在計算機中使用傅里葉變化法實現(xiàn)調制傳遞函數(shù)MTF值的計算。其測試原理如圖1-3所示。
ML605開發(fā)板Fig.3-3ML605DevelopmentBoard
【參考文獻】:
期刊論文
[1]改進的Canny算子在裂縫檢測中的應用[J]. 趙芳,周旺輝,陳岳濤,彭紅春. 電子測量技術. 2018(20)
[2]航空相機控制系統(tǒng)通用軟件產(chǎn)品線設計[J]. 高培淞,李彬,葉華,王瀟逸. 國外電子測量技術. 2018(06)
[3]基于canny和霍夫變換的車道線識別算法研究[J]. 唐陽山,李棟梁,朱停仃,黃賢成. 汽車實用技術. 2017(22)
[4]遙感相機實驗室靜態(tài)MTF測量誤差分析[J]. 黃陽,李曉軒,牛錦川,王聰,王春雨. 光學與光電技術. 2017(02)
[5]基于千兆以太網(wǎng)的機載雷達數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計[J]. 張志偉,靳鴻,穆蔚然,李祖博. 現(xiàn)代雷達. 2016(09)
[6]一種Camera Link接口的高速圖像信號源卡設計[J]. 汝興海,任勇峰,李輝景. 儀表技術與傳感器. 2016(04)
[7]基于FPGA的千兆以太網(wǎng)高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)[J]. 徐利剛,李嶺. 儀表技術. 2016(02)
[8]空間CCD相機高精度在軌調制傳遞函數(shù)估算[J]. 李進,邢飛,王翀. 光學學報. 2015(02)
[9]高分辨相機傳函測試誤差分析[J]. 賀小軍,張貴祥,鄭亮亮,曲宏松. 紅外與激光工程. 2014(S1)
[10]基于FPGA的千兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O計與實現(xiàn)[J]. 瞿鑫,吳云峰,李華棟,鄭天策,戴磊,夏濤. 電子器件. 2014(04)
博士論文
[1]基于圖像分析的光學傳遞函數(shù)測試技術研究[D]. 馬衛(wèi)紅.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2005
碩士論文
[1]成像電子學系統(tǒng)MTF測試技術研究及系統(tǒng)研制[D]. 魏珊珊.吉林大學 2018
[2]基于低噪聲背照式CMOS成像系統(tǒng)的研究[D]. 王政.中國科學院大學(中國科學院上海技術物理研究所) 2018
[3]消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 陳軍.重慶大學 2017
[4]基于FPGA的高速以太網(wǎng)接口設計和實現(xiàn)[D]. 張威.電子科技大學 2016
[5]基于圖像處理的調制傳遞函數(shù)測試方法研究[D]. 陳燕芹.長春理工大學 2016
[6]基于MTF的CCD相機成像質量評價方法研究[D]. 張牧欣.長春理工大學 2015
[7]基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)牟杉到y(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 丁云冰.北京郵電大學 2016
[8]基于FPGA的實時圖像處理系統(tǒng)設計與研究[D]. 張中義.南京理工大學 2015
[9]基于以太網(wǎng)的數(shù)字相機數(shù)據(jù)光纖傳輸技術研究[D]. 侯卓瑋.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2014
[10]MTF測量方法研究[D]. 姚大杰.合肥工業(yè)大學 2012
本文編號:3571343
【文章來源】:西安理工大學陜西省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
德國OTS500測試儀Fig.1-1GermanOTS500Tester美國Optikos公司生產(chǎn)的OptikosOptestTestingSystem,如圖1-2所示,該測試儀配
西安理工大學碩士學位論文4圖1-1德國OTS500測試儀Fig.1-1GermanOTS500Tester美國Optikos公司生產(chǎn)的OptikosOptestTestingSystem,如圖1-2所示,該測試儀配置了完善的軟硬件系統(tǒng),可用于測量多種類型的透鏡,同時能夠實現(xiàn)調制傳遞函數(shù)(MTF)、相位傳遞函數(shù)(PTF)、線擴散函數(shù)(LSF)、點擴散函數(shù)(PSF)、邊緣擴散函數(shù)(ESF)及像散等測量。圖1-2美國Optikos公司MTF測試儀Fig.1-2AmericanOptikosMTFTester與國外相比,國內在MTF測試技術方面的研究開展較晚,使用設備相對匱乏,同時檢測技術也非常不足,但是經(jīng)過科研人員的深入研究和分析,取得了豐富的科研成果和相關測試經(jīng)驗。武漢測繪科技大學對MTF測試系統(tǒng)進行了研究,成功開發(fā)了一套系統(tǒng),該系統(tǒng)選取刃邊圖像作為目標物,首先觀察被測鏡頭獲取的刃邊圖像,對其進行相關算法處理獲取刃邊圖像的PSF,其次完成圖像的離散采集取樣,在計算機中使用傅里葉變化法實現(xiàn)調制傳遞函數(shù)MTF值的計算。其測試原理如圖1-3所示。
ML605開發(fā)板Fig.3-3ML605DevelopmentBoard
【參考文獻】:
期刊論文
[1]改進的Canny算子在裂縫檢測中的應用[J]. 趙芳,周旺輝,陳岳濤,彭紅春. 電子測量技術. 2018(20)
[2]航空相機控制系統(tǒng)通用軟件產(chǎn)品線設計[J]. 高培淞,李彬,葉華,王瀟逸. 國外電子測量技術. 2018(06)
[3]基于canny和霍夫變換的車道線識別算法研究[J]. 唐陽山,李棟梁,朱停仃,黃賢成. 汽車實用技術. 2017(22)
[4]遙感相機實驗室靜態(tài)MTF測量誤差分析[J]. 黃陽,李曉軒,牛錦川,王聰,王春雨. 光學與光電技術. 2017(02)
[5]基于千兆以太網(wǎng)的機載雷達數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計[J]. 張志偉,靳鴻,穆蔚然,李祖博. 現(xiàn)代雷達. 2016(09)
[6]一種Camera Link接口的高速圖像信號源卡設計[J]. 汝興海,任勇峰,李輝景. 儀表技術與傳感器. 2016(04)
[7]基于FPGA的千兆以太網(wǎng)高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)[J]. 徐利剛,李嶺. 儀表技術. 2016(02)
[8]空間CCD相機高精度在軌調制傳遞函數(shù)估算[J]. 李進,邢飛,王翀. 光學學報. 2015(02)
[9]高分辨相機傳函測試誤差分析[J]. 賀小軍,張貴祥,鄭亮亮,曲宏松. 紅外與激光工程. 2014(S1)
[10]基于FPGA的千兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O計與實現(xiàn)[J]. 瞿鑫,吳云峰,李華棟,鄭天策,戴磊,夏濤. 電子器件. 2014(04)
博士論文
[1]基于圖像分析的光學傳遞函數(shù)測試技術研究[D]. 馬衛(wèi)紅.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2005
碩士論文
[1]成像電子學系統(tǒng)MTF測試技術研究及系統(tǒng)研制[D]. 魏珊珊.吉林大學 2018
[2]基于低噪聲背照式CMOS成像系統(tǒng)的研究[D]. 王政.中國科學院大學(中國科學院上海技術物理研究所) 2018
[3]消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 陳軍.重慶大學 2017
[4]基于FPGA的高速以太網(wǎng)接口設計和實現(xiàn)[D]. 張威.電子科技大學 2016
[5]基于圖像處理的調制傳遞函數(shù)測試方法研究[D]. 陳燕芹.長春理工大學 2016
[6]基于MTF的CCD相機成像質量評價方法研究[D]. 張牧欣.長春理工大學 2015
[7]基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)牟杉到y(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 丁云冰.北京郵電大學 2016
[8]基于FPGA的實時圖像處理系統(tǒng)設計與研究[D]. 張中義.南京理工大學 2015
[9]基于以太網(wǎng)的數(shù)字相機數(shù)據(jù)光纖傳輸技術研究[D]. 侯卓瑋.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2014
[10]MTF測量方法研究[D]. 姚大杰.合肥工業(yè)大學 2012
本文編號:3571343
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