帧转移型ccd相机图像拖影研究.pdf

1 3 1 -构来减小拖影，但是改进相机结构有一 定的限度本文用图像处理的方法对图 像拖影进行恢复，算法简单且有效 1 图像拖影产生的机理当所用 C C D相机的工作模式为帧转 移模式时，图像拖影是无法更改的事 实如图 1所示，这种帧转移模式 C C D 芯片由成像区、图像存储区和数据读出 寄存器组成，图像存储区由掩模遮挡， 不受光照影响在曝光开始以前，C C D 成像区各像元中的电荷清零，电子快门 打开曝光作为一帧开始，成像区各像元 开始电荷积累，在一帧周期内快门是保 持打开的；曝光结束后，图像由成像区 逐行转移至存储区（如图 2 ） ；最后由读 出寄存器将图像数据读出 由于在图像转移过程中快门是打开 的，因而在图像转移过程中未移入存储 区的各像元仍会受外界物光的作用继续积 累电荷，从而出现图像拖影现象通常 图像转移时间只有数毫秒，因而在曝光 时间较长时，拖影现象并不明显当视 场中目标亮度很强，且视场中有较亮较 大的面目标时，拖影现象比较严重 2 消除图像拖影的算法假定 C C D有 N行 M列像元，无拖影 图像用 i ( x ，y ) 表示，拖影图像用i ′( x ， y ) 表示。

图像曝光时间为te x p，图像帧转 移时间为ts h 图像灰度与曝光时间呈良好帧转移型 C C D 相机图像拖影研究韩采芹 李华 魏宏刚 沈忙作 中国科学院光电技术研究所 6 1 0 2 0 9R e s e a r c h f o r s m e a r o f f r a m e - t r a n s f e r t y p e C C D c a m e r a H a n C a i q i n , L i H u a , W e i H o n g g a n g , S h e n M a n g z u o ( T h e I n s t i t u t e o f O p i t i c s a n d E l e c t r o n i c s , t h e C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s , C h e n g d u 6 1 0 2 0 9 , C h i n a )引言对于使用帧转移型 C C D相机而言， 在帧转移的过程中，一部分还没移入光 遮蔽区的像元电荷会继续受到相应位置处 入射光的照射，因而像元电荷在帧转移 过程中受到污染，形成拖影。

制造商通 过增加读出速率使拖影显得微不足道， 但是对于某些航空遥感应用来说，这种 拖影还是很严重的在这之前，人们对 拖影的研究多是通过改进 C C D相机的结的线性关系，i ( x ，y ) ∝ te x p，因而第 n 行以前的像元电荷在移经第n 行时会附加i ( x ，y ) ·ts h/ te x p的灰度i ( x ，y ) 与i ′ ( x ，y ) 会有如下递推关系：置系数，置行向量初值t e m p ( x ) = o f f s e t ·k ，其中o f f s e t 为图 像偏置灰度，为一常量 第 1 行图像：i ( x ，1 ) = i ′( x ，1 ) - t e m p ( x ) ；t e m p ( x ) = t e m p ( x ) + i ( x ，1 ) 第 2 行图像：i ( x ，2 ) = i ′( x ，2 ) - t e m p ( x ) / k ；t e m p ( x ) = t e m p ( x ) + i ( x ，2 ) 第 3 行图像：i ( x ，3 ) = i ′( x ，3 ) - t e m p ( x ) / k ；t e m p ( x ) = t e m p ( x ) + i ( x ，3 ) ⋯⋯ 第 n 行图像：i ( x ，n ) = i ′( x ，n ) - t e m p ( x ) / k ；t e m p ( x ) = t e m p ( x ) + i ( x ，n ) 通过递推得到无拖影图像。

3 消拖影实验结果D a l s a 相机的图像转移时间为0 . 9 m s 图1 帧转移C C D 芯片结构 F i g 1 . T y p i c a l f r a m e - t r a n s f e r c h a r g e - c o u p l e d d e v i c e i m a g e s e n s o r c o n f i g u r a t i o n图2 帧转移过程 F i g 2 . F r a m e t r a n s f e r p r o c e s s有拖影的图像 消除拖影后的图像 图3 1 . 0 0 8 m s 曝光时间下拖影图像与去除拖影图像比较摘 要 帧转移型面阵C C D 相机因其诸多优点而得到了 广泛的使用，但它存在图像拖影问题本文 分析了帧转移模式C C D 相机图像拖影形成的原 因，并提出了消除图像拖影的算法介绍了 用该算法消除图像拖影的实例，验证了方法 的有效性 关键词 C C D相机；拖影 A b s t r a c t C C D c a m e r a w i t h f r a m e t r a n s f e r s t r u c t u r e i s e x t e n s i v e l y u s e d f o r i t s a d v a n c e d p e r f o r m a n c e s . B u t t h e r e i s s m e a r p r o b l e m i n t r o d u c e d b y f r a m e t r a n s f e r p r o c e d u r e . T h i s p a p e r t h e c a u s e o f t h e f r a m e t r a n s f e r s m e a r i s a n a l y z e d , a n d t h e m e t h o d o f s m e a r r e s t o r a t i o n i s p r o p o s e d . S o m e e x a m p l e s a r e p u t f o r w a r d a n d g o o d r e s u l t s o f s m e a r r e s t o r a t i o n a r e s h o w n . K e y w o r d s C C D c a m e r a ; s m e a r- 1 3 2 -中国科技信息2 0 0 7 年第1 1 期 C H I N A S C I E N C E A N D T E C H N O L O G Y I N F O R M A T I O N J u n . 2 0 0 7信息科技当视场中出现较亮较大的面目标时，出 现明显拖影。

为验证拖影消除算法，采 用平行光管的十字丝圆斑成像，采集 1 . 0 0 8 m s 曝光时间下的拖影图像然后采用 拖影消除算法，获得了良好的无拖影图 像 图3 与图 4 的图像是相互对应的，可 以计算出，去掉拖影后，第 4 0 8行上信 号起伏程度为 1 . 4 % 由此，可以知道，这种消拖影的方法很有效 4 结论帧转移型面阵 C C D相机存在拖影的 问题，可以通过改进相机的结构，但是 这种改进非常有限本文提出对 C C D图 像拖影消除的算法，简单易行，复原的 效果也很好图4 拖影图像和去拖影图像在第4 0 8 行的信号起伏效的途径应当加快推进信息安全等级 保护工作，建立起完善的安全防范体 系大部分的单位虽然使用了防火墙和 防病毒产品，安装了必备的安全设备， 但是管理措施比较薄弱如何建立完整 的信息网络安全保护策略、规范的管理 制度和成体系的技术防范措施，政府主 管部门也应加强这方面的指导建议加 快推进信息安全等级保护工作的实施， 使信息网络安全管理工作逐步走向规范 化、制度化，建立起比较完善的技术防 范体系 3 . 4 建立信息安全法制体系，加快信 息安全立法 要加快信息安全立法，建立信息安 全法制体系，这样才能做到有法可依、 有法必依。

即在法制上，加强网络和信 息安全管理等方面的立法工作，为政府 门户网站的建设、运行、维护和管理提 供法律保障，构筑促进国家信息化发展 的社会环境，形成适用于信息网络安全 实际需要的法治文化 为了加强对计算机信息网络国际联网 的安全保护，维护公共秩序和社会稳 定，对境内的计算机网络国际联网安全 保护管理，国家制定了《中华人民共和 国计算机信息网络国际联网管理暂行规 定》和《计算机信息网络国际联网安全保护管理办法》 1 9 9 7 年 1 0月 1日起施 行的新修订的《中华人民共和国刑法》 中的第2 8 5 条、2 8 6 条和第2 8 7 条中专门 就计算机网络犯罪进行了规定 3 . 5 建立安全培训制度，提高全员技 术水平 从众多的信息安全事件分析来看， 系统和网络管理员的安全技术水平和实际 的安全知识直接影响到整个系统安全状 况所以非常有必要给各种系统管理员 进行有效的系统安全培训，掌握计算机 安全的高级知识，了解黑客使用的流行 手段，掌握各种主流操作系统上所需的 安全策略、各种安全防御工具等技能 而一个门户网站的安全不仅和人员的技术 水准、 安全知识有关， 而且和领导的决策、 工作环境中每个员工的安全操作等都有关 系。

建立完善技术培训体系，使之更贴近 实际业务、贴近技术前沿，提高各类人员 的安全理论实践水平和安全意识让每一 位员工都成为安全卫士，才能实现真正意 义上的全方位的安全结束语综上所述，要搞好政府门户网站的 安全建设不是轻而易举的，而是一项复 杂的、综合的、系统的信息安全工程 应该说政府门户网站安全保障体系建设还 处于一个初级阶段，需要按照中办发 [ 2 0 0 3 ] 2 7 号要求的 “以安全保发展在发展中求安全”原则，全面提高网站安全防 护能力, 建设和完善信息安全监控体系 依法为加强信息内容安全管理、查处违 法犯罪和防范网络攻击、病毒入侵、网 络失窃密等工作提供技术支持确保政 府门户网站保障体系安全稳定运行、健 康发展上接第1 3 0 页参考文献 [ 1 ] 张兆信． 计算机网络安全与应用 机械 工业出版社. 2 0 0 5 [ 2 ] 张涛． 网络安全管理技术 清华大学出 版社. 2 0 0 5 [ 3 ] 娄策群． 保障电子政府信息安全是政 策选择．情报科学. 2 0 0 2 ( 5 ) [ 4 ] 曹凌， 耿鹏． 电子政务管理模式探析． 西安电子科技大学学报( 社科版) . 2 0 0 1 ( 9 ) [ 5 ] 智勇， 黄奇． 网络环境下的信息安全． 中国图书馆学报. 2 0 0 2 ( 2 ) [ 6 ] 王晋东，张明清，韩继红．信息系统 安全技术策略研究． 计算机应用研究. 2 0 0 1 ( 5 ) [ 7 ] 郑宏珍， 胡屏． 动态网络需要动态的 安全策略．中国信息导报. 2 0 0 2 ( 1 ) [ 8 ] 李湘江． 网络安全技术与管理． 现代 图书馆技术. 2 0 0 2 ( 2 ) 作者简介 孟晓民 高级工程师 主要研究方向为网络安 全, 多次参加过省、地及部门的网站规划与建 设参考文献 [ 1 ] M . R . S h o r t i s , a n d H . A . B e y e r , ” C h a p t e r 5 : s e n s 。