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基于FPGA的光电成像器件MRC自动测量技术的研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 课题的背景及研究意义

1.2 MRC测量技术的研究现状

1.2.1 测试图案

1.2.2 测试图案对比度的获取

1.3 基于FPGA图像处理识别的研究现状

1.4 本文研究的主要内容

第2章 MRC测量技术的研究

2.1 MRC测量原理

2.2 测量MRC的方法

2.2.1 固定对比度法与可调对比度法

2.2.2 重叠积分球法提出及实现

2.3 客观测量MRC的方法

2.4 测量系统整体方案确定

2.5 本章小结

第3章 靶标可变对比度控制系统研究

3.1 TracePro下系统模型的建立以及验证

3.1.1 TracePro简介

3.1.2 系统模型的搭建

3.1.3 系统的仿真

3.2 步进电机细分驱动器的设计

3.2.1 步进电机细分原理

3.2.2 细分驱动器的设计仿真

3.2.3 细分驱动器实验

3.3 本章小结

第4章 MRC自动识别系统研究

4.1 视频信号采集驱动电路

4.2 视频转换检测显示模块设计

4.2.1 视频采样设计

4.2.2 显示模块设计

4.2.3 图像转换检测设计

4.3 硬件搭建和测试结果

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

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摘要

伴随着科学技术的进步,成像系统已经从传统的胶片式过渡到数码新时代,数码技术在CCD成像器件上的普及之快,发展迅速,因此急需一种评价方法,采评价成像器件的好坏。现有的光电成像器件成像评价参数主要有MTF和MRC,其中MTF较普遍的使用,但是MTF测量装置制作困难,受外界影响大,数据处理复杂。而MRC作为光电成像器件的成像质量评价的一个重要参数,是一种新的定量描述光电成像系统阀值对比度的主观评价参量,它全面考虑了系统的灵敏度、噪声、目标空间频率以及人眼视觉特性等因素对系统阀值对比度的影响。
  本文对MRC测量原理进行深入剖析,根据MRC的测量原理提出了一种重叠积分球产生靶标对比度可调的方案,用Tracepro进行光路仿真,验证了重叠积分球法在靶标对比度改变方面的可行性。由于传统测量方法受主观因素影响,所以在此基础上,提出了客观测量MRC的方法,该方法用计算机来代替人脑达到识别图像的目的。同时采用FPGA设计软件QuartusⅡ对靶标对比度控制系统中枢步进电机进行细分驱动进行设计,包括地址发生器模块、ROM模块、PWM产生模块等。并通过实物实验证明该细分驱动效果有效。
  在图像检测方面,根据实时检测要求,选择可编程逻辑器件FPGA作为处理核心,CCD摄像头作为视频图像采集装置;用ADV7181B做图像格式转换;ADV7125进行视频输出。运用QuartusⅡ作为设计下载软件,设计检测模块、转换模块和输出模块。实验结果表明,系统的硬件和软件设计合理,客观测量MRC方法可行。

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