| 题名 | 天文CMOS相机测试系统的建立与研究 |
| 作者 | 罗志远 |
| 答辩日期 | 2019-07-01 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 许骏 |
| 关键词 | CMOS相机 单像元分段校正 控制系统 数据处理 非均匀性 |
| 其他题名 | Establishment and Research of Astronomical CMOS Camera Test System |
| 学位专业 | 天文技术与方法 |
| 英文摘要 | CMOS相机是一种重要的固体成像设备。随着科研级CMOS相机的性能不断提高，现在广泛应用于科研领域。抚仙湖的新真空太阳望远镜( New Vacuum Solar Telescope，NVST)在对太阳光球和色球进行高空间分辨率的成像观测和高光谱分辨率的光谱观测时，成像设备也在使用CMOS相机。因此建立一个天文CMOS相机测试系统，对于新购CMOS相机的检测验收以及现有CMOS相机的定期检测和维护有十分重要的意义。除此之外，天文CMOS相机测试系统对于CMOS相机像素间特性的研究也有很大帮助。为此本论文开展了天文CMOS相机测试系统和CMOS相机非均匀性的相关研究工作。本文首先介绍了CMOS相机测试系统以及测试标准在国内外发展的概况，并对 CMOS相机的发展及其结构特性进行了研究，通过与CCD相机进行对比，说明了CMOS相机在太阳物理观测中应用的优势。通过分析在天文观测中常用的CMOS相机性能参数，参考常用天文相机性能参数的测试方法以及欧洲机器视觉协会发布的相机及传感器测试标准，制定了天文CMOS相机测试标准。以天文CMOS相机测试标准为依据，并针对实际测试中测试环境和设备的需求，建立了天文CMOS相机测试系统。此系统包括相机测试平台、控制系统和数据采集处理系统。基于.NET平台利用C#编程语言编写控制系统和数据采集处理系统的程序，实现了相机测试平台的集成控制，包括光源功率设置，单色仪出光波段设置，位移平台控制，温湿度控制等，提高了设备之间协同工作的效率，利用matlab编写了数据处理程序，提高了计算效率。所有功能全部实现模块化编程，便于以后程序的更改和维护。天文CMOS相机测试系统实现了性能参数的一键测量，自动化程度高，大大提高了测试效率，降低了学习成本和使用成本。通过对天文CMOS相机测试系统的测试，所有设备运转正常，控制系统和数据采集处理系统通信正常，能够满足CMOS相机的测试需求。通过对CMOS相机非均匀性的研究工作，提出了单像元分段校正的方法，用来消除因CMOS相机结构而产生的竖状条纹。利用天文CMOS相机测试系统，进行了单像元分段校正中的校正矩阵所需图像的采集，大大提高了采集效率。通过对进行单像元分段校正的图像前后对比，图像的非均匀性都有所降低，线性度由99.57%提高到99.98%，残差模由105.2降到2.6，说明了此方法对于CMOS相机的图像的竖状条纹消除有明显作用，改善了其太阳高分辨成像的干扰问题。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 机械工程 ; 仪器仪表技术 ; 天文仪器 ; 电子、通信与自动控制技术 |
| 页码 | 64 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25438]  |
| 专题 | 云南天文台_抚仙湖太阳观测站 |
| 作者单位 | 中国科学院云南天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 罗志远. 天文CMOS相机测试系统的建立与研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2019. |
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