当前位置:资讯 > 技术之源 > 正文

彩色CCD相机工作原理

发布时间:2009-06-19     作者:The Imaging Source Europe GmbH      

摘要:很多数字相机采用电荷耦合器件(CCD)作为其感光元器件。CCD 的原理很简单:我们可以把它想象成一个没有盖子的芯片,上面整齐地排列着很多小的感光单元,光线中的光子撞击每个单元后,在这些单元中会产生电子(光电效应),而且光子的数目与电子的数目互成比例。
由红色变成了棕橙色。
  当然,今天大部分数字相机的色彩插值算法都要大大优于上面介绍的两种基本算法,但是使用相机的现场工程师几乎不大可能调整或改变一款相机内置的色彩插值算法。为了提供给用户更大的灵活性,映美精 DBK 21F04, DBK 21AF04, DBK 21BF04, DBK 31AF03www.cechina.cn, DBK 31BF03, DBK 41AF02 及 DBK 41BF02 型号的1394 系列相机 与 DBK 21AU04www.cechina.cn, DBK 21BU04, DBK 31AU03, DBK 31BU03, DBK 41AU02 及 DBK 41BU02 型号的USB2.0 系列相机都取消了色彩插值计算,它们尤其适用于需要自行处理原始数据图像的用户。
  3) 测量类应用
  在以测量为目的的应用场合,色彩插值法存在以下重要缺点 :
  每个像素都具有红、绿和蓝的色彩值,但这三个值中只有一个真正来自CCD。其它两个值都由插值法计算而得,因此都是估算值。
   这些估算值不仅干扰测量过程本身,而且它们都会给总线及计算机 CPU 增加不必要的负载。
  举例说明

测量类应用


  如上图所示,源图像由色彩非常接近的两个区域组成。左半边像素的RGB值为(0CONTROL ENGINEERING China版权所有,255,128),右半边的像素值为(0CONTROL ENGINEERING China版权所有,255,144)。如采用临近像素均值法进行插值处理,会得到红、绿、蓝三色的三幅图像(结果如下图)。

如图所示


  如图所示控制工程网版权所有,红色图只有64个灰度级为0的值,而绿色图中只有64个灰度级为255的值。因此,这两幅图对于区分不同区域起不到任何作用。只有蓝色柱状图显示出了一个介于32个128值与24个144值之间的“谷”。谷底的8个灰度级为136的值是色彩插值低通效应的结果,它证明了这一算法使得原本清晰的边界变得模糊。
  如果我们基于原始图像进行分析,如下图所示:

如果我们基于原始图像进行分析


  由上面三个柱状图可见,直接对数字原始图像进行柱状图分析有如下两点优势:
  可以省去占总量三分之二的冗余信息。
  由于没有使用插值处理CONTROL ENGINEERING China版权所有,诸如边界模糊之类的干扰得以避免。
  三幅柱状图再次表明红色和绿色图对于我们的分析没有意义,而蓝色柱状图则准确的反映了源图像的关系。
  综上所述,在图像测量应用领域,我们不推荐对原始图像进行色彩插值处理,相反,把从CCD获得的电荷直接转换为数字原始图像、并对其进行分析有助于简化问题、提高效率。
  The Imaging Source Europe GmbH (映美精欧洲有限公司)有着近20年工业图像处理领域软硬件产品的研发生产经验,并已逐渐确立了在工业相机、机器视觉、图像采集卡及视频转换器等领域的领先地位,其产品被广泛应用在生产自动化、质量检测、医疗卫生、显微镜系统及天文探测等领域,收到全球用户的好评与青睐。公司总部位于德国不莱梅市,在台北市和美国夏洛特市设有分公司。
标签:CCD,机器视觉,自动化,
版权声明:版权归中国控制工程网所有,转载请注明出处!