CCD(Charge-Coupled Device，電荷耦合器件)與(yu) CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物場效應
管)是兩(liang) 種主要的成像傳(chuan) 感器。其中CMOS技術成熟較CCD更晚，早期国产成人在线观看免费网站效果不如CCD。隨著半導體(ti) 技術的發展，CMOS的成像效果
有了很大的提高逐步趕上CCD。此外在集成度，成本以及讀取速度等方麵，CMOS更具優(you) 勢。CMOS被很多人認為(wei) 比CCD更有前景。
cmos圖像傳(chuan) 感器是一種典型的固體(ti) 成像傳(chuan) 感器，通常由像敏單元陣列、行驅動器、列驅動器、時序控製邏輯、AD轉換器、數據總線
輸出接口、控製接口等幾部分組成這幾部分通常都被集成在同一塊矽片上。其工作過程一般可分為(wei) 複位、光電轉換、積分、讀出幾部
分。
在CMOS圖像傳(chuan) 感器芯片上還可以集成其他數字信號處理電路，如AD轉換器、自動曝光量控製、白平衡處理等。為(wei) 了進行快速計算甚
至可以將具有可編程功能的DSP器件與(yu) CMOS器件集成在一起。在這個(ge) 意義(yi) 上，CMOS已經不僅(jin) 僅(jin) 是一個(ge) 圖像傳(chuan) 感器，更可以被認為(wei)
是一個(ge) 圖像處理係統。
隨著CMOS圖像傳(chuan) 感器的發展，出現很多細分種類。主要有三大類CMOS圖像傳(chuan) 感器,即CMOS無源像素傳(chuan) 感器(CMOS Passive Pixel
Sensor簡稱CMOS-PPS)、CMOS有源像素傳(chuan) 感器(CMOS Active Pixel Sensor簡稱CMOS-APS)和CMOS數字像素傳(chuan) 感器(CMOS
Digital Pixel Sensor簡稱CMOS-DPS)。
今天標準的CMOS APS像素由一個(ge) 光電二極管以及轉移門管、複位門管、選通門管和源跟隨器讀出管等4個(ge) 晶體(ti) 管組成，因此被稱為(wei)
4T（4晶體(ti) 管）單元。此外5T、6T單元像素也存在。
最基本的CMOS有源像素單元為(wei) 3T單元。
如上圖，由一個(ge) 光電二極管，三個(ge) 晶體(ti) 管組成一個(ge) 像素單元。Mrst是複位門管，通過RST引進控製通斷，導通時光電二極管連接到
VRST清除內(nei) 部電荷。Msf是源跟隨器，放大器允許在不移出積累電荷的情況下測量像素的電壓。Msel是行選擇晶體(ti) 管，是一個(ge) 允許像
素陣列的行選通信號在讀出像素電子時接通的開關(guan) 。
下圖給出的是一種CMOS像素的設計圖。此像素的尺寸為(wei) 10.8 X 10.8微米（D3的像素僅(jin) 為(wei) 8.46 X 8.46微米），CMOS填充係數為(wei)
81%。像素為(wei) 5T（5個(ge) 晶體(ti) 管）電路。沒有色彩濾鏡和微透鏡。
該設計特意注明沒有色彩濾鏡。也就是說，這種CMOS隻能記錄光的明暗，不能記錄色彩。
彩色CMOS 的原理也很簡單，直接在黑白圖像傳(chuan) 感器的基礎上增加色彩濾波陣列(CFA)，從(cong) 而實現從(cong) 黑白到彩色的成像。很著名的一種
設計就是Bayer CFA（拜耳色彩濾波陣列）。色彩濾波陣列是一種顏色濾波的綜合體(ti) ，它可以去除光譜中的一些成分，使每個(ge) 像素隻保
留一個(ge) 顏色成分，用在數碼相機ccd傳(chuan) 感器之前。其中通過RGB三種顏色混合出真實色彩，其中G占1/2，R和B各占1/4，這是根據人
眼對於(yu) 顏色的感知原理設計的。
這樣一來，每個(ge) 像素點隻能包含RGB中的一個(ge) 值，無法通過還原真實色彩。缺失的另外兩(liang) 個(ge) 色彩需要通過插值法來補充。插值方法有
很多種，比如領域、線性、3*3等。
以線性插值補償(chang) 算法為(wei) 例，進行插值算法的介紹。由於(yu) 傳(chuan) 感器的色彩濾鏡的色彩順序是確定的，在進行R、B插值時，考慮如下四種情
況：
R和B值取像素點周圍兩(liang) 個(ge) 或四個(ge) 像素點的均值。
在對G進行插值時考慮如下情況：
由於(yu) 人眼對G值更敏感，計算方法也有所不同：
為(wei) 了加快計算速度，也可以采取如下算法：
第二種算法，比第一種性能差距很小，但速度快很多。
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