CCD相機在影像測量儀重要組成部分介紹操作說明

更新時間：2020-12-26

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CCD是電荷耦合器件（chargecoupleddevice）的簡稱，它能夠?qū)⒐饩€變?yōu)殡姾刹㈦姾纱鎯稗D(zhuǎn)移，也可將存儲之電荷取出使電壓發(fā)生變化，具有體積小、重量輕、不受磁場影響、抗震動和撞擊等性能。

1、自動增益控制
CCD相機通常具有一個對CCD的信號進行放大的視頻放大器，其放大倍數(shù)稱為增益。若放大器的增益保持不變，則在高亮度環(huán)境下將使視頻信號飽合。利用相機的自動增益控制（AGC）電路可以隨著環(huán)境內(nèi)外照度的變化自動的調(diào)整放大器的增益，從而可以使相機能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作。
2、背光補償
通常，CCD相機的AGC工作點是以通過對整個視場的信號的平均值來確定的。當(dāng)視場中包含一個很亮的背景區(qū)域和一個很暗的前景目標(biāo)時，所確定的AGC工作點并不*適合于前景目標(biāo)。當(dāng)啟動背景光補償時，CCD相機僅對前景目標(biāo)所在的子區(qū)域求平均來確定其AGC工作點，從而提高了成像質(zhì)量。
3、電子快門
CCD相機一般都具備電子快門特性，電子快門不需任何機械部件。CCD相機采用電子快門控制CCD的累積時間。當(dāng)開啟電子快門時，CCD相機輸出的僅是電子快門開啟時的光電荷信號，其余光電荷信號則被泄放。目前，CCD相機的短電子快門時間一般為1/10000秒；當(dāng)電子快門關(guān)閉時，對NTSC制式相機，其CCD累積時間為1/60秒；對于PAL制式相機，則為1/50秒。
較高的快門速度對于觀察運動圖像會產(chǎn)生一個“停頓動作”效應(yīng)，從而大大地增加了相機的動態(tài)分辨率。同時，當(dāng)電子快門速度增加時，在CCD積分時間內(nèi)，聚焦在CCD上的光通量減少，將會降低相機的靈敏度。

影像儀的應(yīng)用
4、校正
在整個視覺系統(tǒng)中需要進行兩次轉(zhuǎn)換：CCD傳感器將光圖像轉(zhuǎn)換為電信號，即所謂光電轉(zhuǎn)換；電信號經(jīng)傳輸后，在接收端由顯示設(shè)備將電信號還原為光圖像，即所謂電光轉(zhuǎn)換。為了使接收端再現(xiàn)的圖像與輸出端原圖像相一致，必須保證兩次轉(zhuǎn)換中的綜合特性具有線性特征。
CCD傳感器上的光（L）和從相機出來的信號電壓（V）之間的關(guān)系為V=Lγ。在一個標(biāo)準(zhǔn)的TV系統(tǒng)中，相機的γ系數(shù)為0.45。對于機器視覺應(yīng)用，γ系數(shù)應(yīng)為1.0，從而為光和電壓之間提供了線性關(guān)系。
5、白平衡
白平衡功能僅用于彩色CCD相機，其主要功能是實現(xiàn)相機圖像對實際景物的反映。一般分為連續(xù)方式和按鈕方式。處于連續(xù)方式時，相機的白平衡設(shè)置將隨著景物色溫的改變而連續(xù)地調(diào)整，范圍一般為2800~6000K。這種方式適宜于對于景物的色彩溫度在成像期間不斷改變的場合，可使色彩表現(xiàn)更加自然。但對于景物中很少甚至沒有白色時，連續(xù)的白平衡功能不能產(chǎn)生的彩色效果。

處于按鈕方式時，可先將相機對準(zhǔn)白色目標(biāo)，然后設(shè)置自動方式開關(guān)，并保留在該位置幾秒鐘或至圖像呈現(xiàn)白色為止。在執(zhí)行白平衡后，重新設(shè)置自動方式開關(guān)以鎖定白平衡設(shè)置，此時白平衡設(shè)置將存儲于相機的存儲器中，其范圍一般為2300~10000K。以按鈕方式設(shè)置白平衡為和可*，適用于大部分應(yīng)用場合。