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什么是CCD？CCD即“电子耦合组件(英文为ChargedCoupledDevice)”，是感应光线的电路装置。它是一种特殊半导体器件，上面有很多一样的感光元件，每个感光元件叫一个像素，铺满在光学镜头后方，当光线与图像从镜头透过，投射到CCD表面时，CCD就会产生电流，将感应到的内容转换成数码资料储存起来。现在科学级的摄像头比前几年更尖端，应用领域也更广了。在生物科学领域，从显微镜、分光光度计到胶文件、化学放光探测系统，都用到了CCD的摄像头。下面对CCD的一些常见指标进行表述。1、什么是数字摄像头所有CCD芯片都属于模拟的设备。当图像进入计算机是数字的。如果信号在摄像头、采集卡两部分完成数字化的，这个CCD被认为是模拟CCD。数字摄像头事实上是由内置于摄像头的数字化设备完成数字化过程，这样可以减少图像噪音。与模拟摄像头相比，数字摄像头提高了摄像头的信噪比、增加摄像头的动态范围、最大化图像灰度范围。科学级的绝大多数的CCD芯片都是由Kodak、Sony、SIT制造。2、评价CCD的基本指标 像素值、信躁比、冷却温度等a、信噪比SNR真实体现摄像头的检测能力。所有的CCD摄像头的厂家为提高摄像头的性能，都尽力使信号（可达到满井电子的数目）最大同时尽可能减少噪音。SNR=满井电子/噪音电子=动态范围=最大灰阶=2bit数在相同满井电子的CCD，降低CCD噪音，就能提高CCD的监测能力，热或者暗电流对于CCD都是噪音，噪音在CoolCCD基本都可以被深度致冷的Peltier消除。在曝光超过5-10秒，CCD芯片就会发热，没有致冷设备的芯片，“热”或者白的像素点就会遮盖图像，图像到处可见雪花。-20度的摄像头可以拍摄高达5分钟的图像，-40度的摄像头拍摄时间可以超过1小时。CCD结构设计、数字化的方法等都会影响噪音的产生。通过改善结构、优化方法，同样能减少噪音的产生。典型的真16bit的摄像头（能检测65536级灰度）都有很大的像素点（16-30um）。然而这些摄像头非常贵，同时图像数据很大，传输速度很慢。在基因组和蛋白组研究中，16bit的摄像头在捕获DNA和蛋白图像上不太实用，一般用于深度太空的专业天文学研究。真实的16bit的CCD,24um*24um的像素点,1”大小只能有50万像素点。B、像素面积这个指标是在芯片的一个重要指标。像素面积越大、对光越灵敏。因为像素点面积有更多电子，能产生更多信号。在1/2”、2/3”、1”的芯片上，像素点越大，像素越少。会影响空间分辨率。大像素点增加灵敏度、小的像素点增加分辨率。要提高影像质量就必须增加CCD的像素，因此在CCD尺寸一定的情况下，增加像素就意味着要缩小了像素中的光电二极管。我们知道单位像素的面积越小，其感光性能越低，信噪比越低，动态范围越窄，因此这种方法不能无限制地增大分辨率，所以，如果不增加CCD面积而一味地提高分辨率，只会引起图像质量的恶化。但如果在增加CCD像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单位像素面积不减小的基础上增大CCD的总面积。而目前更大尺寸CCD加工制造比较困难，成品率也比较低，因此成本也一直降不下来，这一矛盾对于CCD而言是难以克服的相同数目的像素，排列越密集，像素之间就越容易出现电流干扰，容易出现“噪点”等干扰成像质量的现象出现。所以尺寸越大越好，当然成本也会随之提高――并且不是成比例提高，而是以几何级数向上提8bit-CCD可以达到30帧/每秒，基本可以认为是同步的。不论模拟或数字的CCD，超过15帧可以接受。应用差别有以下几点:1.数字CCD是电子藕荷元件其可以直接和电脑连接,并可以在图象分析软件中直接对CCD进行 控制拍摄.2.拍摄动态物体的过程CCD在拍摄时间及拍摄速度方面要优于数码相机.3.从操作过程来说使用CCD比使用数码相机要简便得多,所以一般只要经费较充足或研究级都是 考虑CCD的.如何区别1394卡与图像采集卡答：一般认为，采集卡是将模拟信号进行数字化传入计算机的接口卡，也就是它接受的是摄像录像设备的视频输出的模拟视频信号，并将其进行处理转换为数字信号。而1394卡可以理解为只是数码摄像机与计算机之间的一个数字通道，它并不对摄像机传入的信号进行任何处理。由于采集卡结构比1394卡复杂，其价格要高于1394卡。问：通过1394卡连接摄像机需要专门的驱动程序吗？答：Windows操作系统从Win98第二版以后的操作系统已经开始对1394接口以及连接的设备开始了全面的支持，绝大部分的1394卡都不需要安装额外的驱动程序，松下的所有数码摄像机通过1394接口与计算机连接也不需要额外的驱动。如果您的计算机与摄像机连接后发现计算机提示安装失败往往是由于计算机的配置或软件方面发生了冲突造成的。需要特别说明的是：如果您是在WinXPSP1下使用松下ＮＶ－ＥＸ３型号的摄像机，由于操作系统有一个缺陷可能造成无法识别，您可以到微软的网站上下载并安装相应的补丁，除了此型号以外的摄像机都没有任何问题。问：我的计算机没有1394接口但有USB接口，是否可以购买一根一端是USB，一端是1394接口的连线将这两个接口连起来使用？答：千万不要这样使用！USB接口与1394接口是完全不同的两种接口，其传输协议以及电压都不相同，现在市面上有一种一端是USB插头，另一端是1394插头的连接线，只是将里面的4个接点用线连起来而已，没有任何协议转换。当使用这样的连接线的时候，计算机往往会提示发现新的硬件，其实设备根本无法工作。同时由于USB插孔里面的4根线里有一对电源，而摄像机DV插头的4根线全是数据线，这样连接极易将摄像机的1394驱动电路烧毁，因此千万不要使用！1394卡是计算机的附件，因此在所有销售计算机配件的商店都有销售。由于1394卡只是计算机与摄像机之间的一个数据传输的通道因此其电路结构十分简单，尽管有很多品牌但品质大同小异，一般台式机的100元左右的产品就可以使用，笔记本的PCMCIA格式的1394卡在200到300元。CCD摄像机小知识与CMOS摄像机区别CCD摄像机1.什么是CCD摄像机？CCD是ChargeCoupledDevice(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。2.CCD摄像机的工作方式被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。3.分辨率的选择评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率，其单位为线对，即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600，彩色为380-480，其数值越大成像越清晰。一般的监视场合，用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图像处理等特殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。4.成像灵敏度通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度，黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5Lux(勒克斯)，彩色摄像机多在1Lux以上。0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时，推荐使用0.02Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时，也必须使用低照度的摄像机。另外摄像的灵敏度还与镜头有关，0.97Lux/F0.75相当于2.5Lux/F1.2相当于3.4Lux/F1.4。参考环境照度：夏日阳光下100000Lux阴天室外10000Lux电视台演播室1000Lux距60W台灯60cm桌面300Lux室内日光灯100Lux黄昏室内10Lux20cm处烛光10-15Lux夜间路灯0.1Lux5.电子快门电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间，摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式，可根据环境的亮暗自动调节快门时间，得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间，以适应某些特殊应用场合。6.外同步与外触发外同步是指不同的视频设备之间用同一同步信号来保证视频信号的同步，它可保证不同的设备输出的视频信号具有相同的帧、行的起止时间。为了实现外同步，需要给摄像机输入一个复合同步信号(C-sync)或复合视频信号。外同步并不能保证用户从指定时刻得到完整的连续的一帧图像，要实现这种功能，必须使用一些特殊的具有外触发功能的摄像机。7.光谱响应特性CCD器件由硅材料制成，对近红外比较敏感，光谱响应可延伸至1.0um左右。其响应峰值为绿光(550nm)，分布曲线如右图所示。夜间隐蔽监视时，可以用近红外灯照明，人眼看不清环境情况，在监视器上却可以清晰成像。由于CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极，所以CCD对紫外不敏感。彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰三色滤光条，所以彩色摄像机对红外、紫外均不敏感。8.CCD芯片的尺寸CCD的成像尺寸常用的有1/2、1/3等，成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大。芯片规格成像面大小(宽X高)对角线1/26.4x4.8mm8mm1/34.8x3.6mm6mm什么事CMOS摄像机？和CCD摄像机有何不同？？答：CMOS传感器是一种通常比CCD传感器低10倍感光度的传感器。因为人眼能看到1Lux照度（满月的夜晚）以下的目标，CCD传感器通常能看到比人眼略好在0.1~3Lux，是CMOS传感器感光度的3到10倍。更多：CMOS传感器的感光度一般在6到15Lux的范围内，CMOS传感器有固定比CCD传感器高10倍的噪音，固定的图案噪音始终停留在屏幕上好象那就是一个图案，因为CMOS传感器在10Lux以下基本没用，因此大量应用的所有摄像机都是用了CCD传感器，CMOS传感器一般用于非常低端的家庭安全方面。有2个例外，CMOS传感器可以做得非常大并有和CCD传感器同样的感光度，CMOS传感器非常快速，比CCD传感器要快10到100倍，因此非常适用于特殊应用如highensDSCcamera(CannonD-30)或者高帧摄像机。CMOS传感器可以将所有逻辑和控制环都放在同一个硅芯片块上，可以使摄像机变得简单并易于携带，因此CMOS摄像机可以做得非常小。CMOS摄像机尽管耗能同样或者高于CCD摄像机，但是CMOS传感器使用很少的圆环如CDS,TG和DSP环，所以同样尺寸的总能量消耗比CCD摄像机减少了1/2到1/4。只有一个例外，敏通C系列摄像机只使用12伏特/65毫安电源，几乎和CMOS摄像机一样，但是具有好得多的影像质量，C系列摄像机使用0.35um3.3伏特数字讯号处理器，因此消耗非常少的能量（54C0,54C1,54C2,54C1,54C5,54C6）。所有其它公司生产的CCD摄像机的消耗12伏特/150到300毫安，因此比CMOS的5到12伏特和35到70毫安高出了2到4倍。有趣的是，尽管CCD表示“电荷耦合器件”而CMOS表示“互补金属氧化物半导体”，但是不论CCD或者CMOS对于图像感应都没有用，真正感应的传感器称做“图像半导体”，CCD和CMOS传感器（暂且如此称呼）实际使用的都是同一种传感器“图像半导体”，图像半导体是一个PN结合半导体，能够转换光线的光子爆炸结合处成为成比例数量的电子。电子的数量被计算信号的电压，光线进入图像半导体得越多，电子产生的也越多，从传感器输出的电压也越高。CCD称为“电荷耦合器件”，CCD实际上只是一个把从图像半导体中出来的电子有组织地储存起来的方法。CMOS称为“互补金属氧化物半导体”，CMOS实际上只是将晶体管放在硅块上的技术，没有更多的含义。传感器被称为CMOS传感器只是为了区别于CCD传感器，与传感器处理影像的真正方法无关。CMOS传感器不需要复杂的处理过程，直接将图像半导体产生的电子转变成电压信号，因此就非常快。这个优点使得CMOS传感器对于高帧摄像机非常有用，高帧速度能达到400到2000帧/秒。这个优点对于眺望高速移动的物体非常有用，然