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超级CCD的基本原理与关键技术,http://www.5idzw.com
[5]。 四、超级{%CCD%}色彩处理 从本质上讲，CCD是不能感知光线的色彩(也就是光线的频率)的，其感光单元只能感知光线的强弱。对于黑白CCD而言，每个感光单元形成一个像素，记录下光值来就可以了。要记录彩色图像，问题就复杂了，人们通过在CCD感光单元前面加彩色滤镜的方法来解决色彩的处理问题，使一个感光单元，记录某种色彩的亮度。这样，感光单元与图像像素不再一一对应，滤色镜如何排列、信号如何综合成彩色图像就成了相当重要的问题。 传统彩色CCD感光单元及滤色镜的排列是方形的，以G-R-G-B型CCD为例，如图3（a）所示，在进行信号处理时，由a-b-g-h四点计算出一个RGB值，作为一个像素记录下来，同时，b-c-h-I，g-h-m-n，h-i-n-o又各计算出一个像素，可以简单的理解为4个感光单元的中心点构成一个“像素点”，这样，每个感光单元的光值都是复用的，使用了4次（边缘部位除外）。由于复用，每4个感光单元计算出4个像素，这就是200万像素（严格的说是200万感光单元）的CCD分成4类颜色（两个绿色算两类），仍产生200万像素的图像的原因。 感光单元呈方形排列的一个问题就是，无论怎样排列组合，都不能均匀排列，每个“像素点”周围的色彩都有重复，不能使三个单色的感光单元正好形成一个像素，造成了感光单元的浪费。C-Y-G-M型CCD虽使用了均匀排列的4种颜色，仍是4个感光单元计算出一个像素的RGB值。而超级CCD正是解决了这个问题，其上感光单元的排列是交叉的，这样，在排布滤色镜时就可以均匀排列（如图3（b）所示）。在进行数据处理时，g-b-h三点计算出一个RGB值，作为一个像素记录下来，同时，b-c-h，c-i-h，i-n-h，m-n-h，g-m-h又各计算出一个像素，即每三个感光单元的中心构成一个“像素点”。这种计算方法，每个感光单元的光值复用了6次，感光单元又只有3类，所以，虽然感光单元没有增加，产生的像素数却多了一倍。240万个感光单元，舍弃无效数据后，仍能够生成615万个有效像素，这就是“超级”CCD与在色彩处理上与传统CCD不同所在。 正像CCD的物理分辨率不能完全代表CCD的成像质量一样，无论何种计算方法，都不能完全说明CCD孰优孰劣，影响成像质量的因素还很多。每个感光单元感光时的噪音干扰、电源干扰、数据随机分散性、滤色镜的色纯度等等，都会影响成像的质量，这需要专门的电路设计、材料设计以及工艺控制来解决，不是排列和计算问题所能完全概括的。但无论怎样，超级CCD中构成每个“像素点”的三个感光单元恰好是不同的三个原色，提高了感光单元的利用率，应该说是一个不小的进步[6]。 五、结束语 超级CCD开发给诸多领域带来新的机遇，首推这项技术的富士公司更是不遗余力将其应用于产品。当然，这种技术是否真正能提高分辨率还有待研究。实际使用证明，超级CCD最大分辨率时图像质量没有标称的好。如Fine Pix-40i实际像素为240万，用超级CCD技术处理后提升至432万。但即使是最高图像模式，除色彩还原较艳丽外，仍可在输出图像细节发现明显噪音，图像解晰力亦略模糊，不符合430万像素时应有的高分辨率。一般认为，超级CCD像素利用率较普通CCD高33％，因此输出像素也应比传统CCD高33％。即240万像素普通CCD采用该技术处理后，实际输出像素为320万。 同时，CCD也面临严峻挑战。除CCD外，互补金属氧化物半导体CMOS、接触式图像传感器CIS、光学倍增管PMT等均是目前流行的感光器件。特别是新一代CMOS器件灵敏度、信噪比、动态范围等主要性能指标均显著提高，其低廉的价格、简单的外围电路尤其具有竞争力。可以相信，随着技术发展，在影像市场将不断推出性能更优异产品，满足日益提高的要求[7]参考文献：。
[1] CCD与超级CCD:两个时代间的差异[DB/OL]. Ilm. O.nz//superccd.htm,2001-06-24
[3] Fujifilm technology Inc. FinePix Super CCD Technology [DB/OL].http://fuji-s1pro.com/superccd.thm,2001-06-24
[4] Fujifilm Digital Inc. Super CCD Technology [DB/OL]. Htt.htm,2001-06-24
[5] 富士数码影像网.Super CCD技术 [DB/OL]. Http://www.finepix.com.cn/superccd/jsgn.htm,2001-12-09
[6] 富士第四代超级CCD的奥秘·http://www.dpnet.com.cn /school/
[7] 尤天.超级CCD优劣考 [DB/OL]. Http://hardware. Pchome.net/2002/10 /16/2476.htm,2001-10-16. Fundamental And Key Technology Of Super CCD Abstract: Super CCD is a kind of new-type image sensor that is introduced recently. On the basis of the mechanism research of eyes vision formed and the characteristic of image information space frequency distribution, the performance of super CCD is sharply improved adopting octangle photoelectrical diodes and changing CCD units arrangement, etc. The fundamental and key technology of super CCD are further researched and discussed by comparison with traditional CCD, and its application is introduced in this paper. Keywords: ；rectangle unit；alveolate arrangement；resolution；singnal/nosie ratio；dynamic rangesuper CCD
，超级CCD的基本原理与关键技术
[5]。 四、超级{%CCD%}色彩处理 从本质上讲，CCD是不能感知光线的色彩(也就是光线的频率)的，其感光单元只能感知光线的强弱。对于黑白CCD而言，每个感光单元形成一个像素，记录下光值来就可以了。要记录彩色图像，问题就复杂了，人们通过在CCD感光单元前面加彩色滤镜的方法来解决色彩的处理问题，使一个感光单元，记录某种色彩的亮度。这样，感光单元与图像像素不再一一对应，滤色镜如何排列、信号如何综合成彩色图像就成了相当重要的问题。 传统彩色CCD感光单元及滤色镜的排列是方形的，以G-R-G-B型CCD为例，如图3（a）所示，在进行信号处理时，由a-b-g-h四点计算出一个RGB值，作为一个像素记录下来，同时，b-c-h-I，g-h-m-n，h-i-n-o又各计算出一个像素，可以简单的理解为4个感光单元的中心点构成一个“像素点”，这样，每个感光单元的光值都是复用的，使用了4次（边缘部位除外）。由于复用，每4个感光单元计算出4个像素，这就是200万像素（严格的说是200万感光单元）的CCD分成4类颜色（两个绿色算两类），仍产生200万像素的图像的原因。 感光单元呈方形排列的一个问题就是，无论怎样排列组合，都不能均匀排列，每个“像素点”周围的色彩都有重复，不能使三个单色的感光单元正好形成一个像素，造成了感光单元的浪费。C-Y-G-M型CCD虽使用了均匀排列的4种颜色，仍是4个感光单元计算出一个像素的RGB值。而超级CCD正是解决了这个问题，其上感光单元的排列是交叉的，这样，在排布滤色镜时就可以均匀排列（如图3（b）所示）。在进行数据处理时，g-b-h三点计算出一个RGB值，作为一个像素记录下来，同时，b-c-h，c-i-h，i-n-h，m-n-h，g-m-h又各计算出一个像素，即每三个感光单元的中心构成一个“像素点”。这种计算方法，每个感光单元的光值复用了6次，感光单元又只有3类，所以，虽然感光单元没有增加，产生的像素数却多了一倍。240万个感光单元，舍弃无效数据后，仍能够生成615万个有效像素，这就是“超级”CCD与在色彩处理上与传统CCD不同所在。 正像CCD的物理分辨率不能完全代表CCD的成像质量一样，无论何种计算方法，都不能完全说明CCD孰优孰劣，影响成像质量的因素还很多。每个感光单元感光时的噪音干扰、电源干扰、数据随机分散性、滤色镜的色纯度等等，都会影响成像的质量，这需要专门的电路设计、材料设计以及工艺控制来解决，不是排列和计算问题所能完全概括的。但无论怎样，超级CCD中构成每个“像素点”的三个感光单元恰好是不同的三个原色，提高了感光单元的利用率，应该说是一个不小的进步[6]。 五、结束语 超级CCD开发给诸多领域带来新的机遇，首推这项技术的富士公司更是不遗余力将其应用于产品。当然，这种技术是否真正能提高分辨率还有待研究。实际使用证明，超级CCD最大分辨率时图像质量没有标称的好。如Fine Pix-40i实际像素为240万，用超级CCD技术处理后提升至432万。但即使是最高图像模式，除色彩还原较艳丽外，仍可在输出图像细节发现明显噪音，图像解晰力亦略模糊，不符合430万像素时应有的高分辨率。一般认为，超级CCD像素利用率较普通CCD高33％，因此输出像素也应比传统CCD高33％。即240万像素普通CCD采用该技术处理后，实际输出像素为320万。 同时，CCD也面临严峻挑战。除CCD外，互补金属氧化物半导体CMOS、接触式图像传感器CIS、光学倍增管PMT等均是目前流行的感光器件。特别是新一代CMOS器件灵敏度、信噪比、动态范围等主要性能指标均显著提高，其低廉的价格、简单的外围电路尤其具有竞争力。可以相信，随着技术发展，在影像市场将不断推出性能更优异产品，满足日益提高的要求[7]参考文献：。
[1] CCD与超级CCD:两个时代间的差异[DB/OL]. Ilm. O.nz//superccd.htm,2001-06-24
[3] Fujifilm technology Inc. FinePix Super CCD Technology [DB/OL].http://fuji-s1pro.com/superccd.thm,2001-06-24
[4] Fujifilm Digital Inc. Super CCD Technology [DB/OL]. Htt.htm,2001-06-24
[5] 富士数码影像网.Super CCD技术 [DB/OL]. Http://www.finepix.com.cn/superccd/jsgn.htm,2001-12-09
[6] 富士第四代超级CCD的奥秘·http://www.dpnet.com.cn /school/
[7] 尤天.超级CCD优劣考 [DB/OL]. Http://hardware. Pchome.net/2002/10 /16/2476.htm,2001-10-16. Fundamental And Key Technology Of Super CCD Abstract: Super CCD is a kind of new-type image sensor that is introduced recently. On the basis of the mechanism research of eyes vision formed and the characteristic of image information space frequency distribution, the performance of super CCD is sharply improved adopting octangle photoelectrical diodes and changing CCD units arrangement, etc. The fundamental and key technology of super CCD are further researched and discussed by comparison with traditional CCD, and its application is introduced in this paper. Keywords: ；rectangle unit；alveolate arrangement；resolution；singnal/nosie ratio；dynamic rangesuper CCD
，超级CCD的基本原理与关键技术
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