CCD图像传感器的固定图形噪声分析与预积分
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更新于2024-08-05
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"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。
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MichaelTu
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