[发明专利]一种基于可见光图像的CCD信号采样位置精确选取方法

说明书

一种基于可见光图像的CCD信号采样位置精确选取方法，通过完整的成像系统，利用相关双采样技术统计两个采样保持脉冲的关系，统计采样位置变化时图像的特征量，并通过计算特征量的变化值，获得准确的CCD模拟信号信息，直接得到CCD的工作状态，从而为选取采样位置提供依据。该方法根据实际相机使用情况及模拟信号幅值变化情况给出CCD模拟信号在一个信号周期内的完整波形，使得选取结果具有较好的适应性。波形图像稳定性高，成像情况好。

技术领域

本发明涉及一种基于可见光图像的CCD信号采样位置精确选取方法，属于信号处理领域。

背景技术

CCD工作过程中，复位噪声是一种最主要的噪声干扰。对复位噪声的处理方法中，相关双采样技术比较容易实现、适用场合较广、是实际应用中最常采用的技术。由于CCD复位噪声在一个信号周期内分布是不均匀的，采样位置的选取会对图像产生一定影响。为减小噪声，提高图像信噪比，采样位置的选取应分别处在CCD模拟信号参考电平和信号电平的相对平坦区。

传统的采样位置选取方法是通过示波器观察CCD模拟信号相位，从而选取采样位置，但该方法存在器件内部延时，该内部延时无法测量只能通过经验估算，且内部延时随着FPGA布局布线的改变而改变。当CCD信号频率较低时，该方法可以解决采样位置的问题，但是，当CCD信号频率较高时，内部延时的不确定性造成采样位置的偏差，严重影响采样位置的优化。另外，采用示波器观察CCD模拟信号，由于阻抗匹配的问题，测量到模拟信号的信号完整性较差，波形存在严重变形，也会造成CCD采样位置的选择困难。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有技术中改变CCD信号频率容易造成的内部延时无法记录，采样位置容易产生偏差，波形容易变形等问题，提出了一种基于可见光图像的CCD信号采样位置精确选取方法，实现对CCD采样位置的精确选取。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种基于可见光图像的CCD信号采样位置精确选取方法，包括下列步骤：

(1)设定预设采样位置，对CCD输出模拟信号进行相关双采样，通过改变预设采样位置得到不同位置的图像并进行存储，直至得到一个信号周期内所有采样位置图像；

(2)对步骤(1)所得所有采样位置图像进行统计，计算出每幅图像的特征值；

(3)根据步骤(2)所得各图像特征值，绘制CCD模拟信号于一个信号周期的完整波形图；

(4)对CDD相机进行增益控制，观察在不同增益控制条件下CDD模拟信号波形变化情况，并选取最优增益控制量；

(5)保持步骤(4)所选最优增益控制量不变，改变CDD相机输入光照，得出不同光照条件下的CCD模拟信号波形图，选取图像情况最优的光照条件；

(6)对最优光照条件下的波形图进行分析，确定最优预设采样位置。

所述步骤(1)中，所述预设采样位置包括参考电平位置、信号电平位置，获取所有采样位置图像的具体步骤为：

(1a)保持参考电平位置不变，改变信号电平位置，若参考电平位置位于信号电平位置左侧，则选取以参考电平位置为起点，初始信号电平位置一侧直至该信号周期结束的所有采样位置，并对每个位置所得图像进行存储；

若参考电平位置位于信号电平位置右侧，则选取以参考电平位置为起点，初始信号电平位置一侧直至该信号周期起始位置的所有采样位置，并对每个位置所得图像进行存储；

(1b)保持信号电平位置不变，改变参考电平位置，若参考电平位置位于信号电平位置左侧，则选取以初始参考电平位置为起点，信号电平位置另一侧直至该信号周期起始位置的所有采样位置，并对每个位置所得图像进行存储；