關(guān)于CCD一些知識的介紹
ccd工作過程
現(xiàn)在CCD在不同場景下應(yīng)用都非常豐富晚凿，從民用到科研的成像亭罪，以及光譜分析、哈特曼等等都是用到了CCD歼秽。這片文章就講述一些關(guān)
于CCD的內(nèi)容应役。
首先CCD工作流程分為幾個(gè)步驟，當(dāng)一個(gè)像素重置后燥筷，主要進(jìn)行下面四個(gè)步驟
1. 光學(xué)曝光扛吞，每個(gè)像素將外界光轉(zhuǎn)化為電子
2. 將電信號存儲到寄存器中
3. 相機(jī)只能一次只能讀取部分?jǐn)?shù)據(jù)，剩下的部分需要經(jīng)過轉(zhuǎn)移后才能獲取
4. 最后就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取
關(guān)于相機(jī)的具體過程荆责，可以參考知乎上的一篇文章滥比，里面有比較詳細(xì)的介紹：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/240675688?tt_from=weixin_moments
相機(jī)的工作模式
自由運(yùn)行模式
連續(xù)運(yùn)行是最快的一種工作方式，因?yàn)樯鲜鏊膫€(gè)步驟是同時(shí)運(yùn)行的做院，而且圖像拍攝是連續(xù)拍攝的盲泛，所以這種方式可以運(yùn)行在最高的速度濒持。
觸發(fā)模式
主要分為軟件觸發(fā)和硬件觸發(fā)兩種形式∷鹿觯可能會(huì)遇到觸發(fā)信號頻率遠(yuǎn)大于相機(jī)最大速率的問題柑营，這種情況下很多儀器的處理方式都是忽
略掉那些過快的多余觸發(fā)信號，有些設(shè)備還會(huì)記錄下未執(zhí)行觸發(fā)信號的個(gè)數(shù)村视。
Standby
這種模式下相機(jī)停止工作的官套，僅僅是讓電腦能夠識別相機(jī)而已。
相機(jī)的一些基本知識
如果用于成像的目的蚁孔，通常相機(jī)前會(huì)添加一組透鏡組奶赔，有匯聚光束，提高能量利用率的作用杠氢。其次相機(jī)只能感受光束的強(qiáng)弱站刑，不能辨別
顏色，因此需要在相機(jī)前添加一個(gè)RGB filter
Color filter(Bayer filter)
雖然一個(gè)像素前只添加了一個(gè)顏色的filter鼻百，但是實(shí)際上绞旅，通過周圍3*3或者5*5個(gè)像素，通過計(jì)算温艇，每個(gè)像素的RGB值都能得到因悲。
Hot pixels
在生產(chǎn)過程中像素受到污染，或者像素到達(dá)他的壽命后勺爱，響應(yīng)已經(jīng)不在是線性的晃琳。而且這些像素點(diǎn)通常都是少數(shù)的，CCD相對于
cmos出現(xiàn)的個(gè)數(shù)更少一些邻寿。若要查找這些點(diǎn)蝎土，可以先將相機(jī)放在一個(gè)黑暗環(huán)境中，搜索圖像中的最亮點(diǎn)绣否，然后將他放在一個(gè)過渡曝
光的環(huán)境中誊涯，尋找圖像中的最暗點(diǎn)。Hot pixels是正常的現(xiàn)象蒜撮，通過軟件是可以解決部分像素問題的暴构。
shutter mode
曝光方式分為兩種，一種是Global shutter段磨，另一種是Rolling shutter取逾。Global shutter指所有像素同時(shí)曝光，而Rolling shutter則是
從上到下分別曝光苹支，他的優(yōu)點(diǎn)是曝光時(shí)間更短砾隅，但是因?yàn)椴皇峭瑫r(shí)曝光的原因，因此當(dāng)拍攝高速移動(dòng)圖像時(shí)债蜜，圖像有可能會(huì)變形晴埂。
Multi Integration mode
當(dāng)我們要拍攝一個(gè)快速移動(dòng)的物體時(shí)究反，一種是以昂貴的價(jià)格購買高速相機(jī)，另一種方法就是可以采用這種模式儒洛，在同一副圖像下進(jìn)行多
次曝光精耐。實(shí)際效果類似于下圖所示，一次拍攝琅锻，多次曝光卦停，一張圖片記錄下整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程。
在Youtube上有一段相關(guān)視頻：
https://www.youtube.com/watch?v=PXdfKQlHPl8
AOI
相機(jī)像素?cái)?shù)量越多恼蓬，那么導(dǎo)致相機(jī)處理時(shí)間以及數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間越長惊完。但是一個(gè)圖像中真正感興趣的區(qū)域只有一部分，設(shè)置感興趣的區(qū)域
為AOI滚秩，讓其他區(qū)域的像素不工作专执。設(shè)置感興趣的區(qū)域的方法有幾種淮捆，第一種設(shè)置只有一個(gè)AOI區(qū)域郁油，這是常見的方法。第二種是設(shè)置
多個(gè)區(qū)域攀痊，但是他們這些區(qū)域的縱橫坐標(biāo)需要相同桐腌，相機(jī)會(huì)把這些圖像合并為一副圖像進(jìn)行輸出。
第三種是設(shè)置多個(gè)區(qū)域苟径，區(qū)域的大小必須相同案站，但是增益、曝光時(shí)間等等可以不同棘街，最終圖像會(huì)按照順序進(jìn)行輸出
Binning
將周圍的幾個(gè)像素合并為一個(gè)像素蟆盐，雖然降低了圖像的分辨率，但是提高的相機(jī)的速度遭殉，圖像成像范圍也沒有發(fā)生變化石挂。合并像素的方
法可以是相加，這種方法可以提高圖像的亮度险污；還可以將幾個(gè)像素取平均痹愚，取平均的方式通常是為了降低噪聲。
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