CCD相機(jī)的知識簡介

會計(jì)學(xué)1CCD相機(jī)的知識簡介如何準(zhǔn)確地描述一幅圖像一、成像原理第1頁/共125頁感光芯片的設(shè)計(jì)思想：就是分割被描述區(qū)域，用相應(yīng)的灰度填充。一、成像原理第2頁/共125頁實(shí)物圖像數(shù)字量光子模擬量（電壓）電荷光源顯示設(shè)備A/D轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換設(shè)備放大設(shè)備一、成像原理第3頁/共125頁實(shí)物圖像數(shù)字量光子模擬量（電壓）電荷光源顯示設(shè)備A/D轉(zhuǎn)換CCDsensor后端電路一、成像原理第4頁/共125頁實(shí)物圖像光子模擬量（電壓）電荷日光監(jiān)視器CCDsensor相機(jī)后端電路模擬相機(jī)+監(jiān)視器一、成像原理第5頁/共125頁實(shí)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(jī)后端電路模擬相機(jī)+模擬采集卡一、成像原理第6頁/共125頁實(shí)物圖像數(shù)字量光子模擬量（電壓）電荷光源A/D轉(zhuǎn)換CCDsensor相機(jī)后端電路PC數(shù)字采集卡數(shù)字相機(jī)+數(shù)字采集卡一、成像原理第7頁/共125頁由于光電轉(zhuǎn)換設(shè)備和放大設(shè)備都是針對微觀的電荷進(jìn)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的比較第8頁/共125頁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(dǎo)體單晶材料上，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)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(dāng)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(gòu)成了一幅完整的畫面。CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor) 互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，它集成在被稱做金屬氧化物的半導(dǎo)體材料上。第9頁/共125頁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(zhuǎn)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(zhuǎn)換過程是在每個像素上完成的二、CCD和CMOS的比較第10頁/共125頁由于上面所說的結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)決定。成本CMOS便宜一些。二、CCD和CMOS的比較第11頁/共125頁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(biāo)，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(biāo)，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(nèi)。二、CCD和CMOS的比較第12頁/共125頁二、CCD和CMOS的比較因?yàn)镃MOS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(jī)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(zhǔn)確。而CMOS的產(chǎn)品往往通透性一般，對實(shí)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(zhì)量和CCD還是有一定距離的。CCD在圖像的質(zhì)量上更有優(yōu)勢。而常見的高速攝像頭則會采用CMOS芯片。第13頁/共125頁三、CCD的工作過程典型的CCD結(jié)構(gòu)圖第14頁/共125頁三、CCD的工作過程1.有一個光電轉(zhuǎn)換裝置把入射到每一個感光像素上的光子轉(zhuǎn)化為相應(yīng)數(shù)量的電荷。第15頁/共125頁三、CCD的工作過程2.這些電荷可以被儲存起來。第16頁/共125頁三、CCD的工作過程3.電荷可以被有秩序地轉(zhuǎn)移出感光區(qū)域。第17頁/共125頁三、CCD的工作過程3.電荷可以被有秩序地轉(zhuǎn)移出感光區(qū)域。第18頁/共125頁CCD單元部分，就是一個由金屬-氧化物-半導(dǎo)體組成的電容器。這一裝置能夠完成光電轉(zhuǎn)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(shù)再在氧化膜表面做出許多排列整齊的可透光的電極，當(dāng)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(qiáng)度及照射時間成正比。1.光-電轉(zhuǎn)換第19頁/共125頁若在電極上施加一個適當(dāng)?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(nèi)量越多。只要電壓存在，電子就能儲存在勢阱里。當(dāng)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(jìn)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(dá)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(qiáng)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(yīng)的電荷像。2.電荷儲存第20頁/共125頁這一過程存在著以下問題：當(dāng)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(shí)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(dǎo)流管，讓溢出的水流到地上去，不要流到其它桶里。第21頁/共125頁對應(yīng)的方法：A增大單位像素尺寸；B縮短曝光時間； 缺點(diǎn)：對于暗的部分曝光不足C間歇開關(guān)時鐘電壓； 缺點(diǎn)：會降低速度D溢出溝道和溢出門； 缺點(diǎn)：制作復(fù)雜，且還有缺陷所以，增大像素尺寸是最完善的做法。第22頁/共125頁當(dāng)一個CCD芯片感光完畢后。每個像素所轉(zhuǎn)換的電荷包，就按照一行的方向轉(zhuǎn)移出CCD感光區(qū)域。為下一次感光釋放空間。3.電荷轉(zhuǎn)移第23頁/共125頁在同一個像素區(qū)域，應(yīng)該有電荷儲存空間和用來轉(zhuǎn)移的空間。這樣才能順利完成轉(zhuǎn)移。第24頁/共125頁勢阱的深淺由電極上所加電壓的大小決定。電荷在勢阱內(nèi)可以流動，它總是從相鄰淺阱里流進(jìn)深阱中，這種電荷流動稱為電荷轉(zhuǎn)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(nèi)電荷就可以按人為確定的方向轉(zhuǎn)移，直到最終由輸出端輸出。Phase

1Phase

2Phase

3GateSiO2

LayerDirection

of

Transfert0t1t2t3t4第25頁/共125頁電荷轉(zhuǎn)移分單相驅(qū)動、雙相驅(qū)動、三相驅(qū)動及四相驅(qū)動等多種方式，除了電極構(gòu)造及所加電壓波形不同以外，其轉(zhuǎn)移原理是一樣的。四相驅(qū)動方式的驅(qū)動電路比較復(fù)雜，但相鄰勢阱的深度差較大，電荷的存貯量也大，容易實(shí)現(xiàn)隔行掃描，在專業(yè)級攝像機(jī)中應(yīng)用較為廣泛。四相驅(qū)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。第26頁/共125頁CCD根據(jù)轉(zhuǎn)移電極結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)移方式的不同又可以分成：幀轉(zhuǎn)移(FT)方式行間轉(zhuǎn)移(IT)方式幀行間轉(zhuǎn)移(FIT)方式第27頁/共125頁四、CCD的四種類型InterlineTransferFullFrameFrameTransferLine線陣第28頁/共125頁CCD曝光后所產(chǎn)生的電荷都被轉(zhuǎn)移到附近的移位寄存器，通過垂直傳送向下轉(zhuǎn)移到底部，按一定排序輸出，它的優(yōu)點(diǎn)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.Interlinetransfer第29頁/共125頁隔行傳輸?shù)娜秉c(diǎn)是，寄存器占用了感光面的面積，相應(yīng)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(yīng)用會有影響。這種CCD成本較低。

1.Interlinetransfer第30頁/共125頁1.InterlinetransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayInterlineTransfer第31頁/共125頁1.InterlinetransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayInterlineTransfer第32頁/共125頁1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第33頁/共125頁1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第34頁/共125頁1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第35頁/共125頁1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第36頁/共125頁1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第37頁/共125頁1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第38頁/共125頁1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第39頁/共125頁1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第40頁/共125頁1.InterlinetransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayInterlineTransfer第41頁/共125頁1.InterlinetransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayInterlineTransfer第42頁/共125頁1.InterlinetransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayInterlineTransfer第43頁/共125頁1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第44頁/共125頁1.InterlinetransferInterlineTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第45頁/共125頁2.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(yīng)的位置轉(zhuǎn)移。同時，串行寄存器向陣列的出口轉(zhuǎn)移。是一種架構(gòu)更簡單的感光設(shè)計(jì)。鑒于Interline的缺點(diǎn)，F(xiàn)ullFrame可以利用整個感光區(qū)域(沒有寄存區(qū)的設(shè)計(jì))，有效的增大感光面積，同時也適應(yīng)長時間曝光。第46頁/共125頁感光和電荷輸出過程是分開的。因此FullFrame的相機(jī)在傳送電荷時必須使用機(jī)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第47頁/共125頁2.FullframeSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayFullFrame第48頁/共125頁2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第49頁/共125頁2.FullframeFullFrameSerialRegisterOutputNodeActiveArray第50頁/共125頁2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayADC第51頁/共125頁2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第52頁/共125頁2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayADC第53頁/共125頁2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第54頁/共125頁2.FullframeFullFrameADCSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第55頁/共125頁2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第56頁/共125頁2.FullframeFullFrameADCSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第57頁/共125頁2.FullframeFullFrameSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第58頁/共125頁3.FrametransferSerialClocksDirection

ofParallel

ShiftParallelClocksforStorageArrayParallelClocksforImageArrayFrame-Transfer

CCDSerialRegisterImage

ArrayStorage

Array(masked)Fulltransfer的架構(gòu)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(diǎn)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(zhuǎn)移到下方的寄存區(qū)中，本身可以繼續(xù)曝光。這種設(shè)計(jì)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。第59頁/共125頁3.FrametransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayFrameTransfer第60頁/共125頁3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第61頁/共125頁3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第62頁/共125頁3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第63頁/共125頁3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第64頁/共125頁3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第65頁/共125頁3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第66頁/共125頁3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第67頁/共125頁3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第68頁/共125頁3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第69頁/共125頁3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第70頁/共125頁3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第71頁/共125頁3.FrametransferFrameTransferSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第72頁/共125頁FullFrameInterlineTransferFrameTransferHighSpatialResolutionLargeNumberofPixelsGreaterSelectionofCCDFormats100%FillFactorforEntireArrayIntegratewhileClockingHigh-SpeedOperation(Video)Lens-on-ChipTechnologyIntegratewhileClockingHigh-SpeedOperationWellSuitedforComplexReadoutSchemes100%FillFactorinActiveArray第73頁/共125頁4.Line線陣Line線陣CCD是以一維感光點(diǎn)構(gòu)成，利用目標(biāo)物與相機(jī)之間的相對運(yùn)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(jī)慢。第74頁/共125頁上面所述都是按照單行單列的模式進(jìn)行電荷傳輸?shù)摹Ｔ趯?shí)際應(yīng)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)輸出形式第75頁/共125頁1.單輸出(SingleTap)通常是在低分辨率或低速的Line-scanCamera上的設(shè)計(jì)，它的特性是感光后將光轉(zhuǎn)成電荷信號通過單一輸出將數(shù)據(jù)傳遞出去。第76頁/共125頁2.奇偶雙輸出(DualTaps)通常是在高分辨率或?yàn)榱颂岣邆鬏斔俣鹊脑O(shè)計(jì)，它的特性是感光后分成奇數(shù)及偶數(shù)將光轉(zhuǎn)成電荷信號分成兩組將數(shù)據(jù)傳遞出去。要是不小心設(shè)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(shí)數(shù)據(jù)都是空的。第77頁/共125頁3.前后雙輸出(DualTaps)通常是在高分辨率或?yàn)榱颂岣邆鬏斔俣鹊脑O(shè)計(jì)，它的特性是在感光后分成前半段及后半段將光轉(zhuǎn)成電荷信號分成兩組將數(shù)據(jù)傳遞出去。要是不小心設(shè)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(shí)數(shù)據(jù)都是空的。第78頁/共125頁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(lán)光)分別將光線投射至紅、綠、藍(lán)三組CCD上，每個CCD分別將光轉(zhuǎn)成電荷信號輸出，雖然三組CCD分別有獨(dú)立的DataClock，但是因?yàn)楸仨氁猂,G,B的數(shù)據(jù)組合在一起才會變成彩色影像，所以實(shí)際速度并沒有因?yàn)槊總€CCD有獨(dú)立的DataClock而加快。第79頁/共125頁5.四輸出(QuadTaps)通常是在高分辨率或?yàn)榱颂岣邆鬏斔俣鹊脑O(shè)計(jì)，結(jié)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。第80頁/共125頁6.八輸出(OctalTaps)目前這類設(shè)計(jì)出現(xiàn)在超高分辨率的機(jī)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?yàn)榉直媛屎芨叨顾俣却蟠蠼档汀５?1頁/共125頁7.TDI(TimingDelayIntegration)它的CCD結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(yīng)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(yùn)動速度的一致性，要是運(yùn)動速度不穩(wěn)定取像出來會有模糊的情形。第82頁/共125頁六、CCD的同步及曝光模式目前CCD有內(nèi)同步及外同步兩種模式第83頁/共125頁1.FreeRunMode通常又稱內(nèi)同步(SynchronizationMode)模式，像機(jī)廠商在出廠時都會設(shè)定為此模式因此又稱之為FactoryMode。這種同步模式是依照相機(jī)本身內(nèi)部產(chǎn)生的時序曝光，采集卡無法操控相機(jī)取像的時間點(diǎn)，因此采集卡處于被動接收數(shù)據(jù)的角色。而內(nèi)同步模式又可分為Edge-controlledMode

及ProgrammableMode。第84頁/共125頁1.FreeRunModeFreeRun,Edge-controlledMode

曝光時間與線周期時間相等,由一組內(nèi)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(jìn)來時便將數(shù)據(jù)送出。第85頁/共125頁1.FreeRunModeFreeRun,ProgrammableMode

在內(nèi)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。第86頁/共125頁2.ExSync.Mode即是所謂的外同步(ExternalSynchronizationMode)模式，相機(jī)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(shè)備傳送Reset信號去通知相機(jī)曝光，外同步模式又可分為Edge-controlledMode，Level-controlledMode及ProgrammableMode。第87頁/共125頁ExSync.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.Mode第88頁/共125頁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。第89頁/共125頁2.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(shè)定，同時此設(shè)定的曝光時間也決定幀速度。第90頁/共125頁七、CCD的其它相關(guān)知識第91頁/共125頁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(jìn)行轉(zhuǎn)換。這樣做的效果相當(dāng)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。第92頁/共125頁1.BinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayBinning第93頁/共125頁1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第94頁/共125頁1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第95頁/共125頁1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第96頁/共125頁1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第97頁/共125頁1.BinningBinningADCSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第98頁/共125頁1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第99頁/共125頁1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArray第100頁/共125頁1.BinningBinningSerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayADC第101頁/共125頁1.BinningHigh-light,full-resolutionimage第102頁/共125頁1.BinningLow-light,full-resolutionimage第103頁/共125頁1.Binning2x8binnedimageoflow-lightimage第104頁/共125頁2.噪聲DarkCurrentNoise(暗電流)PhotonShotNoise(光子噪聲)ReadNoise(讀出噪聲)HEATCCDDeviceElectronics

LightPhysics第105頁/共125頁2.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(zhǔn)確率主要由光子噪聲來決定。第106頁/共125頁2.噪聲—讀出噪聲(ReadNoise)依靠精細(xì)的電路設(shè)計(jì)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(zhǔn)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(qiáng)弱無關(guān)。第107頁/共125頁2.噪聲第108頁/共125頁2.噪聲—暗電流噪聲(DarkNoise)與器件的環(huán)境溫度有關(guān)；減小暗電流噪聲的方法：冷卻或者M(jìn)PP（數(shù)據(jù)并行處理）技術(shù)。第109頁/共125頁2.噪聲—復(fù)位噪聲又稱為KTC噪聲；與信號處理電路的設(shè)計(jì)有關(guān)；采用相關(guān)采樣技術(shù)來降低。第110頁/共125頁2.噪聲—計(jì)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第111頁/共125頁利用棱鏡，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.彩色的形成第112頁/共125頁利用空間疊放的三片CCD，分別對R，G，B感光。3.彩色的