CN103595998B - 彩色ccd芯片的色彩测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色CCD芯片的色彩测试装置，主要解决现有测试装置不能对彩色CCD芯片色彩质量准确判断的问题。该装置包括依次连接的氙灯光源、单色仪、衰减器、积分球、暗室、杜瓦瓶温控室、驱动控制电路和上位机。待测彩色CCD芯片放置在杜瓦瓶温控室中，与驱动控制电路连接。单色仪经氙灯光源照射及参数调节，产生单色和三原色光，再经过积分球和暗室转变为均匀面阵光后，照射在待测彩色CCD芯片上，经过驱动控制电路和上位机得到图像的rgb亮度值；将图像从rgb空间转化到L^*a^*b^*空间，利用L^*a^*b^*空间中待测点与标准点的欧几里得距离的大小判断待测彩色CCD芯片的色彩质量。本发明适用性强，稳定性高，色彩亮度值测量准确的优点，可用于对彩色CCD芯片质量的选择。

Description

彩色CCD芯片的色彩测试装置及方法

技术领域

本发明属于光学测量领域，具体涉及彩色CCD芯片的色彩测试装置及方法，用于彩色CCD质量好坏的评价。

背景技术

电荷耦合器件CCD是20世纪70年代初发展起来的新型半导体器件，它接收物体表面反射出的或自身发射出的光辐射能量，记录物体的表面视觉信息。CCD作为一种重要的光电探测元件，其各项性能参数在很大程度上决定了探测***的性能，因此，在研制探测***时，需要选择合适性能参数的CCD芯片。

目前CCD在国内主要在下面几个方面应用。一、计量检测，主要包括长度测量、厚度测量、物位测量。二、光学信息处理，包括光谱能量分析、图像识别、标识识别。三、生产过程自动化，包括用于焊接自动化焊缝跟踪、工业机器人的视觉。此外，国内也有一些专家在利用彩色CCD来测量高温物体的温度场分布也取得了一定的成果，目前还处于实验阶段，但其对运动物体的二维或三维温度场测量有着很大的优势，如测量炉内温度场的分布等。

测量***中，彩色CCD主要功能是完成信号的采集，而CCD图像传感器作为整个***的信号来源，它的好坏直接决定了***的性能和精度。彩色CCD可以把入射光分解成波长分别为700nm，546.1nm，435.8nm的红、绿、蓝，即rgb三色图像，通过图像采集卡将其转换为数字图像，利用图像处理技术获取数字图像中任意点在不同波长下的光强值。而彩色CCD生产厂家提供的性能参数指标只是一些基本的使用参数，如响应度、信噪比、暗电流等，并未提及色彩信息，因而无法对CCD成像中色彩质量的好坏进行评价，不便使用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有彩色CCD芯片测试技术的空缺，提出一种彩色CCD芯片的色彩测试装置及方法，以实现对表述CCD色彩信息质量的红绿蓝rgb亮度值进行测量和rgb空间到L^*a^*b^*空间的转换，便于在使用时对色彩质量合格的彩色CCD芯片的选择。

本发明的技术方案是这样实现的：

为实现上述目的，本发明的测试***包括：氙灯光源（1）、单色仪（2）、积分球（4）、暗室（5）和杜瓦瓶温控室（6），该积分球（4）的输出端与暗室（5）的输入端相固定，暗室（5）的输出端与杜瓦瓶温控室（6）前端相固定；该氙灯光源（1）位于单色仪（2）的前端，其特征在于：

单色仪（2）与积分球（4）的输入端之间连接有衰减器（3），用于产生满足CIE标准中与已知波长单色光相对应强度的三原色光；

杜瓦瓶温控室（6）的后端依次连接有驱动控制电路（7）和上位机（8），用于生成彩色CCD芯片所成图像的红绿蓝rgb亮度值；

所述驱动控制电路（7）包括：

CCD驱动电路，用于为待测彩色CCD芯片（9）提供所需的驱动时序组和驱动电压，读出待测彩色CCD芯片（9）的模拟信号；

数据采集电路，用于放大并采集彩色CCD芯片（9）读出的模拟信号，将其缓存为数字信号，并发送到USB通信单元；

USB通信单元，用于连接CCD驱动电路与上位机（8），实现上位机（8）向CCD驱动电路传输控制命令以及接收待测彩色CCD芯片（9）输出模拟信号的双向通信。

为实现上述目的，本发明的测试方法包括：

（1）生成待测图像rgb亮度值步骤：

（1a）用氙灯光源（1）照射单色仪（2），通过上位机（8）对单色仪（2）进行参数设定，使其输出波长为λ、光谱分辨率为1nm的单色光，λ在200nm～2500nm范围内；

（1b）该单色光依次经过衰减器（3）和积分球（4）后，输出辐射均匀度>98%的单色均匀面阵光；

（1c）将暗室（5）两端分别与积分球（4）的出口和杜瓦瓶温控室（6）密闭连接，使积分球（4）输出的单色均匀面阵光传输到杜瓦瓶温控室（6）；

（1d）将待测彩色CCD芯片放置在杜瓦瓶温控室（6）中，将杜瓦瓶温控室（6）设置为彩色CCD的工作温度-10～75℃范围内，并将其密闭后抽成真空；

（1e）将待测彩色CCD芯片与驱动控制电路（7）连接，在单色均匀面阵光和待测彩色CCD芯片温度稳定后，由上位机（8）控制待测彩色CCD芯片生成数字图像，将其作为待测图像，并计算该待测图像的rgb亮度值rgb表示红、绿、蓝；

（2）生成标准图像rgb亮度值步骤：

（2a）用氙灯光源（1）照射单色仪（2），由上位机（8）对单色仪（2）参数进行重新设定，输出波长为λ、光谱分辨率为1nm，且满足CIE标准中相应强度的rgb三原色光，该rgb三原色光依次经过衰减器（3）和积分球（4），输出辐射均匀度>98%的rgb三原色均匀面阵光；

（2b）将所述的rgb三原色均匀面阵光经过暗室（5）传输到杜瓦瓶温控室（6），通过上位机（8）控制待测彩色CCD芯片拟合生成数字图像，将其作为标准图像，计算该标准图像的rgb亮度值

（3）待测彩色CCD芯片色彩质量判断步骤：

（3a）将rgb空间转化为L^*a^*b^*空间，使得待测图像的rgb亮度值转换为L^*a^*b^*空间中的待测点（L₁ ^*,a₁ ^*,b₁ ^*），标准图像的rgb亮度值转换为L^*a^*b^*空间中的标准点（L₂ ^*,a₂ ^*,b₂ ^*），其中，L^*表示颜色的明度，L^*＝0指示黑色，L^*＝100指示白色；a^*表示颜色在绿色和红色之间的位置，a^*为负值指示绿色，a^*为正值指示红色；b^*表示颜色在蓝色和黄色之间的位置，b^*为负值指示蓝色，b^*为正值指示黄色；

（3b）在L^*a^*b^*空间中，计算待测点（L₁ ^*,a₁ ^*,b₁ ^*）与标准点（L₂ ^*,a₂ ^*,b₂ ^*）两点间的欧几里得距离：ΔE^* _ab＝[(L₂ ^*-L₁ ^*)²+(a₂ ^*-a₁ ^*)²+(b₂ ^*-b₁ ^*)²]^1/2；

（3c）用欧几里得距离ΔE^* _ab的大小表示待测图像色彩与标准图像色彩匹配程度，当ΔE^* _ab接近零时，即待测图像色彩与标准图像色彩基本匹配，则待测彩色CCD芯片质量合格；当ΔE^* _ab远远大于零时，即待测图像色彩与标准图像色彩偏差过大，则待测彩色CCD芯片质量不合格。

本发明具有如下优点：

1)本发明利用驱动控制电路对彩色CCD芯片色彩测量***实现驱动控制、数据采集和USB通信，使该***可适合不同的彩色CCD芯片，能够对不同的彩色CCD芯片进行测量，满足实际应用的需求；

2)本发明利用上位机对彩色CCD芯片的色彩测量***中单色仪进行参数设定，使其输出不同单色光和三原色光来满足测量要求，并控制彩色CCD芯片生成数字图像，计算得到数字图像的rgb亮度值，便于将rgb空间转化到L^*a^*b^*空间；

3)本发明利用L^*a^*b^*空间中待测点与标准点两点的欧几里得距离的大小表示待测图像色彩与标准图像色彩匹配程度，据此来判断待测彩色CCD芯片质量是否合格，便于在使用时对色彩质量合格的彩色CCD芯片进行选择。

附图说明

图1是本发明彩色CCD芯片的色彩测量***结构框图；

图2是本发明彩色CCD芯片的色彩测量方法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明做进一步详细描述。

参照图1，本发明的测量***包括：氙灯光源1、单色仪2、衰减器3、积分球4、暗室5、杜瓦瓶温控室6、驱动控制电路7和上位机8。其中：氙灯光源1的光谱范围为200nm～2500nm、功率为500瓦；单色仪2的输出光谱分辨率为1nm并且连续可调；衰减器3的分辨率不低于1nm，衰减量在1～20dB，全量程连续可调；积分球4的直径为20英寸漫反射球体，入口直径为2英寸，出口直径为4英寸，内表面涂层为Spectralon，辐射均匀度>98%；暗室5为长方形木质腔体，腔体内部涂有不透光的黑色涂层，顶端设有能够活动的盒盖；杜瓦瓶温控室6的温度可控性好，密闭性良好。驱动控制电路7，包括CCD驱动电路71，数据采集电路72和USB通信单元73，CCD驱动电路为CCD芯片提供驱动电压，控制CCD芯片顺序读出模拟信号供数据采集电路放大并采集，缓存为数字信号后发送到USB通信单元；上位机8，包括控制模块，数字成像模块和数字图像处理模块。

单色仪2与衰减器3连接；积分球4两端分别与衰减器3和暗室5连接；暗室5的输出端与杜瓦瓶温控室6前端相固定；杜瓦瓶温控室6的后端连接驱动控制电路7的输入端，驱动控制电路7的输出端连接上位机8。杜瓦瓶温控室6内放置待测彩色CCD芯片9。

所述CCD驱动电路71，为待测彩色CCD芯片9提供所需的驱动时序组和驱动电压，读出待测彩色CCD芯片9的模拟信号；

所述数据采集电路72，包括前置放大电路，模数转换芯片和FPGA数据采集与缓存器。前置放大电路对CCD驱动电路71读出的模拟信号进行放大，模数转换芯片对采集得到的模拟信号进行模数转换，将得到的数字信号输出给FPGA进行数据采集与缓存，并将数字信号发送到USB通信单元73；

所述USB通信单元73，其与上位机8相连接，实现上位机8对CCD驱动电路71和数据采集电路72的命令控制，以及数据采集电路72向上位机8传输数字信号。

所述控制模块81，控制单色仪2输出分辨率为1nm的不同波长的单色光和三原色光，并控制上位机8接收待测彩色CCD芯片9输出的模拟信号；

所述数字成像模块82，根据通信协议将数据采集电路72输出的数字信号转化为每个图像像素的亮度值，从而显示生成数字图像；

所述数字图像处理模块83，实现rgb空间到L^*a^*b^*空间的转换，即将图像的rgb亮度值对应转换为L^*a^*b^*值，计算L^*a^*b^*空间中待测点与标准点两点的欧几里得距离，该距离的大小表示待测图像色彩与标准图像色彩匹配程度。

参照图2，本发明利用上述测量装置对彩色CCD芯片进行测量的方法，其实现步骤如下：

步骤1，生成待测图像rgb亮度值。

（1a）用氙灯光源1照射单色仪2，通过上位机8对单色仪2进行参数设定，使其输出波长为λ、光谱分辨率为1nm的单色光，λ在200nm～2500nm范围内可调，本实例设λ=400nm；

（1b）单色仪2输出的单色光经过衰减器3，对其光功率进行衰减后，再经过积分球4进行多次反射，输出光辐射均匀度>98%，得到单色均匀面阵光；

（1c）为使单色均匀面阵光不受外界环境干扰，将暗室5的两端分别与积分球4的出口和杜瓦瓶温控室6密闭连接，使积分球4输出的单色均匀面阵光通过暗室5传输到杜瓦瓶温控室6；

（1d）将待测彩色CCD芯片9放置在杜瓦瓶温控室6中，在-10～75℃范围内设置杜瓦瓶温控室6的温度，作为待测彩色CCD芯片9的工作温度，本实例将杜瓦瓶温控室6设置为室温25℃，并将其密闭后抽成真空；

（1e）将待测彩色CCD芯片9与驱动控制电路7连接，驱动控制电路7的输出端连接上位机8，在单色均匀面阵光和待测彩色CCD芯片9温度稳定后，驱动控制电路7为待测彩色CCD芯片9提供所需的驱动时序组和驱动电压，使待测彩色CCD芯片9输出模拟信号，上位机8控制驱动控制电路7接收待测彩色CCD芯片9输出的模拟信号，该模拟信号通过驱动控制电路7转换为数字信号后输出给上位机8，上位机8将该数字信号转化为每个图像像素的亮度值，显示生成数字图像，将其作为待测图像，并计算得到该待测图像的红绿蓝rgb亮度值

步骤2，生成标准图像的rgb亮度值。

（2a）用氙灯光源1照射单色仪2，使其输出波长λ=400nm的单色光，将该单色光转换为CIE标准中相应强度的红、绿、蓝三原色光；由上位机8对单色仪2的参数重新进行设定，使其输出波长为700nm的红色光，波长为546.1nm的绿色光，波长为435.8nm的蓝色光，这三原色的光谱分辨率均为1nm；

（2b）将红、绿、蓝三原色光经过衰减器3，对其光功率进行衰减后，再经过积分球4进行多次反射，输出光辐射均匀度>98%，得到红、绿、蓝三原色均匀面阵光；

（2c）将所述的红、绿、蓝三原色均匀面阵光经过暗室5传输到杜瓦瓶温控室6，驱动控制电路7为待测彩色CCD芯片9提供所需的驱动时序组和驱动电压，使待测彩色CCD芯片9输出模拟信号，上位机8控制驱动控制电路7接收待测彩色CCD芯片9输出的模拟信号，该模拟信号通过驱动控制电路7转换为数字信号后输出给上位机8，上位机8将该数字信号转化为每个图像像素的亮度值，显示生成数字图像，将其作为标准图像，并计算得到该标准图像的rgb亮度值

步骤3，对待测彩色CCD芯片色彩质量进行判断。

（3a）将rgb空间转化为L^*a^*b^*空间，使得待测图像的rgb亮度值转换为L^*a^*b^*空间中的待测点（L₁ ^*,a₁ ^*,b₁ ^*）；同时使得标准图像的rgb亮度值转换为L^*a^*b^*空间中的标准点（L₂ ^*,a₂ ^*,b₂ ^*），

其中，L^*表示颜色的明度，L^*＝0指示黑色，L^*＝100指示白色；a^*表示颜色在绿色和红色之间的位置，a^*为负值指示绿色，a^*为正值指示红色；b^*表示颜色在蓝色和黄色之间的位置，b^*为负值指示蓝色，b^*为正值指示黄色；

（3b）在L^*a^*b^*空间中，计算待测点（L₁ ^*,a₁ ^*,b₁ ^*）与标准点（L₂ ^*,a₂ ^*,b₂ ^*）两点间的欧几里得距离：ΔE^* _ab＝[(L₂ ^*-L₁ ^*)²+(a₂ ^*-a₁ ^*)²+(b₂ ^*-b₁ ^*)²]^1/2，其中L₁ ^*表示待测图像颜色的明度，L₂ ^*表示标准图像颜色的明度，a₁ ^*表示待测图像颜色在绿色和红色之间的位置，a₂ ^*表示标准图像颜色在绿色和红色之间的位置，b₁ ^*表示待测图像颜色在蓝色和黄色之间的位置，b₂ ^*表示标准图像颜色在蓝色和黄色之间的位置。

（3c）用欧几里得距离ΔE^* _ab的大小判断待测图像色彩与标准图像色彩的匹配程度：

当ΔE^* _ab接近零时，即待测图像色彩与标准图像色彩基本匹配，则待测彩色CCD芯片质量合格；

当ΔE^* _ab远远大于零时，即待测图像色彩与标准图像色彩偏差过大，则待测彩色CCD芯片质量不合格。

所述rgb空间与L^*a^*b^*空间转换目前已有成熟的现有技术，例如《桑胜光，珍珠光泽度及色度测量方法的研究，天津：天津大学，2009，2(2)：6～9》；《色度学基础，由jeewah根据CIE15：2004“TECHNICAL REPORT COLORIMETRY”编写》等处均有相关研究，本实例主要按照《色度学基础，由jeewah根据CIE15：2004“TECHNICAL REPORTCOLORIMETRY”编写》的空间转换过程进行，其简述如下：

第一步，在rgb空间中，用如下颜色方程表示CIE颜色匹配：

C≡R(R)+G(G)+B(B)

其中，≡表示匹配，C表示待匹配光谱色，R、G、B表示三刺激值，即匹配某种颜色所需的三原色的量，(R)表示红颜色，(G)表示绿颜色，(B)表示蓝颜色；

第二步，设等能光谱色匹配中，三原色的实际亮度为匹配每一波长为λ的等能光谱色所对应的红、绿、蓝三原色的数量，称为颜色匹配函数，记为即：

$\stackrel{\‾}{r}\left(\mathrm{\λ}\right)={\stackrel{\‾}{r}}_0\left(\mathrm{\λ}\right)/m*\left(R\right)$

$\stackrel{\‾}{g}\left(\mathrm{\λ}\right)={\stackrel{\‾}{g}}_0\left(\mathrm{\λ}\right)/m*\left(G\right),$

$\stackrel{\‾}{b}\left(\mathrm{\λ}\right)={\stackrel{\‾}{b}}_0\left(\mathrm{\λ}\right)/m*\left(B\right)$

其中，m表示等能光谱色的实际最大亮度，*表示相乘；

第三步，对等能光谱进行匹配，得到三刺激值R、G、B如下：

$R=\mathrm{\Σ}\stackrel{\‾}{r}\left(\mathrm{\λ}\right),G=\mathrm{\Σ}\stackrel{\‾}{g}\left(\mathrm{\λ}\right),B=\mathrm{\Σ}\stackrel{\‾}{b}\left(\mathrm{\λ}\right);$

第四步，根据rgb空间中的会出现负值不符合实际的情况，将rgb空间中的均变为正值，即以rgb空间为基础构造假设的CIE-XYZ颜色空间，用X、Y、Z表示匹配某种颜色的三刺激值，转换公式如下：

$\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)=2.768892\stackrel{\‾}{r}\left(\mathrm{\λ}\right)+1.751748\stackrel{\‾}{g}\left(\mathrm{\λ}\right)+1.130160\stackrel{\‾}{b}\left(\mathrm{\λ}\right)$

$\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)=1.000000\stackrel{\‾}{\mathrm{\λ}}\left(\mathrm{\λ}\right)+4.590700\stackrel{\‾}{g}\left(\mathrm{\λ}\right)+0.060100\stackrel{\‾}{b}\left(\mathrm{\λ}\right)$

$\stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)=0\stackrel{\‾}{r}\left(\mathrm{\λ}\right)+0.056508\stackrel{\‾}{g}\left(\mathrm{\λ}\right)+5.594292\stackrel{\‾}{b}\left(\mathrm{\λ}\right)$

其中，分别表示红、绿、蓝颜色匹配函数，

由以上转换公式推出X、Y、Z与R、G、B的关系如下：

X＝2.768892R+1.751748G+1.130160B

Y＝1.000000R+4.590700G+0.060100B

Z＝0R+0.056508G+5.594292B；

第五步，通过如下公式将三刺激值X、Y、Z转换为CIE标准中的L^*、a^*、b^*，即

L^*＝116f(Y/Y_n)-16

a^*＝500[f(X/X_n)-f(Y/Y_n)]

b^*＝200[f(Y/Y_n)-f(Z/Z_n)]

其中，L^*表示颜色的明度，a^*表示颜色在绿色和红色之间的位置，b^*表示颜色在蓝色和黄色之间的位置；X_n、Y_n、Z_n为标准光的三刺激值；

第六步，根据以上步骤求得的三刺激值X、Y、Z，通过X、Y、Z与X_n、Y_n、Z_n的比值求得f(Y/Y_n)、f(X/X_n)、f(Z/Z_n)如下：

如果(X/X_n)＞(24×116)^1/3，则f(X/X_n)＝(X/X_n)^1/3；

如果(X/X_n)≤(24×116)^1/3，则f(X/X_n)＝(841/108)(X/X_n)+16/116；

如果(Y/Y_n)＞(24×116)^1/3，则f(Y/Y_n)＝(Y/Y_n)^1/3；

如果(Y/Y_n)≤(24×116)^1/3，则f(Y/Y_n)＝(841/108)(Y/Y_n)+16/116；

如果(Z/Z_n)＞(24×116)^1/3，则f(Z/Z_n)＝(Z/Z_n)^1/3；

如果(Z/Z_n)≤(24×116)^1/3，则f(Z/Z_n)＝(841/108)(Z/Z_n)+16/116；

第七步，根据f(X/X_n)、f(Y/Y_n)、f(Z/Z_n)的值，由X、Y、Z与L^*、a^*、b^*的转换式分别求得L^*、a^*、b^*值，由L^*、a^*、b^*值形成的点（L^*，a^*，b^*）即为所求的L^*a^*b^*空间点，实现rgb空间与L^*a^*b^*空间的转换。

Claims (2)

1.一种彩色CCD芯片的色彩测量装置，包括:氙灯光源(1)、单色仪(2)、积分球(4)、暗室(5)和杜瓦瓶温控室(6)，该积分球(4)的输出端与暗室(5)的输入端相固定，暗室(5)的输出端与杜瓦瓶温控室(6)前端相固定；该氙灯光源(1)位于单色仪(2)的前端，其特征在于：

单色仪(2)与积分球(4)的输入端之间连接有衰减器(3)，用于产生满足CIE标准中与已知波长单色光相对应强度的三原色光；

杜瓦瓶温控室(6)的后端依次连接有驱动控制电路(7)和上位机(8)，用于生成彩色CCD芯片所成图像的红绿蓝rgb亮度值；

所述驱动控制电路(7)包括：

CCD驱动电路，用于为待测彩色CCD芯片(9)提供所需的驱动时序组和驱动电压，读出待测彩色CCD芯片(9)的模拟信号；

数据采集电路，用于放大并采集待测彩色CCD芯片(9)读出的模拟信号，将其缓存为数字信号，并发送到USB通信单元；

USB通信单元，用于连接CCD驱动电路与上位机(8)，实现上位机(8)向CCD驱动电路传输控制命令以及接收待测彩色CCD芯片(9)输出模拟信号的双向通信；

所述CCD驱动电路包括：

时序模块，用于提供待测彩色CCD芯片(9)成像所需的驱动时序组；

电压模块，用于提供待测彩色CCD芯片(9)成像所需的驱动电压；

接口模块，用于连接待测彩色CCD芯片(9)的输入和输出；

所述数据采集电路包括：

前置放大电路，用于将待测彩色CCD芯片(9)输出的光电流信号转变为电压信号，并将转变后的电压信号传输到模数转换模块；

模数转换模块，用于对采样得到的电压信号进行模数转换，得到的数字信号并输出给FPGA数据采集与缓存模块；

FPGA数据采集与缓存模块，用于采集待测彩色CCD芯片(9)的读出信号，并根据时序要求，对采集到的信号进行行场同步，将采集到的信号缓存在模块中；

所述上位机(8)中设有：

控制模块，用于控制单色仪，调节其输出波长和分辨率，并控制上位机(8)接收待测彩色CCD芯片(9)的输出信号；

数字成像模块，用于读取待测彩色CCD芯片(9)的输出信号，并生成数字图像；

数字图像处理模块，用于计算得到数字图像的rgb亮度值，并实现rgb空间到L^*a^*b^*空间转换后待测图像与标准图像L^*a^*b^*值的匹配，L^*表示颜色的明度，a^*表示颜色在绿色和红色之间的位置，b^*表示颜色在蓝色和黄色之间的位置；

所述数字图像处理模块包括：

亮度值生成子模块，用于计算得到数字图像的rgb亮度值

空间转换子模块，用于将rgb空间转化为L^*a^*b^*空间，将图像的rgb亮度值对应转换为L^*a^*b^*值；

空间匹配子模块，用于计算空间转换后待测图像的L^*a^*b^*值与标准图像的L^*a^*b^*值的差值，判断待测图像的匹配结果。

2.一种利用权利要求1所述装置测量彩色CCD芯片色彩的方法，包括：

(1)生成待测图像rgb亮度值步骤：

(1a)用氙灯光源(1)照射单色仪(2)，通过上位机(8)对单色仪(2)进行参数设定，使其输出波长为λ、光谱分辨率为1nm的单色光，λ在200nm～2500nm范围内；

(1b)该单色光依次经过衰减器(3)和积分球(4)后，输出辐射均匀度>98％的单色均匀面阵光；

(1c)将暗室(5)两端分别与积分球(4)的出口和杜瓦瓶温控室(6)密闭连接，使积分球(4)输出的单色均匀面阵光传输到杜瓦瓶温控室(6)；

(1d)将待测彩色CCD芯片(9)放置在杜瓦瓶温控室(6)中，将杜瓦瓶温控室(6)设置为彩色CCD的工作温度-10～75℃范围内，并将其密闭后抽成真空；

(1e)将待测彩色CCD芯片与驱动控制电路(7)连接，在单色均匀面阵光和待测彩色CCD芯片温度稳定后，由上位机(8)控制待测彩色CCD芯片(9)生成数字图像，将其作为待测图像，并计算该待测图像的rgb亮度值rgb表示红、绿、蓝；

(2)生成标准图像rgb亮度值步骤：

(2a)用氙灯光源(1)照射单色仪(2)，由上位机(8)对单色仪(2)参数进行重新设定，输出波长为λ、光谱分辨率为1nm，且满足CIE标准中相应强度的rgb三原色光，该rgb三原色光依次经过衰减器(3)和积分球(4)，输出辐射均匀度>98％的rgb三原色均匀面阵光；

(2b)将所述的rgb三原色均匀面阵光经过暗室(5)传输到杜瓦瓶温控室(6)，通过上位机(8)控制待测彩色CCD芯片(9)拟合生成数字图像，将其作为标准图像，计算该标准图像的rgb亮度值

(3)待测彩色CCD芯片色彩质量判断步骤：

(3a)将rgb空间转化为L^*a^*b^*空间，使得待测图像的rgb亮度值转换为L^*a^*b^*空间中的待测点(L₁ ^*,a₁ ^*,b₁ ^*)，标准图像的rgb亮度值转换为L^*a^*b^*空间中的标准点(L₂ ^*,a₂ ^*,b₂ ^*)，其中，L^*表示颜色的明度，L^*＝0指示黑色，L^*＝100指示白色；a^*表示颜色在绿色和红色之间的位置，a^*为负值指示绿色，a^*为正值指示红色；b^*表示颜色在蓝色和黄色之间的位置，b^*为负值指示蓝色，b^*为正值指示黄色；

(3b)在L^*a^*b^*空间中，计算待测点(L₁ ^*,a₁ ^*,b₁ ^*)与标准点(L₂ ^*,a₂ ^*,b₂ ^*)两点间的欧几里得距离：ΔE^* _ab＝[(L₂ ^*-L₁ ^*)²+(a₂ ^*-a₁ ^*)²+(b₂ ^*-b₁ ^*)²]^1/2；

(3c)用欧几里得距离ΔE^* _ab的大小表示待测图像色彩与标准图像色彩匹配程度，当ΔE^* _ab接近零时，即待测图像色彩与标准图像色彩基本匹配，则待测彩色CCD芯片质量合格；当ΔE^* _ab远远大于零时，即待测图像色彩与标准图像色彩偏差过大，则待测彩色CCD芯片质量不合格。