Part.2—CCD相機知識簡介北京微視凌志技術支持部培訓2008.4Part.2—CCD相機知識簡介北京微視凌志技術支持部培訓實物圖像?圖像采集和處理的過程，最基本的是要把實物盡量真實地反映到虛擬的圖像上一、成像原理實物圖像?圖像采集和處理的過程，最基本的是要把實物盡一、成像如何準確地描述一幅圖像一、成像原理如何準確地描述一幅圖像一、成像原理感光芯片的設計思想：就是分割被描述區(qū)域，用相應的灰度填充。一、成像原理感光芯片的設計思想：就是分割被描述區(qū)域，用相應的灰度填充。一實物圖像數(shù)字量光子模擬量（電壓）電荷光源顯示設備A/D轉換光電轉換設備放大設備一、成像原理實物圖像數(shù)字量光子模擬量（電壓）電荷光源顯示設備A/D轉換光實物圖像數(shù)字量光子模擬量（電壓）電荷光源顯示設備A/D轉換CCDsensor后端電路一、成像原理實物圖像數(shù)字量光子模擬量（電壓）電荷光源顯示設備A/D轉換C實物圖像光子模擬量（電壓）電荷日光監(jiān)視器CCDsensor相機后端電路模擬相機+監(jiān)視器一、成像原理實物圖像光子模擬量（電壓）電荷日光監(jiān)視器CCDsens實物圖像數(shù)字量光子模擬量（電壓）電荷光源PC模擬采集卡CCDsensor相機后端電路模擬相機+模擬采集卡一、成像原理實物圖像數(shù)字量光子模擬量（電壓）電荷光源PC模擬采實物圖像數(shù)字量光子模擬量（電壓）電荷光源A/D轉換CCDsensor相機后端電路PC數(shù)字采集卡數(shù)字相機+數(shù)字采集卡一、成像原理實物圖像數(shù)字量光子模擬量（電壓）電荷光源A/D轉換CCD由于光電轉換設備和放大設備都是針對微觀的電荷進行量化操作。就需要一個精密的器件來完成這兩個過程。我們常用的是

CCD

和CMOS二、CCD和CMOS的比較由于光電轉換設備和放大設備都是針對微觀的電荷進行量化操作。就CCD(ChargeCoupledDevice) 電荷藕合器件圖像傳感器CCD，它集成在高感光度的半導體單晶材料上，能把光線轉變成電荷，通過模數(shù)轉換器芯片轉換成數(shù)字信號。CCD由許多感光單位組成，通常以百萬像素為單位。當CCD表面受到光線照射時，每個感光單位會將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產(chǎn)生的信號加在一起，就構成了一幅完整的畫面。CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor) 互補金屬氧化物半導體，它集成在被稱做金屬氧化物的半導體材料上。CCD(ChargeCoupledDevice)CCDsensor放大A/D光子電子電壓數(shù)字信號CMOS芯片可以在像素上同時完成這兩個步驟CCD與CMOS的光電轉換示意圖：由上面兩圖可看出：CMOS和CCD最大的區(qū)別是CMOS的電荷到電壓轉換過程是在每個像素上完成的二、CCD和CMOS的比較CCDsensor放大A/D光子電子電壓數(shù)字信號CMOS由于上面所說的結構，CCD的電路更改更方便。而由于CMOS的過分集成，電路更改不方便，但可靠性高。CMOS功耗小。CMOS噪聲大。CCD信噪比的典型值一般為45－55dB。CMOS傳感器有固定比CCD傳感器高10倍的噪音。CMOS速度快。由結構決定。成本CMOS便宜一些。二、CCD和CMOS的比較由于上面所說的結構，CCD的電路更改更方便。而由于CMOS的CMOS靈敏度差。CMOS傳感器對光線的靈敏度不好，感光度通常比CCD傳感器低10倍。人眼能看到1Lux照度（滿月的夜晚）以下的目標，CCD傳感器通常能看到比人眼略好，大約能看到在0.1~3Lux照度以下的目標，是CMOS傳感器感光度的3到10倍。CMOS傳感器的感光度一般在6到15Lux的范圍內。二、CCD和CMOS的比較CMOS靈敏度差。二、CCD和CMOS的比較二、CCD和CMOS的比較因為CMOS傳感器在10Lux以下基本沒用，因此大量工業(yè)及廣播級攝像機都使用CCD傳感器，CMOS傳感器一般用于低端產(chǎn)品。在相同像素下CCD的成像通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準確。而CMOS的產(chǎn)品往往通透性一般，對實物的色彩還原能力偏弱，曝光也不太好。

由于自身物理特性的原因，CMOS的成像質量和CCD還是有一定距離的。CCD在圖像的質量上更有優(yōu)勢。而常見的高速攝像頭則會采用CMOS芯片。二、CCD和CMOS的比較因為CMOS三、CCD的工作過程典型的CCD結構圖三、CCD的工作過程典型的CCD結構圖三、CCD的工作過程1.有一個光電轉換裝置把入射到每一個感光像素上的光子轉化為相應數(shù)量的電荷。三、CCD的工作過程1.有一個光電轉換裝置把入射到每一個三、CCD的工作過程2.這些電荷可以被儲存起來。三、CCD的工作過程2.這些電荷可以被儲存起來。三、CCD的工作過程3.電荷可以被有秩序地轉移出感光區(qū)域。三、CCD的工作過程3.電荷可以被有秩序地轉移出感光區(qū)域三、CCD的工作過程3.電荷可以被有秩序地轉移出感光區(qū)域。三、CCD的工作過程3.電荷可以被有秩序地轉移出感光區(qū)域CCD單元部分，就是一個由金屬-氧化物-半導體組成的電容器。這一裝置能夠完成光電轉換。在P型單晶硅的襯底上做一層絕緣氧化膜，通過活化置換技術再在氧化膜表面做出許多排列整齊的可透光的電極，當光線通過時，氧化膜與P型單晶硅之間產(chǎn)生電荷，其電荷的數(shù)量與光照強度及照射時間成正比。1.光-電轉換CCD單元部分，就是一個由金屬-氧化物-半導體組成的電容器。若在電極上施加一個適當?shù)恼妷?，會形成電荷耗盡區(qū)，即能夠吸引電子的勢阱。電極上所加的電壓越高，勢阱越深，電荷留在阱內量越多。只要電壓存在，電子就能儲存在勢阱里。當景物的光照射到CCD時，具有光敏特性的P型硅在光量子的激發(fā)下產(chǎn)生電子-空穴對，空穴移向襯底而消失，電子進入勢阱并存儲在那里。由于絕緣氧化物層使得電子不能穿過而到達電極，因此存貯在勢阱里的電子形成了電荷包，其電荷量的多少與光照強度成正比，于是所有電極下的電荷包就組成了與景物相對應的電荷像。2.電荷儲存若在電極上施加一個適當?shù)恼妷海瑫纬呻姾珊谋M區(qū)，即能夠吸引這一過程存在著以下問題：當一個像素聚集過多的電荷后，就會出現(xiàn)電荷溢出，溢出的電荷會跑到相鄰的像素勢阱里去。這樣電荷的電量就不能如實反映原物。要避免這種情況發(fā)生的方法：A把桶做大些；B減少測量時間；C把裝滿水的桶倒出一些；D做個導流管，讓溢出的水流到地上去，不要流到其它桶里。這一過程存在著以下問題：對應的方法：A增大單位像素尺寸；B縮短曝光時間； 缺點：對于暗的部分曝光不足C間歇開關時鐘電壓； 缺點：會降低速度D溢出溝道和溢出門； 缺點：制作復雜，且還有缺陷所以，增大像素尺寸是最完善的做法。對應的方法：當一個CCD芯片感光完畢后。每個像素所轉換的電荷包，就按照一行的方向轉移出CCD感光區(qū)域。為下一次感光釋放空間。3.電荷轉移當一個CCD芯片感光完畢后。每個像素所轉換的電荷包，就按照一在同一個像素區(qū)域，應該有電荷儲存空間和用來轉移的空間。這樣才能順利完成轉移。在同一個像素區(qū)域，應該有電荷儲存空間和用來轉移的空間。這樣才勢阱的深淺由電極上所加電壓的大小決定。電荷在勢阱內可以流動，它總是從相鄰淺阱里流進深阱中，這種電荷流動稱為電荷轉移。若有規(guī)律改變電極電壓，則勢阱的深度就會隨之變化，勢阱內電荷就可以按人為確定的方向轉移，直到最終由輸出端輸出。Phase

1Phase

2Phase

3GateSiO2

LayerDirection

of

Transfert0t1t2t3t4勢阱的深淺由電極上所加電壓的大小決定。電荷在勢阱內可以流動，電荷轉移分單相驅動、雙相驅動、三相驅動及四相驅動等多種方式，除了電極構造及所加電壓波形不同以外，其轉移原理是一樣的。四相驅動方式的驅動電路比較復雜，但相鄰勢阱的深度差較大，電荷的存貯量也大，容易實現(xiàn)隔行掃描，在專業(yè)級攝像機中應用較為廣泛。四相驅動方式即將絕緣層上的電極按列的方式每四個分為一組，形成一個象素單元，每組電極分別加上不同的偏置電壓，則在電極下絕緣膜與P型硅之間就產(chǎn)生不同深度的勢阱，如果有規(guī)律地改變電極上的電壓值，使勢阱產(chǎn)生變化，就可以使電子定向移動，這也就是CCD的掃描讀出原理。電荷轉移分單相驅動、雙相驅動、三相驅動及四相驅動等多種方式，CCD根據(jù)轉移電極結構及轉移方式的不同又可以分成：幀轉移(FT)方式行間轉移(IT)方式幀行間轉移(FIT)方式CCD根據(jù)轉移電極結構及轉移方式的不同又可以分成：四、CCD的四種類型InterlineTransferFullFrameFrameTransferLine線陣四、CCD的四種類型CCD曝光后所產(chǎn)生的電荷都被轉移到附近的移位寄存器，通過垂直傳送向下轉移到底部，按一定排序輸出，它的優(yōu)點在于曝光后即可將電荷儲存在寄存器，繼續(xù)拍照速度較快，感光和傳輸不在同一列，從而避免了兩者之間的沖突。1.InterlinetransferCCD曝光后所產(chǎn)生的電荷都被轉移到附近的移位寄存器，通過垂直隔行傳輸?shù)娜秉c是，寄存器占用了感光面的面積，相應地犧牲了動態(tài)范圍。芯片并不是所有面積都在感光，這樣，對于定位測量要求比較高的應用會有影響。這種CCD成本較低。

1.Interlinetransfer隔行傳輸?shù)娜秉c是，寄存器占用了感光面的面積，相應地犧牲了動1.InterlinetransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayInterlineTransfer1.InterlinetransferSerialRe1.InterlinetransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayInterlineTransfer1.InterlinetransferSerialRe1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.InterlinetransferInterline1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.InterlinetransferInterline1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.InterlinetransferInterline1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.InterlinetransferInterline1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.InterlinetransferInterline1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.InterlinetransferInterline1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.InterlinetransferInterline1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.InterlinetransferInterline1.InterlinetransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayInterlineTransfer1.InterlinetransferSerialRe1.InterlinetransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayInterlineTransfer1.InterlinetransferSerialRe1.InterlinetransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayInterlineTransfer1.InterlinetransferSerialRe1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.InterlinetransferInterline1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.InterlinetransferInterline2.Fullframe陣列的每一個像素都感光。傳輸時，每一列向單行串行寄存器上相對應的位置轉移。同時，串行寄存器向陣列的出口轉移。是一種架構更簡單的感光設計。鑒于Interline的缺點，F(xiàn)ullFrame可以利用整個感光區(qū)域(沒有寄存區(qū)的設計)，有效的增大感光面積，同時也適應長時間曝光。2.Fullframe陣列的每一個像素都感光和電荷輸出過程是分開的。因此FullFrame的相機在傳送電荷時必須使用機械快門(無法使用電子快門)，同時也限制了FullFrame

CCD連續(xù)拍照的能力。2.Fullframe感光和電荷輸出過程是分開的。因此FullFrame的相機在2.FullframeSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayFullFrame2.FullframeSerialRegisterPr2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray2.FullframeFullFrameSerial2.FullframeFullFrameSerialRegisterOutputNodeActiveArray2.FullframeFullFrameSerial2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayADC2.FullframeFullFrameSerial2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray2.FullframeFullFrameSerial2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayADC2.FullframeFullFrameSerial2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray2.FullframeFullFrameSerial2.FullframeFullFrameADCSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray2.FullframeFullFrameADCSeri2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray2.FullframeFullFrameSerial2.FullframeFullFrameADCSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray2.FullframeFullFrameADCSeri2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray2.FullframeFullFrameSerial3.FrametransferSerialClocksDirection

ofParallel

ShiftParallelClocksforStorageArrayParallelClocksforImageArrayFrame-Transfer

CCDSerialRegisterImage

ArrayStorage

Array(masked)Fulltransfer的架構介于Interline和FullFrame之間，它分成上下兩個部分，上半部是感光區(qū)，下半部是暫存區(qū)。整體來說FrameTransfer非常類似FullFrame，它的特點在于直接規(guī)劃一個大型寄存區(qū)。一旦CCD工作，它可以迅速將電荷轉移到下方的寄存區(qū)中，本身可以繼續(xù)曝光。這種設計讓FullTransfer同Interline一樣可使用電子快門，同時也增加了感光面積和速度，兼顧動、靜態(tài)的拍攝能力。3.FrametransferSerialClocksD3.FrametransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayFrameTransfer3.FrametransferSerialRegist3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray3.FrametransferFrameTransfe3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray3.FrametransferFrameTransfe3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray3.FrametransferFrameTransfe3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray3.FrametransferFrameTransfe3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray3.FrametransferFrameTransfe3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray3.FrametransferFrameTransfe3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray3.FrametransferFrameTransfe3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray3.FrametransferFrameTransfe3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray3.FrametransferFrameTransfe3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray3.FrametransferFrameTransfe3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray3.FrametransferFrameTransfe3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray3.FrametransferFrameTransfeFullFrameInterlineTransferFrameTransferHighSpatialResolutionLargeNumberofPixelsGreaterSelectionofCCDFormats100%FillFactorforEntireArrayIntegratewhileClockingHigh-SpeedOperation(Video)Lens-on-ChipTechnologyIntegratewhileClockingHigh-SpeedOperationWellSuitedforComplexReadoutSchemes100%FillFactorinActiveArrayFullFrameInterlineTransferFr4.Line線陣Line線陣CCD是以一維感光點構成，利用目標物與相機之間的相對運動來掃描圖像。由于照片是一行行組成，所以速度比使用2維CCD（面陣）的相機慢。4.Line線陣Line線陣CCD是以一維感光點構成，上面所述都是按照單行單列的模式進行電荷傳輸?shù)?。在實際應用中如果單行的像素太多，會影響傳輸速度。這時可以使用多通道傳輸。五、CCD的數(shù)據(jù)輸出形式上面所述都是按照單行單列的模式進行電荷傳輸?shù)?。在實際應用中如1.單輸出(SingleTap)通常是在低分辨率或低速的Line-scanCamera上的設計，它的特性是感光后將光轉成電荷信號通過單一輸出將數(shù)據(jù)傳遞出去。1.單輸出(SingleTap)通常是在低分辨率或低速2.奇偶雙輸出(DualTaps)通常是在高分辨率或為了提高傳輸速度的設計，它的特性是感光后分成奇數(shù)及偶數(shù)將光轉成電荷信號分成兩組將數(shù)據(jù)傳遞出去。要是不小心設定成單輸出，影像就會如同上圖所示，影像會有垂直的空隙，影像在放大時便會發(fā)現(xiàn)pixel跟pixel中間的黑色影像，其實數(shù)據(jù)都是空的。2.奇偶雙輸出(DualTaps)通常是在高分辨率或為3.前后雙輸出(DualTaps)通常是在高分辨率或為了提高傳輸速度的設計，它的特性是在感光后分成前半段及后半段將光轉成電荷信號分成兩組將數(shù)據(jù)傳遞出去。要是不小心設定成單輸出，影像就會如上圖所示，影像只有一半，另一半變成黑色影像，其實數(shù)據(jù)都是空的。3.前后雙輸出(DualTaps)通常是在高分辨率或為4.三輸出(TripleTaps)通常是用在RGB彩色CCD上，棱鏡會依據(jù)光譜的波長特性(紅光波長最長，再來是綠光，再來是藍光)分別將光線投射至紅、綠、藍三組CCD上，每個CCD分別將光轉成電荷信號輸出，雖然三組CCD分別有獨立的DataClock，但是因為必須要R,G,B的數(shù)據(jù)組合在一起才會變成彩色影像，所以實際速度并沒有因為每個CCD有獨立的DataClock而加快。4.三輸出(TripleTaps)通常是用在RGB5.四輸出(QuadTaps)通常是在高分辨率或為了提高傳輸速度的設計，結合了雙輸出的奇偶輸出加上前后段輸出的特性分成四組，讓取像速度加快變成四倍。5.四輸出(QuadTaps)通常是在高分辨率或為了提6.八輸出(OctalTaps)目前這類設計出現(xiàn)在超高分辨率的機種上，除了分出前后段，而且各分出四組輸出，因此取像速度可以提高成八倍而不會因為分辨率很高而使速度大大降低。6.八輸出(OctalTaps)目前這類設計出現(xiàn)在超高7.TDI(TimingDelayIntegration)它的CCD結構比較特殊，并非是單排感光而是96排一起感光，即同樣的一次曝光時間下它會累積96排的感光量轉換成電荷信號之后再傳輸出去，由于累積的亮度較一般的CCD高，故較適合應用在光線較暗無法提供充足亮度的系統(tǒng)上。但是這種型式十分注重取像頻率及運動速度的一致性，要是運動速度不穩(wěn)定取像出來會有模糊的情形。7.TDI(TimingDelayIntegrati六、CCD的同步及曝光模式目前CCD有內同步及外同步兩種模式六、CCD的同步及曝光模式目前CCD有內同步及外同步兩種模1.FreeRunMode通常又稱內同步(SynchronizationMode)模式，像機廠商在出廠時都會設定為此模式因此又稱之為FactoryMode。這種同步模式是依照相機本身內部產(chǎn)生的時序曝光，采集卡無法操控相機取像的時間點，因此采集卡處于被動接收數(shù)據(jù)的角色。而內同步模式又可分為Edge-controlledMode

及ProgrammableMode。1.FreeRunMode通常又稱內同步(Synchr1.FreeRunModeFreeRun,Edge-controlledMode

曝光時間與線周期時間相等,由一組內部控制信號產(chǎn)生一個上升沿作為開始曝光的信號，直到下一個周期的上升沿信號進來時便將數(shù)據(jù)送出。1.FreeRunModeFreeRun,Edge1.FreeRunModeFreeRun,ProgrammableMode

在內部控制信號產(chǎn)生一個方波，下降沿時開始曝光，以此縮短曝光時間，但是曝光周期還是維持不變。1.FreeRunModeFreeRun,Prog2.ExSync.Mode即是所謂的外同步(ExternalSynchronizationMode)模式，相機本身并不會主動產(chǎn)生時序去曝光，而是通過采集卡或者其它外部設備傳送Reset信號去通知相機曝光，外同步模式又可分為Edge-controlledMode，Level-controlledMode及ProgrammableMode。2.ExSync.Mode即是所謂的外同步(ExternExSync.Edge-controlledMode由外部送來的信號作為同步觸發(fā)信號，主要是取上升沿作為開始曝光的信號，由外同步信號的周期決定曝光時間及幀速度。2.ExSync.ModeExSync.Edge-controlledMode2.2.ExSync.ModeExSync.Level-controlledMode由外部送來的信號作為同步觸發(fā)信號，主要是取下降沿作為開始曝光的信號，由外同步信號的周期決定幀速度。2.ExSync.ModeExSync.Level-c2.ExSync.ModeExSync.ProgrammableMode由外部信號作為同步觸發(fā)信號，但此上升沿僅作為開始曝光的決定信號，曝光時間長短可由使用者設定，同時此設定的曝光時間也決定幀速度。2.ExSync.ModeExSync.Program七、CCD的其它相關知識七、CCD的其它相關知識1.Binning更高的動態(tài)范圍更高的信噪比更快的數(shù)據(jù)讀出速度圖像的分辨率隨像素尺寸的大小而變化Binning的作用在于把相臨幾個像素所積累的電荷累加起來作為一個電荷進行轉換。這樣做的效果相當于把幾個像素拼成了一個大像素使用。速度快但分辨率降低。1.Binning更高的動態(tài)范圍Binning的作用在于1.BinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayBinning1.BinningSerialRegisterPream1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.BinningBinningSerialRegist1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.BinningBinningSerialRegist1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.BinningBinningSerialRegist1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.BinningBinningSerialRegist1.BinningBinningADCSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.BinningBinningADCSerialReg1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.BinningBinningSerialRegist1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray1.BinningBinningSerialRegist1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayADC1.BinningBinningSerialRegist1.BinningHigh-light,full-resolutionimage1.BinningHigh-light,full-res1.BinningLow-light,full-resolutionimage1.BinningLow-light,full-reso1.Binning2x8binnedimageoflow-lightimage1.Binning2x8binnedimageof2.噪聲DarkCurrentNoise(暗電流)PhotonShotNoise(光子噪聲)ReadNoise(讀出噪聲)HEATCCDDeviceElectronics

LightPhysics2.噪聲DarkCurrentNoisePhoton2.噪聲—光子噪聲(PhotonNoise)由器件和工藝造成的；噪聲大小=電子數(shù)目的平方根；很難消除，不易處理；如果光子噪聲超過讀出噪聲，數(shù)據(jù)的準確率主要由光子噪聲來決定。2.噪聲—光子噪聲(PhotonNoise)由器件和工藝2.噪聲—讀出噪聲(ReadNoise)依靠精細的電路設計來盡量減小讀出噪聲；在光信號較低的條件下，一般讀出噪聲都大于光子噪聲，此時數(shù)據(jù)的準確率是由讀出噪聲來決定的；讀出噪聲的大小與光信號的強弱無關。2.噪聲—讀出噪聲(ReadNoise)依靠精細的電路設2.噪聲2.噪聲2.噪聲—暗電流噪聲(DarkNoise)與器件的環(huán)境溫度有關；減小暗電流噪聲的方法：冷卻或者MPP（數(shù)據(jù)并行處理）技術。2.噪聲—暗電流噪聲(DarkNoise)與器件的環(huán)境溫2.噪聲—復位噪聲又稱為KTC噪聲；與信號處理電路的設計有關；采用相關采樣技術來降低。2.噪聲—復位噪聲又稱為KTC噪聲；2.噪聲—計算公式TotalNoise=PhotonNoise)2+(ReadNoise)2+(DarkNoise)2系統(tǒng)噪聲=所有類型的噪聲的積分和2.噪聲—計算公式TotalNoise=Phot利用棱鏡，將光線折射成三部分，在R，G，B三束光線的方向上分別帖上三片感光片各自感光。3.彩色的形成利用棱