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彩色CCD板型相机关键技术的研究与开发

贾佳

  CCD板型相机具有体积小、功耗小、适应度高、可移植性高和通用性强等特点,已经广泛应用于机器视觉应用开发过程中,用于应付各种工农业生产生活需要。随着物联网高新技术的推广以及半导体集成技术水平的提高,在嵌入式机器视觉领域,CCD板型相机的应用前景将越来越大,潜在的市场开发也具有重要的现实意义。 本课题来源于产学研合作项目“嵌入式机器视觉控制器的研究与开发”(合同号:07398),基于嵌入式机器视觉平台进行研究,对彩色CCD板型相机的关键技术进行深入探讨和技术实现。针对机器视觉信息量需求提升的特点,以TI公司TMS320DM642高性能图像处理DSP作为处理核心,结合FPGA技术,采用模块化设计,设计实现了一个结构简单清晰,性能稳定的嵌入式机器视觉彩色CCD板型相机。论文针对Bayer彩色滤波阵列原始图像信息进行图像重构处理,获取丰富真实的彩色特征,并且在此基础上添加了自适应白平衡处理,减少了图像偏色带来的视觉差异和处理误差,根据不同的用户需求添加色彩校正处理来增加色彩对比度,添加伽马校正来增加边界对比度;结合多种颜色模型空间的特点,在HSL空间实现了单色提取工具和颜色浓淡处理工具,同时结合YCrCb空间实现了彩色图像灰度化,针对彩色CCD板型相机对于灰度色彩的适应性要求,开发了Bayer原始图像数据灰度化工具。 本文从产品化设计和项目研究开发的角度对CCD板型相机的关键技术进行了详细的分析,并对各软件模块功能借助二次平台、上位机平台和嵌入式底层平台完成了实现和优化,从功能性和实时性的角度达到了项目设计的需求。本文对程序部分、算法功能部分以及运行时间等方面进行反复测试,经测试:对于分辨率为640*480的非压缩彩色图像,采集速度可以达到30fps;彩色图像重构时间为34ms,白平衡处理时间为35ms,能满足实际现场的时间要求;单色提取工具特征提取率达到97%以上,充分地验证了该课题的实用性。……   
[关键词]:机器视觉;CCD;图像重构;特征提取
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:江南大学2011年
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