图像传感器必须了解的9个知识点

作者:admin    来源:未知    发布时间:2019-11-11 00:46    浏览量:

典型图像传感器的核心是电荷耦合器件(电荷耦合器件)或标准互补金属氧化物半导体(互补金属氧化物半导体)。电荷耦合器件和互补金属氧化物半导体传感器具有相似的特性,广泛应用于商业相机。然而,大多数现代传感器使用互补金属氧化物半导体单元,这主要是出于制造考虑。传感器和光学器件通常被集成在一起以制造晶片级照相机,如图1所示,该照相机用于类似于生物学或显微镜学的领域。

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图1:集成光学和滤色器的图像传感器的常见排列

图像传感器旨在满足不同应用的特殊目的,并提供不同级别的灵敏度和质量。要熟悉各种传感器,请参考它们的制造商信息。例如,为了在硅基模式和动态响应(用于实现光强和颜色检测)之间取得最佳折衷,每个光电二极管传感器单元的尺寸和组成需要针对特定的半导体制造工艺进行优化。

对于计算机视觉来说,采样理论的影响非常重要,例如奈奎斯特频率将用于目标场景的像素类别。传感器分辨率和光学器件一起可以为每个像素提供足够的分辨率,以便对感兴趣的特征进行成像,因此可以得出结论,感兴趣的特征的采样(或成像)频率应该是重要像素的最小像素大小的两倍(对于感兴趣的特征)。当然,为了成像精度,双重过采样只是一个最低目标。在实际应用中,很难确定单像素宽度的特性。

为了获得给定应用的最佳结果,需要校准相机系统,以确定不同照明和距离条件下的传感器噪声和像素位深度的动态类别。为了处理传感器对任何颜色通道的噪声和非线性响应,检测和校正像素坏点,以及处理几何失真建模,有必要开发合适的传感器处理方法。如果使用测试模式设计一个简单的校准方法,如果该方法在灰度、颜色、特征像素大小等方面从细到粗逐渐变化,将会看到结果。

1,传感器材料

硅图像传感器应用最为广泛。当然,在工业和军事应用中,也将使用其他材料,例如镓(Ga)覆盖比硅更长的红外波长。不同的相机有不同的图像传感器分辨率。从单像素光电晶体管相机(在工业应用中通过一维线性扫描阵列使用)到普通相机上的二维矩形阵列(球面列的所有路径都用于高分辨率成像),可以使用它。(传感器配置和摄像机配置将在本章末尾介绍)。

常见的成像传感器由电荷耦合器件、互补金属氧化物半导体、牛血清白蛋白和福韦恩方法制造。硅图像传感器具有非线性光谱响应曲线,其可以很好地感测光谱的近红外部分,但不能感测蓝色、紫色和近紫外部分(如图2所示)。

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