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解说CCD的工作原理
信息来源:捷视达科技 | 发布日期:2011-06-16 | 点击数:1738次
http://www.szjsd.cn物体颜色会因投射光线颜色不同产生改变,即在不同光线的场合下拍摄出的照片会有不同的色温。一般来说,CCD没有办法像人眼一样会自动修正光线的改变。需要通过白平衡的修正,它会按目前画像中图像特质,立即调整整个图像红绿蓝三色的强度,以修正外部光线所造成的误差。如果红外摄像机的白平衡调整功能不足或不正常就会产生色差,出现失真。彩转黑红外摄像机的CCD芯片夜间工作是接收红外灯照射在物体上的发射光,所以往往黑色的东西看上去是白色的。
此处不对双CCD实现彩色/黑白转换,帧累积方式,高灵敏度CCD(某些星光级别)的摄象机做讨论.
 
1:CCD对光谱的敏感频率段(波长)红外摄象机型号有很多,也由不同型号的光敏传感器构成,具体到某个CCD的型号上,就要查相关器件手册了,不同的CCD器件,对光谱响应的曲线不同,在波长和幅度上都不同.有的CCD器件不对非可见光源(我们常用的红外波长有灵敏响应,器件的截止频率在可见光范围内,这样的芯片,就是加上红外的过滤镜片,或使用红外波长的光源,照度上也不会有改善,ID7056的朋友,请您自己先查阅下相关器件手册.
 
2:某型号CCD器件能够响应到红外频率段,只是在制作成摄象机时,省略掉红外照明方式下黑白转换功能承前vivalyt/ElphelCN两位阐述,可以向下讨论在摄象机或CCD器件上,把这个红外响应就"红外窗口",从响应曲线上看,会在某些特定频率点附近,出现一个大的幅度变化响应,犹如,在一个非可见光红外波长环境下,打开了一扇扇"窗户对这个响应段进行补偿,常用手段就是加某个波长丰富的红外照明装置或采用摄象机内部电路实现彩色转换黑白状态
 
3:红外摄象机色彩还原问题物理器件在模拟人类肉眼视觉效果过程中,有许多是达不到这些生物特性的,只能够想办法接近或逼近我们的感官效果.肉眼的视觉是在一个可见光范围,景物在非可见光下,那怕我们把非可见光对景物的光辐射照度弄得再高,肉眼一样看不到,同样,摄象机在非响应曲线上也是一样,由于摄象机和肉眼对光谱响应的范围只能够大致相近,处理上,我们要近可能模拟到自然环境下肉眼观看的色彩效果,在可见光范围内通过一些相关的处理电路或软件,通过"迁移""均衡"接近到肉眼看到的色彩效果,一般摄象机上有白平衡,通过调整,能够矫正一些偏色,更高档的摄象机还有黑平衡,犁叟这里就不罗嗦了
 
4:非可见光下如何成像?伪色彩热成像等方式不在此谈论先做2个小思考题
a:黑暗的环境下,使用红色灯光对绿色草地照明,请问这时草地的颜色
b:一束自然白光,通过一片红色玻璃后,投射到原先为白色的墙面上,请问这时墙面的颜色是?犁叟这里不给答案,先想,再去实验验证下,由于,红外光谱为非可见光,色光谱较单一,摄象机就按黑白,处理成一种有明暗灰度过渡的图象.也就是上面2个问题在非可见光环境下的衍生应用了,只不过把肉眼换成了红外摄象机
 
5:色域空间的问题自然界白色光我们都知道了它的组成,同样在还原过程中,我们也是模拟,我们制定了多种色域空间来还原白色光,不同的色域空间,构成分量略有不同,眼球不同,对白色的差异存在,我们对光的还原,也只是用了RGB三基色来实现,有兴趣的朋友或爱好摄影的朋友,可以多了解,HSBS-RGBAD0BE-RGBCMYKCIE-LAB等等,可以通过色域空间图(也有根据图的样子成舌形图),犁叟这里也不多展开
 
6:色焦距的问题这是一个容易忽视的问题,你可以把红外摄像机镜头想象成一个棱镜,只是一个非标准的三棱镜,直边变成了弧面。分散光特性我们已经在彩虹的认识上有了启蒙,波长不同,到达焦点的位置上有差异,这就是色焦距,通过一些色焦距补偿的办法,比如采用非球面镜头,当然这些设计也是镜头厂的工程人员在努力改良光学设计上光学光路通道
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