CCD成像,用相機拍攝景物時,景物反射的光線通過相機的鏡頭透射到CCD上。

1、CCD成像原理

(1)用相機拍攝景物時,景物反射的光線通過相機的鏡頭透射到CCD上。

(2)當CCD曝光後,光電二極管受到光線的激發釋放出電荷,感光元件的電信號便由此產生。

(3)CCD控制芯片利用感光元件中的控制信號線路對光電二極管產生的電流進行控制,由電流傳輸電路輸出,CCD會將一次成像產生的電信號收集起來,統一輸出到放大器。

(4)經過放大和濾波後的電信號被送到A/D,由A/D將電信號(此時為模擬信號)轉換為數字信號,數值的大小和電信號的強度即電壓的高低成正比。這些數值其實就是圖像的數據了。

(5)不過單依靠第4步所得到的圖像數據還不能直接生成圖像,還要輸出到數字信號處理器(DSP)。在DSP中,這些圖像數據被進行色彩校正、白平衡處理(視用户在相機中的設定而定)等後期處理,編碼為相機所支持的圖像格式、分辨率等數據格式,然後才會被存儲為圖像文件。疑問:沒有DSP是通過什麼處理圖像的?使用FPGA嗎?

(6)最後,圖像文件就被寫入到存儲器上(內置或外置存儲器)。

2、CCD成像技術特性

高分辨率、高速速度、高圖像質量。

3、新增知識點

1、CCD

CCD 是指電荷耦合器件,是一種用電荷量表示信號大小,用耦合方式傳輸信號的探測元件,具有自掃描、感受波譜範圍寬、畸變小、體積小、重量輕、系統噪聲低、功耗小、壽命長、可靠性高等一系列優點,並可做成集成度非常高的組合件。電荷耦合器件(CCD)是20世紀70年代初發展起來的一種新型半導體器件。

CCD相當於光學傳統相機的膠捲。一般來説,CCD的尺寸越大,捕獲的光子越多,感光性就越好,信噪比也就越低。

2、DSP

DSP即數字信號處理器,是一種特別適合於進行數字信號處理運算的微處理器,其主要應用是實時快速地實現各種數字信號處理算法。根據數字信號處理的要求,DSP芯片一般具有如下主要特點:

  • 在一個指令週期內可完成一次乘法和一次加法;
  • 程序和數據空間分開,可以同時訪問指令和數據;
  • 片內具有快速RAM,通常可通過獨立的數據總線在兩塊中同時訪問;
  • 具有低開銷或無開銷循環及跳轉的硬件支持;
  • 快速的中斷處理和硬件I/O支持;
  • 具有在單週期內操作的多個硬件地址產生器;
  • 可以並行執行多個操作;
  • 支持流水線操作,使取指、譯碼和執行等操作可以重疊執行。

當然,與通用微處理器相比,DSP芯片的其他通用功能相對較弱些。