[天涯essay代写]CCD图像传感器在微光电视系统中的应用

时间:2020-11-08 23:20 来源: 代写essay

摘要：CCD图像传感器在微光电视系统中的应用 摘要：本文在对CCD图像传感器的特性进行分析的基础上，阐述了CCD图像传感器在微光电视系统中的应用，重点讨论了CCD与像增强器耦合方式，并指出了......

CCD图像传感器在微光电视系统中的应用

摘要：本文在对CCD图像传感器的特性进行分析的基础上，阐述了CCD图像传感器在微光电视系统中的应用，重点讨论了CCD与像增强器耦合方式，并指出了应用当中应该注意的几个问题及解决的途径。
　　
　　关键词：CCD，图像增强，微光电视，耦合
　　
　　1引言
　　
　　CCD(ChargeCoupledDevice)，电荷耦合器件，是一种金属－氧化物－半导体结构的新型器件，其基本结构是一种密排的MOS电容器，能够存储由入射光在CCD像敏单元激发出的光信息电荷，并能在适当相序的时钟脉冲驱动下，把存储的电荷以电荷包的形式定向传输转移，实现自扫描，完成从光信号到电信号的转换。这种电信号通常是符合电视标准的视频信号，可在电视屏幕上复原成物体的可见光像，也可以将信号存储在磁带机内，或输入计算机，进行图像增强、识别、存储等处理。因此，CCD器件是一种理想的摄像器件。
　　
　　2CCD的主要特性
　　
　　与真空摄像管相比，固体摄像器件有如下特点：
　　
　　（1）体积小、重量轻、耗电少、启动快、寿命长和可靠性高。
　　
　　（2）光谱响应范围宽。一般的CCD器件可工作在400nm～1100nm波长范围内。最大响应约在900nm。在紫外区，由于硅片自身的吸收，量子效率下降，但采用背部照射减薄的CCD，工作波长极限可达100nm。
　　
　　（3）灵敏度高。CCD具有很高的单元光量子产率，正面照射的CCD的量子产率可达20％，若采用背部照射减薄的CCD，其单元量子产率高达90％以上。另外，CCD的暗电流很小，检测噪音也很低。因此，即使在低照度下(10-21x)，CCD也能顺利完成光电转换和信号输出。
　　
　　（4）动态响应范围宽。CCD的动态响应范围在4个数量级以上最高可达8个数量级。
　　
　　（5）可达很高的分辨率，线阵器件已有7000像元，可分辨最小尺寸7μm；面阵器件己达4096像元4096像元，CCD摄像机分辨率已超过1000线以上。
　　
　　（6）易与微光像增强器级联耦合，能在低光条件下采集信号。
　　
　　（7）抗过度曝光性能。过强的光会使光敏元饱和，但不会导致芯片毁坏。
　　
　　基于以上特性，将CCD用于微光电视系统中，不仅可以提高系统终端显示图象的质量，而且可以利用计算机对图像进行增强、识别、存储等操作。
　　
　　3CCD微光电视系统的组成
　　
　　
　　
　　4像增强器与CCD的耦合
　　
　　现在，单独的CCD器件的灵敏度虽然可以在低照度环境下工作，但要将CCD单独应用于微光电视系统还不可能，因此，可以将微光像增强器与CCD进行耦合，让光子在到达CCD器件之前使光子先得到增益。微光像增强器与CCD耦合方式有三种：
　　
　　（1）光纤光锥耦合方式
　　
　　光纤光锥也是一种光纤传像器件，它一头大，另一头小，利用纤维光学传像原理，可将微光管光纤面板荧光屏(通常，Φ有效为Φ18、Φ25或Φ30mm)输出的经增强的图像，耦合到CCD光敏面(对角线尺寸通常是12.7mm和16.9mm)上，从而可达到微光摄像的目的。
　　
　　
　　
　　这种耦合方式的优点是荧光屏光能的利用率较高，理想情况下，仅受限于光纤光锥的漫射透过率(≥60％)，缺点是：需要带光纤面板输入窗的CCD；对背照明模式CCD的光纤耦合，有离焦和MTF下降问题；此外，光纤面板、光锥和CCD均为若干个像素单元阵列的离散式成像元件，因而，三阵列间的几何对准损失和光纤元件本身的疵病对最终成像质量的影响等都是值得认真考虑并予严格对待的问题。
　　
　　(2)中继透镜耦合方式
　　
　　采用中继透镜也可将微光管的输出图像耦合到CCD输入面上，其优点是调焦容易，成像清晰，对正面照明和背面照明的CCD均可适用；缺点是光能利用率低(≤10％)，仪器尺寸稍大，系统杂光干扰问题需特殊考虑和处理。
　　
　　(3)电子轰击式CCD，即EBCCD方式
　　
　　以上前两种耦合方式的共同缺点是微光摄像的总体光量子探测效率及亮度增益损失较大，加之荧光屏发光过程中的附加噪声，使系统的信噪比特性不甚理想。为此，人们发明了电子轰击CCD(EBCCD)，即把CCD做在微光管中，代替原有的荧光屏，在额定工作电压下，来自光阴极的(光)电子直接轰击CCD。实验表明，每3.5eV的电子即可在CCD势阱中产生一个电子－空穴对；10kv工作电压下，增益达2857倍。如果采用缩小倍率电子光学倒像管(例如倍率m＝0.33)，则可进一步获得10倍的附加增益．即EBCCD的光子－电荷增益可达104以上；而且，精心设计、加工、装调的电子光学系统，可以获得较前两种耦合方式更高的MTF和分辨率特性，无荧光屏附加噪声。因此如果选用噪声较低的DFGA-CCD并入m＝0.33的缩小倍率倒像管中，可望实现景物照度≤210-7lx光量子噪声
　　
　　
　　
　　受限条件下的微光电视摄像。
　　
　　微光电视系统的核心部件是像增强器与CCD器件的`耦合。中继透镜耦合方式的耦合效率低，较少采用。光纤光锥耦合方式适用于小成像面CCD。
　　
　　耦合CCD器件的性能由像增强器和CCD两者决定，光谱响应和信噪比取决于前者，暗电流、惰性、分辨力取决于后者，灵敏度则与两者有关。
　　
　　5存在的问题及解决的途径
　　
　　从微光成像的要求考虑，最主要的是要提高器件的信／噪比。为此应降低器件噪声(即减少噪声电子数)和提高信号处理能力（即增加信号电子的数量）。可以采用致冷CCD和电子轰击CCD两种方法。其主要目的是在输出信噪比为1时尽可能减少成像所需的光通量。
　　
　　满足电视要求(50～60fps)的CCD在室温下有明显的暗电流，它将使噪声电平增加。在消除暗电流尖峰的情况下，暗电流分布的不均匀也会在输入光能减少时产生一种噪声的"固定图形"。此外，在高帧率工作时，还不希望减少每个像单元信号的利用率。器件致冷会使硅中的暗电流明显改善。每冷却8℃噪声将下降一半。用普通电气致冷到－20至－40℃时，暗电流会比室温下小100～1000倍，但这时的其它噪声就变得很突出了。尽管CCD像感器目前被公认是低亮度成像最有前景的器件，尤其在小电荷的情况下，对低亮度成像系统电荷转移效率不是主要限制，主要限制还是输出放大器和低噪声输出检测器，因此，我们必须了解L3成像的低噪声检测的情况。
　　
　　配合致冷，采用浮置栅放大器的低噪声输出(FGA和DFGA)，CCD的检测效果更为理想。其中FGA能处理100个噪声电子的CCD像感器峰值信号，而DFGA的饱和电平约为FGA的1／10，它仅能处理约20个噪声电子的像感器峰值信号。
　　
　　6小结
　　
　　近30年，CCD图像传感器的研究取得了惊人的进展，它已经从最初简单的8像元移位寄存器发展至具有数百万至上千万像元。随着观察距离的增加和要求在更低照度下进行观察，对微光电视系统的要求必将越来越高，因此必须研制新的高灵敏度、低噪声的摄像器件，CCD图像传感器灵敏度高和低光照成像质量好的优点正好迎合了微光电视系统这一发展趋势。作为新一代微光成像器件，CCD图像传感器在微光电视系统中发挥着关键的作用。

本文标签： essay代写英文essay代写留学生作业代写代写兼职淘宝essay代写代写招聘加拿大作业代写英国作业代写美国作业代写essay兼职写手essay写手招聘数据库论文农业农村经济论文计算机安全论文防火墙生态环境论文国际关系论文

[天涯essay代写]CCD图像传感器在微光电视系统中的应用http://www.0592w.com/ligong/1857.html

essay辅导替代essay代写-正规代写机构教你怎么写essays范文-Essay写作格式网官方推荐

99.99%的用户同时也查看了：

[英国大学essay怎么写]谈环...... 2021-09-05

谈环境保护问题与建议 一、我国环境保护存在的问题 我国在环境保护还存在一系列亟待解决的问题，环境污染十分严重： （1）水污染。水污染是指天然洁净水由于人类活动而被玷污的现象......

标签：

[美国大学why essay]保护环境...... 2021-09-05

保护环境在石油开采中的必要性 1含油污水处理技术 如果是作为蒸汽发生器或锅炉的给水（污水回用），则要严格控制水中的钙、镁等易结垢的离子含量、总矿化度以及水中的油含量等。如果......

标签：

[英国第三次提交挂科ess...... 2021-09-05

浅谈生态主义在环境保护中的实用性 一、绝对生态主义理论价值及其积极指导作用 维护生物圈和生态系统的整体利益是人类最高的利益需求。张华夏从怀特海的有机哲学角度，提出了绝对生......

标签：

[哥大erm 网申的essay]环保理...... 2021-09-05

环保理念在设计包装中的思考 1绿色设计理念的概念和准则 1.1绿色设计理念的概念 绿色设计理念也称作生态理念、环保设计等。绿色设计理念是指在产品的设计过程中，要合理分析并总结出......

标签：

[上海班代写essay]环境保护...... 2021-09-05

环境保护研究在矿山中的应用 1矿山环境保护的具体措施 1.1地质灾害防治。在工业场地周围设置挡土墙，阻止滑坡对工业场地内职工的伤害，并在边坡上方设置截水沟。根据以上分析，现对各......

标签：

[代写一篇essay多少钱]建筑...... 2021-09-05

建筑施工与环境保护问题之思考 一、建筑施工技术与环境保护综合考虑的基本原则 在实际的建筑工程实施过程当中，相关工程管理人员要认真全面地了解政府、组织等制定的相关规定，在不......

标签：

[essay要从封面标页码吗]伊...... 2021-09-05

伊斯兰文化与生态环境保护探索 一、伊斯兰文化中关于环境保护的意识、观念和宗教思想 （一）伊斯兰文化中的自然观 《古兰经》启发人们说：“难道他们没有仰视天体吗？我是怎样建造它......

标签：

[申请美国研究生 essay]管窥...... 2021-09-05

管窥水利水电工程环境保护措施落实 1水利水电工程环境影响特征及主要环保措施 在建设项目的环境影响中，与工业项目相比，水利水电工程的环境影响具有明显的特征，首先是环境影响的空......

标签：

[英国essay怎么拿65分]探讨...... 2021-09-05

探讨森林采伐和环境保护 1森林采伐对环境的影响 1.1水土流失严重 人们在森林采伐中重视的都是自身可以获得经济效益，对环境保护和资源的保护工作非常不重视，这样就使得人们在对资源......

标签：

[如何找到essay写手]水库加...... 2021-09-05

水库加固的环境保护与水土保持探讨 １环境保护设计 （１）水污染防治措施 禁止将有毒、有害废弃物作为土方回填。设置排水明沟、排水管，道路及场地适当放坡，使污水不外流。食堂污水......

标签：

[豆瓣essay招聘2019]园林景观...... 2021-09-05

园林景观设计与环境保护探讨 1.园林景观的设计思路 1.1观察自然规律 景观设计者在对园林景观进行设计时，一定不能违背自然规律，这是最起码的原则性问题。在设计前，要对当地的自然规......

标签：

[如何写申请essay]石油钻井...... 2021-09-05

石油钻井施工的环境保护探求 1钻井施工中产生的污染物危害性分析 在钻井作业中产生的污染物，大多含有重金属污染、无机盐污染等，如果堆放或是掩埋在井场，雨水或河流冲刷时则会对水......

标签：

[美高 英语essay分不高]经济...... 2021-09-05

经济与环境保护共同发展对策 1中国现行条件下环境资源的利用及环境污染的现状 (1)大气污染。大气污染是大气中污染物达到了有害程度，超过了环境质量标准和破坏生态系统和人类正常的生......

标签：

[怎么写好一篇essay]企业发...... 2021-09-05

企业发展与环境保护探究 一、企业发展与环境保护的依存关系 环境破坏的同时制约着经济的发展，随着人民生活水平的提高，同时环境问题日益严重，人们对环境保护的意识逐渐加强。现在......

标签：

[fce essay怎样写]火灾救援对...... 2021-09-05

火灾救援对环境保护的影响 1环境生物技术 环境生物技术是是一门综合性科学体系,主要由生物技术、环境学、工程学以及生态学组成。它是一门新兴交义学科,是将现代生物技术与环境工程相......

标签：

[五段式essay描写食物例文...... 2021-09-02

矿山电子设备技术以及电气自动化水平迅速发展，使电气工程在矿山工程中的重要性进一步增强； 电气工程的管理水......

标签：

[南方周末essay留学代写]建...... 2021-09-02

在社会经济繁荣发展的背后，需要的是多种能源的支撑，能源是经济可持续向前发展的重要基础，没有了能源的供给......

标签：

[早稻田mba essay]建筑工程安...... 2021-09-02

在建筑工程的施工过程中，有的施工企业为了赶进度或节约施工成本，在管理人才的配备和管理成本的投入上相对不......

标签：

[英文essay的段落连接词]混...... 2021-09-02

碱集料反应是由于混凝土孔溶液中的 Na+、K+、OH-等有效碱离子与骨料中的活性硅质组分之间发生化学反应，使混凝土......

标签：

[英语essay中的引文怎么写...... 2021-09-02

工作室内设计应充分考虑好几个主要方面。那就是以满足使用要求、符合经济实力、合理布置环境，适当艺术点缀，......

标签：

[留学申请essay写多少字]谈...... 2021-09-02

1.场站规划的原则场站设置是城市重要基础设施建设。场站建设是城市公用事业方面的重大投资建设项目，对城市各方......

标签：

[博士essay投稿费用]浅谈工...... 2021-09-02

[摘要]随着国家计划经济向市场经济的彻底转变，工程施工单位越来越重视工程索赔工作，本文根据济德高速公路七合......

标签：

[国内的大学要写essay吗]连...... 2021-09-02

近几年，各式各样的连锁店应运而生，如：服装连锁店、饮食连锁店、通讯连锁店、药品连锁店等等。在这些连锁店......

标签：

[专业英语 essay 范文]浅谈...... 2021-09-02

关键字工程项目、投标、方法当初步报价估算出来之后，必须对其进行多方面的分析与评估。分析评估的目的是探讨......

标签：

[霍普金斯大学essay]预应力...... 2021-09-02

[摘要]介绍泰州师范学校体育馆菱形平面鞍形索网屋盖结构施工工艺，包括锚夹具设计、边梁立模放线、索孔预埋钢管......

标签：

[英语影视欣赏论文essay]造...... 2021-09-01

摘要：工程建设监理的中心工作是对工程项目实施投资、质量、进度三方面的控制，使工程项目在保证质量和满足进......

标签：