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技術頻道

CCD的掃描方式對比

在機器視覺系統的實際應用中,有時候會遇到被監控物體是運動的情況,此時,要清晰地獲取運動物體,就是要減少CCD的曝光時間。而且什么時間開始曝光應該是可控的,應該根據物體運動至視場中央的時間來確定。

隔行掃描方式的CCD的曝光時間如下圖所示,圖中未對曝光進行控制,圖中(b)表示奇、偶場的曝光時間,圖中(c)表示光敏像元曝光結束,轉移柵用傳送脈沖將像元電荷轉移至電荷移位寄存器,這個傳送脈沖很短,它同時對所有的像元作這種轉移。轉移結束后,光敏像元又可以對下場圖像進行曝光,同時,電荷移位寄存器將代表圖像的電荷陣列逐行移出,并轉換成視頻電壓輸出,見圖中(d)。

隔行掃描曝光、視頻時序圖

從上圖可以看出,奇偶場圖像的曝光期間是交錯的,所以,它獲取的不是運動物體在同一時間段曝光的圖像。奇偶場圖像合并在一起時,形成了所謂的運動撕裂,如下圖所示,在機器視覺系統中,這種失真是很嚴重的。

隔行掃描引起的運動圖像失真

消除這種失真的最有效的辦法是逐行掃描,逐行掃描攝像機可以和CCTV攝像機一樣具有相同的分辨率,但掃描方式不是隔行的,而是逐行的。

將CCD做成隔行或者逐行掃描,比起真空管攝像機來容易多了,它的曝光、轉移和視頻輸出如下圖所示,從圖中可以看出它們之間的動作就簡單多了,所有像元不分奇偶行,同時曝光,視頻輸出和曝光時間相差一幀時間。

逐行掃描曝光、視頻時序圖

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