大视场线阵CCD图像灰度均匀化.pdf

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1、第42卷第7期光电工程、，o1．42．No．72015年7月Opto—ElectronicEngineeringJuly,2015文章编号：1003—501X(2015)07—0062—05大视场线阵CCD图像灰度均匀化章秀华，叶鹏，王万里，钟庆(武汉工程大学图像处理与智能控制实验室，武汉430205)摘要：针对大视场线阵CCD图像不均匀现象，提出了一种基于图像像素灰度补偿的均匀化方法。首先分析并计算线形目标上不同坐标位置的微小面元在线阵CCD上产生的辐射照度，并由此推导线阵CCD面元上不同像素灰

2、度值与中心像素灰度值之间的关系，进而建立大视场线阵CCD像面上像素的灰度补偿模型，实现大视场线阵CCD图像快速均匀化的目的。对大量线阵CCD采集的高速路面图像进行了处理，结果表明我们提出的方法具有较强的可行性、鲁棒性和实用性。关键词：大视场线阵CCD；光辐照度；像素灰度补偿模型；图像灰度均匀化中图分类号：TP391；TN31文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1003—501X．2015．07．011GrayUniformityoftheWideFieldLineCCDImageZ

3、HANGXiuhua，YEPeng，WANGWanli，ZHONGQing(LaboratoryoflinageProcessingandIntelligentControl,WuhanInstituteofTechnology，Wuhan430205，China)Abstract：Forthenon—uniformityofwidefieldlineCCDimage，fluniformmethodbasedonimagepixelgrayvaluecompensationisintroduced

4、．TheradiationluminosityoflineCCDiscalculated，whichisdevelopedbythemicro-areaofdifferentcoordinateinthelineobject．Thentherelationbetweenpixelvaluesofthecenterplaceandtheotherplaceisinduced．InordertoaccomplishtheuniformoflargefieldlineCCDimage，themodelo

5、fgrayvaluecompensationisbuilt．AplentyofpavementimagescapturedbylargefieldlineCCDareprocessedbytheproposedmethod．Theresultsshowthatthemethodisofgreatflexibility,robustnessandapplicability．Keywords：widefieldlineCCD；opticalradiationluminosity；pixelgrayva

6、luecompensationmodel；imagegrayuniformity0引言经过多年的发展，线阵CCD已被广泛应用于各行业的目标视觉检测、尺寸测量等方面，如道路破损图像的采集与检测J，钢板表面裂纹在线检测，色选机，布匹瑕疵在线检测等。一般情况下，由于检测空间和检测机械装置及位置关系的限制，线阵CCD的光学物距都不能太大，因此在满足检测精度要求的条件下，一般要求线阵CCD的检测视场尽量大。对于大视场的线阵CCD光学成像系统，由于光能损失，以及成像目标上各像素点与光学成像系统之间的距离不同，

7、使得成像系统像面上的光能分布不均匀，这种现象在大视场的线阵CCD光学成像系统中表现尤为明显。在同样的光照射条件下，大视场线阵CCD的光敏单元的输出信号不是一条直线，而是一条中间高，两端低的曲线L4J。因此，在采集到的图像中，图像的亮度也表现为从中间到两边缘的衰减。如图1所示的大视场线阵CCD采集的路面图像，可以明显看出，图像中两边区域的亮度明显低于中间区域收稿日期：201410—29；收到修改稿日期：2015-01—19基金项目：国家自然科学基金项目(61305039，61175013)；湖北省自

8、然科学基金项目(2014CFB769)●作者简介：章秀华(1976一)，女(汉族)，湖北天门人。副教授，博士，主要从事光电信号检测与光电成像、图像处理与识别等方向的研究。E-mail：amyyzxh@sina．tom。http：llwww。gdgcac，cn第42卷第7期章秀华，等：大视场线阵CCD图像灰度均匀化63。———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————