摄像头参数解读.ppt

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1、摄像头介绍1摄像头原理2摄像头主要参数解读3CCD和CMOS区别4徕卡显微镜摄像头介绍摄像头原理摄像头原理：1被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到图像传感器芯片上，传感器根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过预中放大电路放大、自动增益控制，于由图像处理芯片处理的是数字信号，所以经模数转换到图像数字信号处理IC（DSP）。同步信号发生器主要产生同步时钟信号（由晶体振荡电路来完成），即产生垂直和水平的扫描驱动信号，到图像处理IC。然后，经数模转换电路通过输出端子输出一个标准的复合视频信号。简单说：摄像头就是通过光

2、电效应，将光信号转换成电信号主要技术参数—像元像元（像素）：传感器的基本单位，由光电二极管（硅）构成，当硅被激发后发射电子，然后由控制电路将溢出的电子转化为数字信号。1.光电二极管和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性。但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。2.光电二极管原理是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。光的强度越大，反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化，这就可以把光信号转换成电信号，成为光电

3、传感器件。3.像元的特性：像元产生的电信号的强弱和光电二极管吸收的光子数成正比，光子数与曝光时间和光的强度有关。单个像元的尺寸决定了像元到达饱和所需吸收的光子量。显微镜相机的像元尺寸在2--24um²，我们徕卡摄像头一般在2--4um²之间，是选用比较顶尖的传感器，例如MC190HD像素面积可以达到1.67×1.67µm²，传感器面积达到1/2.3英寸主要技术参数—分辨率分辨率：分辨图像能力，用以描述图像细节分辨程度。通常它是以横向和纵向像素点的数量来衡量的，表示成水平像素点数×垂直像素点数的形式。在一个固定的平面内，分辨率越高，意味着可使用的细节越

4、多，图像越细致；但相对的，因为纪录的信息越多，数据量也就会越大。一般，分辨率与像素是成正比的，像素越多，分辨率也越高。对于图像传感器芯片而言，有两种提高分辨率的途径：1.是在不改变单个像元大小的前提下，扩展芯片的尺寸。2.就是缩小单个元的尺寸以在同样的芯片面积上拥有更多的像元。主要技术参数—帧数帧数，即为帧生成数量的简称。是摄像头采集的视频每秒放映的画面数。帧数就是在1秒钟时间里传输的图片的量，也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次，通常用fps（FramesPerSecond）表示。每一帧都是静止的图象，快速连续地显示帧便形成了运动的假象。高的帧

5、率可以得到更流畅、更逼真的动画。每秒钟帧数(fps)愈多，所显示的动作就会愈流畅。主要技术参数—信噪比物理学上，所有的信号都伴有噪声，噪声的类型及其所带来的影响和图像传感器的种类有关。噪声的分类：背景噪声：属于基本噪声，是热激发产生，曝光时间越长，背景噪声越大。读取噪声：信号读取时产生，降低读取速率可以降低读取噪声。光电散粒噪声：具有随机性。背景噪声是基本噪声，所以采取制冷的方式可以最大限度降低暗电流堆积，降低噪音。保持长时间曝光。制冷的方式：风冷水/油冷半导体制冷：常用帕尔贴（Peltier）占用空间较大，效果不显著主要技术参数—信噪比其中半导体制

6、冷：用帕尔贴（Peltier）最低温度可以达到室温下50度。原理图，如右图：以陶瓷基面。注意：放热端需要连接散热塔※主要技术参数—信噪比信噪比：信噪比是指图像传感器接收信号和噪音的比例。信噪比是衡量一张样图好坏的关键参数，信噪比越大越好。信噪比的计量单位是dB，其计算方法是10lg(PS/PN)，其中Ps和Pn分别代表信号和噪声的有效功率。信噪比的常用值为45~55db，若为50db，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60db，则图像质量优良，不出现噪声。我们徕卡MC290HD及以上系列是信噪比是55dB，属于图像质量较好，噪声微弱。主要技术参数

7、—阱容阱容与像元的尺寸有关，表示单个像元储存电荷的能力，即电荷阱饱和前能储存的最大电子数。阱是集成电路的接触光的第一层，阱容就是阱的容量。主要技术参数—增益增益的一般含义简而言之就是放大倍数增益在传感器中的含义就是图像的输出与图像的采集之间的倍数。主要技术参数—动态范围动态范围：指最高值和最低值之间的范围的一个物理量，而在图像传感器中指的是传感器同时记录强弱信号的能力。动态范围=阱容/噪声，动态范围也与增益（信号被放大程度）有关。它们的关系是增益提高一倍，阱容降低一倍，动态范围降低（增益是放大倍数）显微观察中的荧光观察需要比较大动态范围的图像传感器。

8、主要技术参数—量子效率量子效率是指光子激发产生电子的数量，即光信号转化为电信号的能力。最理想状态是转换与接收