CCD傳感器出新招 幀積累并非真“雞肋”

首先要知道什么是場(chǎng)，什么是幀。活動(dòng)電視圖像是由一幅一幅連續(xù)的且內(nèi)容變化不大的靜止圖像組成的。其中一幅靜止的圖像在電視技術(shù)上稱(chēng)為“一幀”，為了保證收看圖像時(shí)不閃爍，根據(jù)人眼的視覺(jué)暫留特點(diǎn)(先前出現(xiàn)在人眼的圖像在圖像消失后會(huì)保留一段時(shí)間)，要求每秒傳送的連續(xù)圖像達(dá)到25幀。在電視傳輸技術(shù)中，為了進(jìn)一步提高傳輸質(zhì)量，又將一幀圖像分成兩幅來(lái)傳，這時(shí)候的一幅就叫做“一場(chǎng)”了。所以，電視每秒傳輸50場(chǎng)。

在攝像機(jī)里，CCD也是按照這種方式，將景物圖像轉(zhuǎn)換成電荷形成視頻信號(hào)的。如果照度太低，拍攝目標(biāo)在CCD上形成的電荷很少，則出現(xiàn)圖像不清晰甚至不能呈現(xiàn)出圖像，為了解決這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在可以通過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)(DSP)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。具體做法是，在電路上增加CCD對(duì)每幀圖像的曝光時(shí)間，也就是對(duì)目標(biāo)微光光生電荷進(jìn)行積累，相當(dāng)與在夜晚照相時(shí)，用手控快門(mén)進(jìn)行拍照一樣，這樣呈現(xiàn)出圖像比較清晰。因此，有的把攝像機(jī)的這種功能叫慢快門(mén)。有時(shí)候又叫做數(shù)字慢開(kāi)門(mén)。

在幀積累方式(FrameIntegrationMode)中，存儲(chǔ)在奇數(shù)行各像素中的光生電荷在奇數(shù)場(chǎng)讀出，存儲(chǔ)在偶數(shù)行各像素中的光生電荷在偶數(shù)場(chǎng)讀出，每個(gè)像素的光生電荷積累時(shí)間是一幀時(shí)間，即1/25s。因?yàn)閹e累方式的光生電荷積累時(shí)間比較長(zhǎng)，上一場(chǎng)的光生電荷保留在光敏成像區(qū)，出現(xiàn)在下一場(chǎng)中，所以有一場(chǎng)時(shí)間的延遲，這種延遲會(huì)引起動(dòng)態(tài)分辨率的下降。

在場(chǎng)積累方式中，兩個(gè)相鄰行的電荷加起來(lái)同時(shí)轉(zhuǎn)移到垂直CCD移位寄存器。隔行讀出是由相加電荷的組合方式的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)像素的光生電荷積累時(shí)間是一場(chǎng)時(shí)間，即1/50s。因此，場(chǎng)積累方式的特點(diǎn)是：(1)沒(méi)有一場(chǎng)時(shí)間的延遲;(2)圖像垂直邊緣的閃爍減少;(3)寬的動(dòng)態(tài)范圍和抗彌散性好;(4)垂直方向分辨率略有降低。

不管是幀積累還是場(chǎng)積累，由于延長(zhǎng)了CCD的曝光時(shí)間，雖然圖像是相對(duì)清晰了，但圖像變化的實(shí)時(shí)性卻受到了影響，也就是當(dāng)被拍攝的目標(biāo)快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)有拖尾現(xiàn)象，圖像也表現(xiàn)為動(dòng)畫(huà)效果。