CCD图像传感器的固定图形噪声分析与预积分

"固定图形噪声-预积分总结与公式推导20180827" 本文主要讨论了固定图形噪声（Fixed Pattern Noise，简称FPN）在摄影图像中的表现和原因，尤其聚焦于CCD图像传感器。固定图形噪声是指在摄影画面中固定位置出现的噪声，通常由于像素间的特性差异造成。它可能表现为点状、线状或斑纹状，严重影响图像质量。 CCD图像传感器中，固定图形噪声主要分为以下几种类型： 1. 暗自点、白色损伤、暗颗粒：这些现象与光电二极管的暗电流不均匀有关。暗电流是在无光照或弱光环境下，光电二极管产生的电流，其大小受温度影响且与存储时间成正比。 2. 低Pll度黑点：这种情况发生在垂直CCD的传输过程中，表明传输质量下降。 3. 弱光通量下的直线噪声：这是水平CCD在低光照条件下的问题。 4. 亮自点、亮点、黑点：与光通量无关，主要由光电二极管的感光度不均匀引起。 5. 亮斑纹：同样与感光度不均匀有关，可能导致图像中出现明显的亮点或色块。 固定图形噪声的根源在于光电二极管的暗电流不均匀性。理想的光电二极管应该是由均匀的结晶制成，但实际生产中，由于结晶缺陷、重金属污染等因素，即使高质量的半导体材料也无法完全避免暗电流的产生。暗电流是由于电子在结晶缺陷或重金属污染区域复合时，受到电场加速撞击而产生新的电子-空穴对的结果。 文章还提到了CCD图像传感器和CMOS图像传感器的应用。虽然最初主要应用于数字摄影和摄像，但随着技术的发展，它们已被广泛用于手机、个人计算机和PDA等小型设备中。书中详细介绍了这两种传感器的工作原理、构造、特性以及应用技术，特别强调了随着片上系统（System on Chip, SoC）的发展，CMOS图像传感器在更多领域的潜力。 固定图形噪声是影响CCD图像传感器性能的重要因素之一，理解其成因有助于优化传感器设计，提高图像质量。同时，CCD和CMOS图像传感器的广泛应用和不断的技术进步，使得它们在现代电子设备中扮演着不可或缺的角色。