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大视场多CCD相机测量技术研究 摘 要 LCD(Liquid Crystal Display)凭借优良的显示性能成为当今世界平板显示的主导产 品，LCD 的显示性能作为消费者最直观的视觉感受，是影响其质量等级的重要因素。随 着 LCD 向大尺寸、高分辨率、大批量方向快速发展，传统上利用照度计、亮度计等光 学设备，不能快速、精确地对 LCD 进行逐像素点测量，这严重制约了 LCD 的质量等级 评判及 de-Mura 校正等。 CCD 相机可以快速地测量出物体的亮度、色度等信息，测量用时短、精确度高。本 设计在相机的原理和光学测量理论的基础之上，研究了CCD 相机在 LCD 测量中的应用。 针对 CCD 相机采集到的测量图像出现的失真现象和单相机的视场、分辨率等限制，通 过对图像进行失真校正提高测量准确度，通过多路 CCD 相机拼接提高测量精确度，用 以对大尺寸、高分辨率LCD 的显示均匀性进行测量。论文的主要工作内容如下： 1) 介绍大视场多 CCD 相机测量系统的组成结构和工作原理，根据 CCD 相机的特 点，分析了相机的成像模型，并通过相机的亮度成像模型对多相机的位置与个数进行了 配置。 2) 针对大视场 CCD 相机采集图像中出现的几何畸变现象，提出了一种以全局参数 引导的相机局部几何失真校正方法。利用标定图像先在粗粒度上对相机的全局参数进行 初始估计，预估特征点在失真标定图像中的大致位置，然后在预估位置邻域内利用带门 限求质心的算法估计特征点的准确位置，在细粒度上计算相机的局部几何校正参数，对 后续测量图像进行几何失真校正。实验结果表明，失真图像的几何畸变现象可以被较好 地校正，校正误差可达亚像素级别。 3) 对相机拍摄图像的亮度失真现象进行了分析。针对相机拍摄图像中产生的渐晕 效应，提出了一种基于多项式的图像渐晕修正方法，利用 LCD 作为测量仪器拟合出相 机的渐晕系数，对测量图像进行渐晕修正。针对相机的图像退化现象，提出了基于相机 点展函数的维纳滤波法，估计了相机的系统传递函数，对测量图像进行图像复原。最后 提出了一种基于渐晕系数的多相机图像融合法，将经过校正的多幅测量图像进行融合。 对比实验表明，对图像进行校正融合后，融合图像具有较高的图像品质。 4) 设计与实现了大视场多 CCD 相机测量系统，利用一片 55 英寸 LCD 模组作为被 I 大视场多CCD相机测量技术研究 测量物，对系统的实际性能与效果进行了测试，并给出了系统性能评估表，说明了本文 所提出算法的有效性。 关键词：LCD; CCD; 几何校正; 亮度校正; 图像融合 II Research on Measurement Technology of Wide Field of View multi-CCD Camera Abstract LCD(Liquid Crystal Display) has become the leading product of flat panel display in the world with its excellent display performance. As the most intuitive visual perception factor for consumers, LCD display uniformity is an important factor affecting its quality level. With the rapid development of LCD in large size, high resolution and large quantities, the use of optical devices such as brightness meter and