數位相機根據光電轉換器件的不同分為那幾類

2022-12-20 15:00:03 字數 3591 閱讀 3976

1、數位相機根據光電轉換器件的不同分為那幾類?

答:數位相機與使用膠卷的傳統相機的最大不同,是數位相機採用光電轉換器件「感光」成像,而不同於膠卷感光成像。現在數位相機用的光電轉換器件有ccd和cmos兩大類。

ccd為「電荷耦合器件」英文charge couple device的縮寫。cmos

為「互補金屬氧化物半導體」英文

complementary metal-oxide semiconductor的縮寫。cmos成像晶元用於數位相機始於2023年。

2、既然ccd與cmos都是感光感測器,為何**如此懸殊,它們之間到底有何區別?

答:ccd是目前比較成熟的成像器件,cmos被看作未來的成像器件。因為cmos結構相對簡單,與現有的大規模積體電路生產工藝相同,從而生產成本可以降低。

從原理上,cmos的訊號是以點為單位的電荷訊號,而ccd是以行為單位的電流訊號,前者更為敏感,速度也更快,更為省電。現在高階的cmos並不比一般ccd差,但是cmos工藝還不是十分成熟,普通的cmos解析度低而成像較差,太容易出現雜點。這主要是因為早期的設計使cmos在處理快速變化的影像時,由於電流變化過於頻繁而會產生過熱的現象。

目前的情況是,許多低檔入門型的數位相機使用廉價的低檔cmos晶元,成像質量比較差。普及型、高階型及專業型數位相機使用不同檔次的ccd,個別專業型或準專業型數位相機使用高階的cmos晶元。代表成像技術未來發展的x3晶元實際也是一種cmos晶元。

3、什麼是超級ccd?

答:傳統彩色ccd感光單元及濾色鏡的排列是方形的,以g-r-g-b型ccd為例,可以簡單的理解為4個感光單元的中心點構成乙個「畫素點」,這樣,每個感光單元的光值都是復用的,使用了4次(邊緣部位除外),每4個感光單元計算出4個畫素。在超級ccd上,感光單元的排列是交叉的,即每三個

感光單元的中心構成乙個「畫素點」。這種計算方法,每個感光單元的光值復用了6次,感光單元又只有3類,所以,雖然感光單元沒有增加,產生的畫素數卻多了一倍。

應該說,這種計算方法,是相當科學的,並沒有故弄玄虛,但由於光值仍然是復用的,說它因排列方式的改變而比傳統ccd提高了成像銳度是沒有根據的。

4、關於ccd逐行掃瞄與隔行掃瞄的區別?

答:隔行、逐行只是資料處理方式的不同,隔行技術源於早期電視技術,是先提取奇數行的資料形成影象輪廓,再用偶數行資料補充,因那時的技術限制,資料處理速度跟不上,就採取隔行方式,用於連續影象,可以先把畫面輪廓送到觀眾面前。由於不是連續掃瞄,若成像過程中被攝體移動,就會出現錯位。

如果資料採集速度慢,逐行掃瞄的ccd拍攝動體也會出現扭曲,反之,如果資料採集速度足夠快,隔行掃瞄也沒有什麼問題,這一點可以從使用隔行掃瞄ccd的索尼dsc-s70優良的成像得到證實,所以,儘管從技術層面來講逐行掃瞄ccd是好一些,但從日本的相關資料了解到,由於同樣大小ccd畫素的不斷增加,ccd中傳送訊號的通路無法適應逐行掃瞄得到的一次性的大量的資料,會造成圖象處理速度的下降。因此在高畫素的數位相機中隔行掃瞄的技術的應用越來越多。至於隔行掃瞄會造成的錯位問題,已經得到了解決,解決的辦法是利用機械快門的運動。

考慮到其它因素對成像的影響遠大於此,故個人使用者購買數位相機時完全可以不予重視ccd是隔行掃瞄還是逐行掃瞄。

5、為什麼同樣畫素的ccd面積大小不同呢?

答:首先要區分成像的「畫素」和物理的「感光單元」兩個概念,數字影象的「畫素」是無所謂面積的,它沒有物理尺寸,ccd構成中有物理尺寸的是感光單元,它是將經濾鏡過濾後的光的強度轉換成電訊號的器件。數碼**的「畫素」和ccd的感光單元並不是簡單的一一對應,成像演算法不同,對應關係也不同,所以,相同解析度(畫素數)的ccd有面積大小之分。

6、ccd面積對數位相機成像質量有什麼影響?

答:一般說來,如果解析度相同,生產工藝相同,面積大的ccd成像效果更好一些,因為大的成像面積可以使用更大口徑、更長焦距、更大通光量的鏡頭,降低對鏡頭解析度的要求(對鏡頭畸變的要求更高了),減少光線干涉、衍射對成像的影響,提高訊雜比。

7、ccd的物理解析度能代表ccd的成像質量嗎?

答:ccd的物理解析度不能完全代表ccd的成像質量,影響成像質量的因素很多。每個感光單元感光時的噪音干擾、電源干擾、資料隨機分散性、濾色鏡的色純度等等,都會影響成像的質量,需要專門的電路設計、材料設計以及工藝控制來解決。

8、什麼是插值畫素?它能代表ccd實際畫素嗎?

答:「插值」最初是電腦的術語,後來引用到數碼影象上來。影象放大時,畫素也相應地增加,但這些增加的畫素從何而來?

「插值」程式會自動選擇資訊較好的畫素作為增加的畫素,而並非只使用臨近的畫素,所以在放大影象時,影象看上去會比較平滑、乾淨――但必須注意的是插值並不能增加影象資訊。例如:一張**中,人因為距離比較遠,在**上只有乙個白點,但當影象插值放大時,這個人還是白點,只是比以前稍微大了些。

9、為什麼ccd解析度會高於相機最大成像解析度?

答:這是因為,ccd作為感光器件,ccd邊緣的畫素點在拍攝時,由於邊緣光的影響,一般會出現一定的偏色和眩暈,數位相機在ccd畫素大於圖象拍攝畫素時,會自動切除邊緣畫素,從而去除眩暈和偏色,邊緣切除越多,對成像的清晰率等越好。

所以追求品質的廠家一般都用遠高於拍攝圖象的最大畫素的ccd。

10、用lcd取景時,強光照射對ccd有害麼?

答:用lcd取景時,快門處於開啟狀態,此時強光照射對ccd有潛在威脅。11、數位相機的壞點和噪點有什麼區別?

答:數位相機的成像元件(ccd或cmos,目前一般指ccd)一般有數百萬

個感光單元,如果其中某個感光單元損壞,不能成像,即成為壞點

---dead pixel。數碼攝影和傳統相機不同,傳統相機拍攝時很少因電子零件產生的雜訊干擾影響拍攝品質。但是數碼攝影的雜訊產生環境就複雜多了,從操作過程中機體公升溫效應,ccd上的殘留能量以致於機身零件本身,甚至來自外界的電磁波干擾都有可能會在畫面上形成雜色的斑點,此為噪點---hot pixel。

12、如何測試數位相機的壞點和噪點?

答:檢測相機時,蓋上鏡頭蓋拍攝,理論上影象應該是純黑色,若有斑點即是壞點或噪點。壞點總在畫面的固定位置,而且無論使用怎樣的**組合或怎樣的感光度,始終存在。

噪點在一般情況下並不存在(除非相機質量過於低劣),隨著**時間延長、感光度(iso)調高或相機溫度公升高(長時間開機)而增加。

數位相機的lcd也可能有壞點,無論是選單操作還是瀏覽影象,也無論用什麼比例瀏覽,在lcd上始終存在的點是lcd的壞點。lcd一般沒有所謂的噪點。

13、ccd有壞點怎麼辦?能修好嗎?

答:拍攝夜景時或蓋上鏡頭蓋長時間**時,影像上的色點不一定都是ccd壞點,有的是噪點,ccd溫度降低後會有改善,通過韌體(firmware)公升級有的也能改善。

如果ccd真的有壞點可以說是無法維修的,因為那是ccd的硬體問題,對ccd的某個成像單元進行維修幾乎是不可能的,也是不經濟的,只有換相機或換ccd。

14、如果數位相機長時間地對著固定的物件,會在ccd上留下記憶,形成不能去除的陰影嗎?

答:不會,但對著陽光、強烈的燈光等,可能會損壞成像系統。

15、為什麼數位相機很少有黑白模式?

答:單獨來說,獲取黑白的數碼影象的確不難,在ccd感光時,記錄下每個感光單元的光度值,組合起來就是一幅黑白的數碼影象,但讓乙個ccd同時相容彩色和黑白模式就沒那麼簡單了。為了記錄色彩,人們在ccd感光單元前面設定了彩色濾色鏡,為了讓濾色鏡和感光單元能很好的相對定位,濾色鏡往往要緊貼在ccd表面,甚至直接在ccd上塗色,所以,數位相機的黑白模式只能是經過軟體轉換結果。

這樣的影象難以具備黑白影象應有的犀利和質感,失去了藝術魅力。

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