CCD相機(jī)在影像測(cè)量?jī)x重要組成部分介紹操作說明

CCD是電荷耦合器件（chargecoupleddevice）的簡(jiǎn)稱，它能夠?qū)⒐饩€變?yōu)殡姾刹㈦姾纱鎯?chǔ)及轉(zhuǎn)移，也可將存儲(chǔ)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(chǎng)影響、抗震動(dòng)和撞擊等性能。

1、自動(dòng)增益控制
CCD相機(jī)通常具有一個(gè)對(duì)CCD的信號(hào)進(jìn)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(hào)飽合。利用相機(jī)的自動(dòng)增益控制（AGC）電路可以隨著環(huán)境內(nèi)外照度的變化自動(dòng)的調(diào)整放大器的增益，從而可以使相機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作。
2、背光補(bǔ)償
通常，CCD相機(jī)的AGC工作點(diǎn)是以通過對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的信號(hào)的平均值來確定的。當(dāng)視場(chǎng)中包含一個(gè)很亮的背景區(qū)域和一個(gè)很暗的前景目標(biāo)時(shí)，所確定的AGC工作點(diǎn)并不*適合于前景目標(biāo)。當(dāng)啟動(dòng)背景光補(bǔ)償時(shí)，CCD相機(jī)僅對(duì)前景目標(biāo)所在的子區(qū)域求平均來確定其AGC工作點(diǎn)，從而提高了成像質(zhì)量。
3、電子快門
CCD相機(jī)一般都具備電子快門特性，電子快門不需任何機(jī)械部件。CCD相機(jī)采用電子快門控制CCD的累積時(shí)間。當(dāng)開啟電子快門時(shí)，CCD相機(jī)輸出的僅是電子快門開啟時(shí)的光電荷信號(hào)，其余光電荷信號(hào)則被泄放。目前，CCD相機(jī)的短電子快門時(shí)間一般為1/10000秒；當(dāng)電子快門關(guān)閉時(shí)，對(duì)NTSC制式相機(jī)，其CCD累積時(shí)間為1/60秒；對(duì)于PAL制式相機(jī)，則為1/50秒。
較高的快門速度對(duì)于觀察運(yùn)動(dòng)圖像會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“停頓動(dòng)作”效應(yīng)，從而大大地增加了相機(jī)的動(dòng)態(tài)分辨率。同時(shí)，當(dāng)電子快門速度增加時(shí)，在CCD積分時(shí)間內(nèi)，聚焦在CCD上的光通量減少，將會(huì)降低相機(jī)的靈敏度。

                         影像儀的應(yīng)用
 4、校正
在整個(gè)視覺系統(tǒng)中需要進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)換：CCD傳感器將光圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，即所謂光電轉(zhuǎn)換；電信號(hào)經(jīng)傳輸后，在接收端由顯示設(shè)備將電信號(hào)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(jī)出來的信號(hào)電壓（V）之間的關(guān)系為V=Lγ。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的TV系統(tǒng)中，相機(jī)的γ系數(shù)為0.45。對(duì)于機(jī)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(jī)，其主要功能是實(shí)現(xiàn)相機(jī)圖像對(duì)實(shí)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(shí)，相機(jī)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(duì)于景物的色彩溫度在成像期間不斷改變的場(chǎng)合，可使色彩表現(xiàn)更加自然。但對(duì)于景物中很少甚至沒有白色時(shí)，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(shí)，可先將相機(jī)對(duì)準(zhǔn)白色目標(biāo)，然后設(shè)置自動(dòng)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(dòng)方式開關(guān)以鎖定白平衡設(shè)置，此時(shí)白平衡設(shè)置將存儲(chǔ)于相機(jī)的存儲(chǔ)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(chǎng)合。