CCD技术在数码相机中的应用.pdf

理工科研
CCD技术在数码相机中的应用
李辉东
(安康职业技术学院陕西·安康725000)

中图分类号：TH741文献标识码：A文章编号：1672—7894(2009)02—279～01

摘要CCD是数码相机最为核心的部件，其功能是把透过镜CCD首要的是数据的传输方式，也就从CCD的各个像素读出
头的光线捕获并转换为电子信号。由CCD的性能来决定数码影像数据的方式。传输方式目前共有两种：一种是帧传输方式(frmne
的质量的因素主要有：CCD尺寸、像素数、单位像素大小、文件传输transfer)，像素本身就是传输线路，确保像素尺寸，感光比较好。另一
和读出方式、CCD虑镜颜色。
种叫插写方式(interleneIransfer)，将CCD所获得的数据分奇数和
关键词感光传感器分辩率传输方式
偶数线两次交叉读出，传输线的容量比较小。【=!Jj前者的像素大小比
较有利于感光，但后者传输速率比较快。CCD的另一个要素是读出
现代视频影像技术和以电子计算机为核心的数码影像技术技
方式，它实际是插写方式的演化，原本用在摄像机上，也就是奇数
术正以崭新的技术手段，逐步在越来越多的应用领域取代或改变
行和偶数行的两次交叉渎出方式，它是分两次汝出的，是一种基于
了人们所熟知的传统摄影技术，新的一种既不用胶片也不用冲洗
扫捕线的读出方式。摄相机的这种读出方式称作隔行扫描(inter—
的摄影方式已经形成——数码相机。
racesean)方式，而从摄像机所用的CCD进化而来的数码相机专用
它无需胶片和冲洗，可重复拍摄和即时调整，影像可无限复制
CCD则可以将所有像素一次性地输出，称作为逐行扫描(progres—
且不会降低质量，方便永久保存，并可用于电子传输和处理图像，
sirescan)方式。
现已广泛应用于社会生活的各个领域。由于数码影像技术可以很
还有就是滤镜的颜色。CCD原本是具有黑白感光性能的传感
便捷地对图像进行修改、组合，大大提高了摄影者的主观创造性。
器。为增加彩色信息，需要在CCD的各个像素上加上彩色滤镜，只
数码相机的最大优势是与信息技术的有效融合，它已被看作是IT
让其特定的光线通过，从而可以获得彩色的信息。滤镜共有两种：
技术的重要组成部分，而且软件、网页、邮件都需要数码照片，尤其
①色彩还原较好的原色系滤镜；②解析度较高的补色系滤镜。每种
是当印刷技术也基本实现了数字化、电子化，数码图像可直接满足
滤镜都是四相一组，覆盖在每一个像素上。每一组原色系的滤镜包
这方面的要求。数字化摄影已经建立了一整套崭新的拍摄、后期制
括一个红色、两个绿色和一个蓝色。而补包系滤镜则是包括黄、青、
作、传输方式、储存方式的技术全系，其主要特征是以纯粹的物理
洋红和绿四种各一个。原色滤镜与补色系滤镜相较，色彩还原性较
方式取代传统的化学处理方式。
高，感光度比补色系底。补色系的解像力和感光度比原色系高，色
CCD(ChargeCoupledDevice)电荷耦介器件，是一种特殊的半
调的还原性则较差，而补色系所能透过的光亮是原色系的1．5倍，
导体材料，由大量独立的感光二极管组成，一般按照矩阵形式排列，
在感光度上也是补色系较优秀。数码相机使用的是一个含有许多
相当于传统相机的胶卷。CCD是一种光学感应芯片，用于捕捉图形，
彩色影像单元(photoccl1)fl~,JCCD来记录镜头所摄取的光强度和影
是数码相机最为核C'fl"J部件。数码相机规格中的多少像素指的就是
像色值(RGB或CMY)，然后通过数字相机中的微处理器(micro
CCD分辩率。它上面是一块布满光敏元件的感光板，Ff=f许多微小的
processor)来生成彩色影像，并计算在最终影像文件中每一个相应像
光敏元件、电荷转移电路组成。如果能放大，CCD上就会看到密密麻
素的完整色彩值，通过这些像素来表达及形成与传统底片相似的
麻的像素。在拍摄时能把光线经过镜头导人到这些像素，转变成电
数字照片。但并不是所有的CCD影像单元都能最终形成有效的影
荷，每个元件的电荷量取决于光照强度。CCD将元件的信息通过模
像，会有一些黑色影像单元起不到应有的作用，这种损失约为总像
数转换器片转换成数字信号，经过压缩后由相机内部闪速存储器
素的15％左右，即总像素与有效像素的关系。
或内置硬髓卡保存，因而可以轻而易举把数据传输给汁算机，汁算
CCD尺寸的大小对形成画丽的最终质量会起到极为关键的作
机根据需要和想像来修改处理图像。CCD由许多感光单位组成，每
用。好比传统的胶片摄影，其中胶片的尺寸对影像的影响一样关键。
原色的光度用8位数据来记录，通常以百万像素为单位。数码相机
面积大的CCD不仅可以提高感光性能，还可以增加单位面积的像
先用快门激活CCD传感器，把光信号转变为电信号，然后把电信