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        CCD相機降噪技術分析
        發布時間:2019-12-19
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               CCD,中文全稱電荷耦合元件,是目前機器視覺系統構建過程中最為常用的圖像傳感器之一。CCD圖像傳感器作為工業相機的核心器件,在機器視覺系統中擔負著圖像采集、圖像傳輸的重責,集光電轉換、電荷存儲、電荷轉移、信號讀取等各種功能為一體,具有高分辨率、高量子效率、高穩定性、寬光譜響應范圍、低功耗等性能優勢。然而,CCD傳感器在進行信號轉換或是傳輸時不可避免地會產生各種噪聲干擾,而這些噪聲直接影響著工業相機成像質量,因此,為了能夠達到清晰成像的目的,有效降低噪聲影響、大幅提高信噪比是如今CCD圖像傳感器的重要研究課題之一。

               CCD傳感器中存在以及產生的噪聲主要有以下幾種:其一,暗電流噪聲。器件內部由于熱運動在輸出端會形成一定的暗電流,由于其受外界光線的影響不大,因此幾乎所有的CCD傳感器都會受到這種暗電流噪聲的影響,對靈敏度以及動態范圍等性能造成了很大的影響;其二,輸出噪聲。在是通過浮置電容進行信號電荷轉換時會產生一定的輸出噪聲,其總是伴隨著信號的輸出而產生影響,對圖像采集卡的數模轉換或是圖像處理中心的圖像處理精確度有著一定的阻礙;其三,光子噪聲。勢阱在收集光信號電荷時會產生光子噪聲源,由光子的性質來決定,一般情況下,這種噪聲在低照度條件下相對較為嚴重;其四,散粒噪聲。單位時間產生的光生電荷數目在平均值上作微小波動,即形成散粒噪聲,在低照度、低反差條件下,當其他噪聲被各種方法抑制后,散粒噪聲將成為主要噪聲。

               相關雙采樣技術是目前最為常用的降噪技術之一,是在CCD的像元輸出信號中,分別對復位噪聲電平和像元信號電平進行采樣,再將兩次采樣的信號相減作為輸出信號,在信號相減的過程中,噪聲就得到了消除,有效地抑制各種噪聲干擾。
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