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CCD是如何成像的

CCD成像,用相机拍摄景物时,景物反射的光线通过相机的镜头透射到CCD上。

1、CCD成像原理

(1)用相机拍摄景物时,景物反射的光线通过相机的镜头传播到CCD上。

(2)当CCD曝光后,光电二极管受光线刺激释放电荷,从而产生感光元件的电信号。

(3)CCD控制芯片利用感光元件中的控制信号线控制光电二极管产生的电流,由电流传输电路输出,CCD收集一次成像产生的电信号,统一输出到放大器。

(4)放大和滤波后的电信号被发送到A/D,由A/D将电信号(此时为模拟信号)转换为数字信号,与电信号的强度成正比。这些值实际上是图像数据。

(5)但仅靠第四步获得的图像数据不能直接生成图像,还要输出到数字信号处理器(DSP)。在DSP在此过程中,这些图像数据经过颜色校正和白平衡处理(取决于用户在相机中的设置),然后存储为图像文件。疑问:没有DSP图像的处理方法是什么?FPGA吗?

(6)最后,将图像文件写入存储器(内置或外置存储器)。

2、CCD成像技术的特点

高分辨率、高速、高图像质量。

3.新知识点

1、CCD

CCD 指电荷耦合器件,是一种用电荷表示信号大小、耦合传输信号的检测元件,具有自扫描、感觉波谱范围宽、畸变小、体积小、重量轻、系统噪声低、功耗小、寿命长、可靠性高等一系列优点,可制成高集成组合。电荷耦合器件(CCD)是20世纪70年代初开发的一种新型半导体器件。

CCD相当于传统光学相机的胶卷。一般来说,CCD尺寸越大,捕获的光子越多,感光性越好,信噪比越低。

2、DSP

DSP即数字信号处理器,是一种特别适合数字信号处理操作的微处理器,其主要应用是实时快速实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有以下主要特点:

  • 乘法和加法可以在指令周期内完成;
  • 可以同时访问程序和数据空间;
  • 片中有快速RAM,通常中通常可以同时访问独立的数据总线;
  • 硬件支持低成本或无成本循环和跳转;
  • 快速中断处理和硬件I/O支持;
  • 多个硬件地址生成器在单周期内操作;
  • 多个操作可以并行执行;
  • 支持流水线操作,使指、译码、执行等操作重叠。

当然,与通用微处理器相比,DSP芯片的其他通用功能相对较弱。

标签: ccd传感器电荷产生

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