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CCD攝像頭的性能詳細(xì)技術(shù)講解
科學(xué)級(jí)CCD支持神經(jīng)系統(tǒng)和腦成像；生物自發(fā)熒光和冷光成像；熱成像；夜視成像；空氣動(dòng)力學(xué)成像；
Cortical成像；真空成像；Raman顯微鏡成像；化學(xué)發(fā)光成像；風(fēng)洞測(cè)試成像；核子成像；科學(xué)目標(biāo)跟
蹤及遠(yuǎn)程偵察。
數(shù)字化
ProgRes CCD
攝影機(jī)支持及控制(選項(xiàng))：
- 灰階數(shù)量決定圖片的素質(zhì)和對(duì)比。
8位 - 256灰階 (28)
10位 - 1024灰階 (210)
12位 - 4096灰階 (212)
14位 - 16384灰階 (214)
14+x位 > 16384灰階 (214+x)
- 較多的位 - 增加資料深度 (data
depth)，因此可更豐富的信息。
注：bit 是 BInary
digiT 的縮寫(xiě)，稱(chēng)為"位"，也稱(chēng)為"比特"。
火線 (firewire)
與 萬(wàn)用串行總線 (USB) 之優(yōu)缺點(diǎn)比較
所有ProgRes CCD 攝影機(jī)都備有火線
(IEEE1394a) 技術(shù)。
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IEEE1394a
火線的優(yōu)點(diǎn)
保證頻寬 400Mbps，其中之
320Mbps 可用作數(shù)據(jù)傳輸
電源可達(dá) 8W
電壓范圍為 8 到 32V
只需一條傳輸線
可同時(shí)裝置多臺(tái)攝影機(jī)
對(duì)等式 (P2P) 連結(jié)
可用遠(yuǎn)距離光纖延伸線
與 IEEE1394b 兼容
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USB2.0
的優(yōu)點(diǎn)
大部份現(xiàn)有計(jì)算機(jī)都會(huì)備有 USB2.0
接口
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IEEE1394a
火線的缺點(diǎn)
不是所有計(jì)算機(jī)都會(huì)備有火線接口
加裝火線適配卡
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USB2.0
的缺點(diǎn)
典型頻寬為 150 到 200Mbps
理論頻寬 480Mbps
不保證頻寬
電源大 2.5W
傳輸線長(zhǎng) 10m
主仆式 (Master to slave) 連結(jié)，
沒(méi)有對(duì)等式 (P2P) 連結(jié)
沒(méi)有升級(jí)計(jì)劃 |
注：USB ( 萬(wàn)用串行總線)的英文全名是 Universal
Serial Bus。
對(duì)等式 Peer-to-Peer (P2P)
技術(shù)能讓使用者「直接互相分享」。
1394a
火線是當(dāng)今較強(qiáng)的解決方案，因?yàn)樗煽旖莸膫鬏斔俣纫约白銐虻碾娫?，適合
ProgRes 專(zhuān)業(yè)CCD 攝影機(jī)應(yīng)用
。
下一代的火線擁有更快的傳輸速度：1394b 將擁有 800Mbps
的頻寬。
CCD 與 CMOS
影像感光組件之特點(diǎn)與效能比較
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特點(diǎn)
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CCD
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CMOS
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畫(huà)素輸出訊號(hào)
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電子封包
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電壓
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芯片輸出訊號(hào)
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電壓 (模擬)
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位 (數(shù)字)
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相機(jī)輸出訊號(hào)
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位 (數(shù)字)
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位 (數(shù)字)
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充填因子 (Fill factor)
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高
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中
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系統(tǒng)噪聲
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低
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中
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系統(tǒng)復(fù)雜性
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高
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低
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感光組件復(fù)雜性
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低
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高
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相對(duì)的系統(tǒng)價(jià)格
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較高
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較低
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效能
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CCD
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CMOS
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響應(yīng)度 (responsitivity)
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中
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稍好
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動(dòng)態(tài)范圍
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高
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中
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一致性
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高
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低至中
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統(tǒng)一快門(mén) (unifrom
shuttering)
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快，普通
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拙劣的
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速度
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中至高
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較高
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窗口變化 (windowing)
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有限
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廣泛
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抗模糊 (anti-blooming)
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高至無(wú)
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高 |
注：CCD 是
Charge-Coupled Device 的簡(jiǎn)稱(chēng)，是電荷藕合組件，也稱(chēng)為"數(shù)字?jǐn)z影頭"或"數(shù)字?jǐn)z影機(jī)"。
CMOS 是 Complementary Metal-Oxide Semiconductor
的簡(jiǎn)稱(chēng)，是互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體。
提高 Fill Factor (單一畫(huà)素中可吸收光的面積對(duì)整個(gè)畫(huà)素的比例)，可有效做到提升敏感度、放大面積
(全片幅) 和降低噪聲的影響。
響應(yīng)度 (responsitivity) 為感光組件每單位光的響應(yīng)。
ProgRes 制冷 (散熱) - cooled
CCD
- 適當(dāng)?shù)呐帕袃?nèi)建零組件。
- "兩塊電路板" 解決方案。
- 適當(dāng)?shù)南鄼C(jī)組裝。
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制冷組件、風(fēng)扇及金屬外殼。
- 內(nèi)建零組件。
- 可感測(cè)熱電。
- 高品質(zhì)。
- 有利的尺寸 (零組件并非一定要用到極限)。
- 電源管理。
- 相機(jī)內(nèi)部電源管理。
- 沒(méi)有
產(chǎn)生的熱能不需排出。
- 整個(gè)感光面積都擁有一致情況。
- 對(duì)稱(chēng)的電路板良好數(shù)據(jù)再現(xiàn)性。
- 穩(wěn)定的制冷。
- 擷取的影像可再現(xiàn)。
- 短時(shí)間與長(zhǎng)時(shí)間曝光都穩(wěn)定。
模擬增益 (Analogue
Gain)
模擬增益多增加八倍的敏感度。
短時(shí)間曝光也行
(螢光及暗視野)。 |