数码影像技术ppt课件

1、数数 码码 影影 像像 技技 术术 光光 机机 电电 技术的完美结合技术的完美结合本本 章章 主主 要要 内内 容容 感光资料感光资料 CCD、CMOS 数码相机数码相机 Digital Still Camera,DSC 数码摄像机数码摄像机Digital Video Camera) 数字摄像头数字摄像头Web-camera/PC-camera8.1: 数码影像设备的感光媒体 图像传感器、影像传感器、光电转换器的作用是将接遭到的光信号转换为模拟的电信号。 目前的感光媒体主要有: CCD(Charge Coupled Device)电荷巧合器 CMOS(Complementary Metal O

2、xide Semiconductor)互补型金属氧化物半导体器件8.1.1 CCD器件 一、分类 根据CCD器件的光敏成像单元的陈列构造不同，分成： 线阵型CCD 面阵型CCD 蜂巢型CCD8.1.1 CCD器件 三种器件的区别三种器件的区别类别成像单元主要特点应用线阵型单条直线形排列逐行扫描、速度很慢室内扫描型相机、扫描仪面阵型二维平面矩阵形排列一次曝光速度快相机、摄像机、数字摄像机蜂巢型八角形、呈度排列速度快、分辨率高相机、摄像机、数字摄像机upper CCD 1、SCCD在光敏单元的陈列方式上的改良upper CCD 、影像质量的提升 有效光敏成像单元的数目是传统CCD的1.6倍。 大面

3、积的八角构成像单元提高了CCD的感光度。 电信号的快速传输，适宜采用高速电子快门 面积小、功耗低CCD器件的任务原理 、CCD器件的构造及其光电转换原理CCD器件的任务原理 、CCD器件的任务过程CCD彩色图象传感器 CCD 的组成主要是由一个类似马赛的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。目前有才干消费电子线路矩阵所组成。目前有才干消费 CCD 的公司分别为：的公司分别为：SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji、SANYO和和Sharp，多半是日本厂商。，多半是日本厂商。 分解分解CCD 构

4、造可以发现，为了协助构造可以发现，为了协助 CCD 可以组合呈彩色影像，网格被开可以组合呈彩色影像，网格被开展成具有规那么陈列的颜色矩阵，这些展成具有规那么陈列的颜色矩阵，这些网格以红网格以红R、绿、绿G和蓝和蓝B滤镜片所组成滤镜片所组成三原色三原色CCD，亦有补色，亦有补色CCD 为为CMYG . Y黄色。每一个黄色。每一个CCD元件由元件由上百万个上百万个 MOS电容所构成光点的多电容所构成光点的多寡端看寡端看CCD 的画素而定。的画素而定。上：增光镜片上：增光镜片中：色块网格中：色块网格下：感应线路下：感应线路CCD图像传感器小结 荷耦合器件的突出特点是以电荷作为信号，而不荷耦合器件的突

5、出特点是以电荷作为信号，而不同于其他大多数器件是以电流或者电压为信号。同于其他大多数器件是以电流或者电压为信号。 所以的根本功能是电荷的存储和电荷的转所以的根本功能是电荷的存储和电荷的转移。它存储由光或电鼓励产生的信号电荷，当对移。它存储由光或电鼓励产生的信号电荷，当对它它 施加特定时序的脉冲时，其存储的信号电荷便能施加特定时序的脉冲时，其存储的信号电荷便能在在CCD内作定向传输。任务过程的主要问内作定向传输。任务过程的主要问题题 是信号电荷的产生，存储，传输，和检测。是信号电荷的产生，存储，传输，和检测。CMOS图像传感器 与CCD的主要区别：在于光电转换后信息传送的方式不同。 信息读出速度

6、快、方式简单、耗电低、体积小、分量轻、集成度高、价钱低。 很容易与AD电路、数字信号处置等电路集成在一同。8.2 数码相机 一、概述 开展历程 1981：第一代产品 1984：样机研制完成 1988：实现了商品化 分类 、按传感器分三类 、按对计算机的依赖性分 联机型和脱机型8.2 数码相机 、按机身构造分 单反型 轻便型 后背型 、按接口分 USB PP PCI数码相机的构造组成原理数码相机的构造组成原理数码相机的电路组成原理 、多芯片电路组成原理数码相机的电路组成原理 、单芯片电路组成原理数码相机CCDX3技术 2002年初，富士发布第三代年初，富士发布第三代Super CCD。2003年

7、初，富士发布第四代年初，富士发布第四代Super CCD 普通普通CCD任务原理任务原理现时，几乎一切现时，几乎一切CCD都是每颗像素撷都是每颗像素撷取一种原色红、蓝、绿，所以差不多一取一种原色红、蓝、绿，所以差不多一切三原色都会透过模拟讯号转换，以梅花间切三原色都会透过模拟讯号转换，以梅花间竹方式综合成为影像。由于像素与像素之间竹方式综合成为影像。由于像素与像素之间的颜色需求平衡和互补空缺情况，所以由传的颜色需求平衡和互补空缺情况，所以由传统统CCD拍摄的影像在放大后，很多时都会拍摄的影像在放大后，很多时都会出现朦胧及颜色失真的景象。出现朦胧及颜色失真的景象。数码相机CCDX3技术 2002

8、年年2月，美国月，美国Foveon公司发布多层感色公司发布多层感色CCD技术。在技术。在Foveon公司发表公司发表X3技术之前，普通技术之前，普通CCD的构造是类似以蜂窝状的滤色版见以下的构造是类似以蜂窝状的滤色版见以下图，下面垫上感光器，藉以断定入射的光线是图，下面垫上感光器，藉以断定入射的光线是RGB三原色的哪一种。三原色的哪一种。 数码相机CCDX3技术 然而，蜂窝技术美国又称为马赛克技术的缺然而，蜂窝技术美国又称为马赛克技术的缺陷在于：分辨率无法提高，辩色才干差以及制造陷在于：分辨率无法提高，辩色才干差以及制造本钱高昂。也因此，这些年来高阶本钱高昂。也因此，这些年来高阶CCD的消费不的消费不断被日本所垄断。新的断被日本所垄断。新的X3技术让电子科技胜利的技术让电子科技胜利的模拟模拟“真实底片的感色原理见以下图，依真实底片的感色原理见以下图，依光线的吸收波长逐层感色，对应蜂窝技术一个像光线的吸收波长逐层感色，对应蜂窝技术一个像素只能感应一个颜色的缺陷，素只能感应一个颜色的缺陷，X3的同样一个像素的同样一个像素可以感应可以感应3种不同的颜色，大大提高了影像的质种不同的颜色，大大提高了影像的质量与颜色表现。量与颜色表现。 数码相机CCDX3技术 X3还有一项特性，那就是支持更强悍的CCD运算技术VPS(Vari