数字摄像机常见术语和参数介绍

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1、数字摄像机常见术语和参数介绍传感器　　传感器是摄像机的核心部件，目前摄像机常用的感光芯片有CCD和CMOS两类。1．CCD（电荷耦合器件）　　目前常用CCD的有三种结构,全帧转移、帧传输和行转移。·行转移（InterlineTransfer）在三种结构中，行转移是最常使用的一种，多数中、低端产品都使用这种方式。·全帧转移（Fullframe）　　全帧转移结构最简单，感光区和存储区在一起，可获得100％的fillfactor。缺点是为避免图像漏光，在读出时要阻止外界光线进入。这可以通过使用机械快门、使用频闪灯的方法实现，或者使曝光时间远远大于读出时

2、间，以尽量减少漏光。·帧传输（Frametransfer）　　帧传输结构是感光区和存储区完全分开，且大小相等。曝光后的信号电荷以非常快的速度（通常小于帧周期的1％）转移到存储区，然后逐行输出。很明显，帧传输传感器可获得100％的fillfactor，而且在读出过程中，可对下一帧曝光。缺点是芯片尺寸大，成本高。 2．CMOS（互补金属氧化物半导体）传感器　　CMOS传感器和CCD传感器在感光部分原理是相同的，不同的是在每个像素单元中，除感光部分外，还有放大器和读出电路部分，整个CMOS传感器还集成了寻址电路、放大器和A/D。 3．CCD和CMOS的

3、主要性能比较·满阱容量差异：由于CMOS传感器的每个像素包括一个感光二极管、放大器和读出电路，同时整个传感器还包括寻址电路和A/D,使得每个像素的感光区域远小于像素本身的表面积，因此在像素尺寸相同的情况下，CMOS传感器的满阱能力要低于CCD传感器。·成本差异：由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺，可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、时序、或DSP等)集成到传感器芯片中，因此可以节省外围芯片的成本。·CMOS传感器可以随机寻址，能够非常方便地仅将队列中感兴趣地部分读出，提高帧率。·噪声差异：由于CMOS传感器的每个感光二极

4、管都搭配一个放大器，而放大器属于模拟电路，很难让每个放大器所得到的结果保持一致，因此与只有一个放大器在水平寄存器输出端的CCD传感器相比，CMOS传感器的噪声就会增加很多，影响图像品质。·功耗差异：CMOS传感器的功耗低于CCD传感器。 线阵摄像机和面阵摄像机　　上面介绍的都是面阵传感器，构成的摄像机称作面阵摄像机。感光单元（像素）按二维阵列排列，阵列中的每个感光单元对应一个像素，被拍摄的目标的一个面被成像，目标与摄像机之间可以是静止的，也可以是相对运动的。　　还有一类传感器，感光单元排列是一维的，每次曝光仅是目标上的一条线被成像，形成一行图像，

5、随着目标物体与摄像机之间的相对运动，摄像机连续曝光，最后形成一幅二维图像。这样的摄像机叫做线阵摄像机。当然为保证采集的图像不变形，目标相对与摄像机的运动应保持在一个方向。线阵摄像机每一行扫描的像素数可以从512-12000，每行的曝光也可以与目标的运动速度无关，因此也适用于目标运动速度变化的场合。　　线阵摄像机适合于目标物体幅面大，或缺陷尺寸微小的场合，如：印刷质量检测，PCB板检测，布匹或棉花的检测，颗粒（粮食、水果等）检测等。 彩色摄像机1．彩色面阵摄像机　　构成彩色面阵摄像机的传感器有二种形式：·单片彩色摄像机，这种摄像机的传感器只有一片。

6、传感器上每个像素点分别对应R、G、B三种颜色中的一种，R、G、B三种像元按一定的规律排列（如下图所示），我们实际所得到的每个像素点的R、G、B三原色的数值是根据该像素点及其周围若干点的像素值进行插值计算而来的，彩色图像效果与采用的差值算法密切相关，在颜色变化剧烈的边缘位置会有较明显的色彩失真和细节的丢失。目前我们常见的彩色摄像机一般是这种形式的，其价格和同档次的黑白摄像机相近。·3CCD彩色面阵摄像机，这种摄像机每个像素点对应有R、G、B三个感光元件，采用分光棱镜将入射光线分别折射到三个CCD靶面上，分别进行光电转换得到R、G、B三色的数值（见下

7、图）。这种摄像机得到的图像质量好，没有细节丢失的问题，但由于摄像机结构复杂，所以一般较昂贵。另外由于这种摄像机采用了分光棱镜的方式，光线到达每个CCD靶面的光程是不一样的，所以需要镜头做针对性的设计才能达到比较好的图像效果，所以使用3CCD的摄像机还需要配备专用的镜头。 2．彩色线阵摄像机　　同样，构成彩色线阵摄像机的传感器也有二种形式。·3Line彩色摄像机，传感器的具有R、G、B三行像元，分别对红、绿、兰三种波长的光敏感应，所以每个像素点都会对应R、G、B三个通道的数值，形成彩色的图像数据。需要注意的是，由于R、G、B三行像元在同一时刻所采集

8、的并非同一位置的信息（见图），在实际应用中需要进行空间校正才能得到所需的彩色图像。一般的摄像机都提供内部进行空间校正处理的功能，要取得质