图像测量 第三章 图像测量系统
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图像测量技术
汪增福
中国科学技术大学自动化系
第三章 图像测量系统
第三章 图像测量系统
图像测量系统概述 图像传感器 相机的几何标定 相机的光学标定
图像测量系统概述
照明
照明控制
图像采集
A/D变换
输入参数 控制
焦距， 光圈，
放大率，
图像处理
姿态等
强度, 构造等
图像处理
结果输出
图像存储 图像表示
图像传感器的基本组件
光传感器
光电导效应：当半导体材料受到光照时， 如果入射光子的能量大于其禁止带宽， 则半导体内载流子数目增多，这将导致 半导体电导率的改变，从而使半导体的 电阻减小。
光生伏特效应：当半导体的PN结受到光 照时，如果入射光子的能量大于其禁止 带宽，则在PN结两侧会产生光生电动势。
图像传感器
电视扫描方式
逐行扫描（Progressive Scanning） 对一幅完整图像的扫描在每一个规定的时间间隔 内一次完成。这样得到的一幅完整图像称为１帧 （Frame）。 隔行扫描（Interlaced Scanning） 对一幅完整图像（即一帧）的扫描则被分成两次 进行。其中的一次扫描只针对图像中的奇数行进 行，而另一次扫描则只针对图像中的偶数行进行。 由一幅图像中所有的奇数行和偶数行所形成的子 图像分别被称为该图像的奇数场和偶数场。
图像传感器
电视摄像机
电视摄像机的关键部件是电视摄像管。所 谓的电视摄像管是一种能将景物的光学图像转 换成电视图像信号的器件。该器件对整个摄像 机系统的性能起着确定性的作用。它能将器件 成像面上的空间景物的二维图像转变成时间轴 上的一维图像信号。 光电转换功能 空时转换功能
图像传感器
黑白电视摄像机
电流大大增加 ，形成光电流。 增极产生的次生电子被具有更高电 该光电流随入射光强度的变化 位的阳极收集，并在外部回路中形 而相应变化。 成电流为止。
外部回路中流过的电流与光电阴极 上入射的光通量成正比。
图像传感器的成像单元
光传感器：硅传感器
金属电极 二氧化硅 沟阻
P型硅衬底 信号电荷 光 势阱
图像传感器
固态摄像机：CCD像感器
工作原理：电荷定向转移的机制
P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3
图像传感器
CCD像感器：线阵CCD像感器
感光单元
转移栅
输出
不透光的电荷转移结构
图像传感器
CCD像感器：面阵CCD像感器
二相 驱动 光栅极 时钟 存储区
感光区
存储区
感光区
三相控制方式下CCD中 的电荷转移过程
P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1
f1 f2 f3 t0t1t2 t3 t4 t t
t = t0
t = t4
t
经过一个时钟周期后，相应的电荷将从前 一像素的一个电极下转移到下一个像素的 同号电极下。这样，随着时钟脉冲有规则 的变化，电荷将从线阵的一端转移到另一 端。如果在线阵的另一端对电荷进行收集， 并进行放大处理，则可以得到相应的反映 图像灰度变化的电信号输出。
偏转线圈
校正线圈 聚焦极A3
Baidu Nhomakorabea
靶
RL
聚焦极A2
阴极 控制极 加速极A1
图像传感器
光电导摄像管
工作原理
为了将电位图像转变成相应的时间信号，通常采用电子扫描的方法。 如图所示，电子枪的作用是产生一条极细的电子束。由阴极所发出 的电子束在加速电极A1和聚焦电极A2、A3的作用下，将以均匀的速 度准确地落到靶面上。图中的校正线圈的作用是把出射的电子束的 方向校正到和管轴的方向保持准确一致以提高管子的空间分辨率， 而偏转线圈则被用来控制电子束在空间的运动以实现电子束对靶面 的扫描。
图像传感器
彩色电视摄像机
分色棱镜的工作原理
分色棱镜由(A)、(B)、(C) 去摄像管R （1） Fr 三部分组成。其中，Mr 和 R (A) Mb 面上分别蒸镀有不同厚 度的干涉薄膜。各薄膜的 Mr Fg M b (C) 厚度恰到好处，使得：当 G 入射光投射到Mr 面上时能 入射光 (B) 去摄像管G 将红光分量反射回来，而 让其它的光通过；而当入 Fb 射光投射到Mb 面上时能将 （2） 蓝光分量反射回来，而让 B 去摄像管B 其它的光通过。
图像传感器的成像单元
光传感器
光电管 光电倍增管 光敏二极管 次生电子倍增极 硅传感器
当入射光照射到阴极上时，阴 当电子或光子以足够大的速度轰击 极会发射出电子，由于阳极的 金属表面时，会使金属表面的电子 逸出金属表面。这种逸出金属表面 电位比阴极高，阳极便会收集 的电子叫做次生电子。 阴极发射出来的电子，并在光 光电倍增管的光电转换过程：当入 电管回路中形成电流，该电流 射光的光子打在光电阴极上时，光 在负载电阻上产生输出电压。 电阴极发射出电子，该电子流又会 在入射的频谱成分和光电管电 打在比光电阴极电位高的第一倍增 极上，产生新的次生电子……上述 无光照射时，反向饱和漏电流 压不变的条件下，输出电压与 小；有光照射时，反向饱和漏 过程不断进行，直到最后一级的倍 入射光通量成正比。
读出移位 寄存器
二相 视频输出 驱动
输出移位寄存器
视频输出
图像传感器
CCD摄像机
除了CCD像感器之外，CCD摄像机还 包括光学系统、定时系统、CCD激励器、 信号处理和校正器等部分。其输出信号 一般也为标准的全电视信号。
场消隐脉冲 (b)
图像传感器
彩色电视摄像机
色彩的三色理论（tri-stimulus theory）
几乎所有的色彩都可以用三种基色： 红（Red）、绿（Green）和蓝（Blue） 进行混合来再现。
图像传感器
彩色电视摄像机
三管式彩色电视摄像机工作原理
三管式彩色电视摄像机采用分色棱镜将入 射光分解成红、绿、蓝三基色光，并使之分别 在摄像管R、G、B的靶面上成像。然后，经光电 转换将在各自的靶面上形成的光学图像转换成 与之对应的电荷图像。这些电荷图像在聚焦和 偏转系统的作用下被转换成按照一定的电视扫 描标准的随时间变化的三基色图像信号。
网电极 聚焦线圈 镜头
偏转线圈
校正线圈 聚焦极A3
靶
RL
聚焦极A2
阴极 控制极 加速极A1
图像传感器
光电导摄像管的等效电路
R a1
a2 K a3
根据设计要求，整个 扫描将按从左到右、 自上而下的顺序进行 以完成相应的空时转 换功能。 电子束的作用如同一 个电子开关。随着电 子束连续地扫过整个 靶面，在每一个瞬时， 光电导层上被电子束 所击中的微小单元 （即像素单元）将和 负载电阻一起组成一 个电子回路。
B
D
图像传感器
全电视信号
(a) 奇数场信号
偶数场 前均衡脉冲 6 22 6 23 6 24 6 25 1 奇数场 场同步脉冲 2 3 后均衡脉冲 4 5 23 24
场消隐脉冲 (a)
(b) 偶数场信号
奇数场 前均衡脉冲 3 10 3 11 3 12 3 13 偶数场 场同步脉冲 3 14 3 15 3 16 后均衡脉冲 3 17 3 18 3 36
固态摄像机：CCD像感器
金属电极 二氧化硅 沟阻
P型硅衬底
信号电荷 光 势阱
CCD像感器是由MOS电容器组成的一个阵列。当把光 学图像聚焦到该阵列时，可以得到正比于景物光辐 射强度的电荷分布。
图像传感器
固态摄像机：CCD像感器
工作原理：电荷定向转移的机制
三相控制方式下CCD中 的电荷转移过程
an 信号输出 RL +E
图像传感器
光电导摄像管
结论：来自被摄景物的光线落到靶面上， 照度越高，光电导材料激励出的光电子越 多，导电率越高，R值越小，流过负载的电 流越大；而照度越低，则光电导材料激励 出的光电子越少，导电率越低，R值越大， 流过负载的电流越小。因此，通过记录扫 描过程中加在负载电阻上的电位（或者等 价地，流过负载电阻的电流）就可以得到 关于输入光学图像的明暗变化的信息。
图像传感器的组成
采样孔：使数字化器能够单独观测特定的图 像元素而不受图像其它部分的影响。
图像扫描机构：使采样孔按照选定的方式在 图像上移动，从而按照一定的顺序对图像的 像素进行观测。 光传感器：将被观测像素处的光强转换为电 压或电流信号，完成光电转换功能。
量化器：将传感器输出的连续电量转化为整 数值。 图像帧存储器：将量化器产生的灰度值按照 一定的格式存储起来，以用于后续的处理。
图像传感器
全电视信号
A C
水平扫描……从左到右的扫描 垂直扫描……自上而下的扫描 扫描线……用实线表示 回扫线……用虚线表示 奇数行……水平扫描中对应奇数 场的扫描线，蓝绿色实线表示 偶数行……水平扫描中对应偶数 场的扫描线，黄色实线表示。 水平消隐线……用细虚线表示。 垂直消隐线……用粗虚线表示。
图像传感器的性能
• 像素的物理尺寸 像素大小 • 相邻像素的间距 • 允许输入的范围 图像大小 • 物理参数 • 输出的像素数 反射率 被测的局部特征 透射率 • 图像灰度和辐射照度 线性度 • 读出噪声 • 光子噪声
噪声
图像传感器的类型
并入串出
并入并出 串入串出
图像传感器的扫描机制
扫描机制：机械扫描
图像传感器的扫描机制
扫描机制：电子束扫描
图像传感器
电视摄像机
电视摄像机是一种被广泛使用的图像输入 设备。它能将景物的光学图像转换成全电视信 号。根据所使用的光谱波段的不同可有不同种 类的摄像机。
在可见光范围内，主要有:
黑白摄像机 彩色摄像机
黑 白 电 视 摄 像 管
光电像管 析像管
超光电管
超正析像管 光电导管
硫化锑摄像管（Vidicon）
氧化铅摄像管（Plumbicon）
硒靶管（Saticon） 硒化镉摄像管（Channicon）
硅靶管
新视像管（Newvicon）
图像传感器
光电导摄像管
工作原理
网电极 聚焦线圈 镜头
来自被摄景物的光线经摄像机的 光学系统在光电靶表面成像。靶 面不同位臵处的点，由于所受到 的照度不同将激励出数目不等的 光电子，从而产生数值不等的光 电导效应，引起高低不同的电位 起伏，最终形成与输入光学图像 相对应的电位图像。
串入并出
图像传感器的基本组件
光源
• • • • 白炽灯 激光器 荧光物质 发光二极管
图像传感器的基本组件
光传感器
• 光传感器的工作基础是光电效应
光电效应 一些金属、金属氧化物、半导体 材料在光的照射下释放电子的现象。
外光电效应（光电发射效应）：物体在光的作用 下，其中的电子从物体表面逸出的现象。 内光电效应：当物体在光的作用下所释放的电子 不逸出物体表面，而只是在物体的内部运动并使 其电特性发生变化的现象。 • 光电导效应 • 光生伏特效应
图像传感器
电视信号简介
扫描规程简介
EIA RS170扫描规程（黑白电视时序标准，美国） 其它扫描规程（彩色电视时序标准）：
（1）PAL(Phase Alternation Line) 隔行扫描，25帧/每秒， 625行/每帧。 （2）NTSC（National Television Systems Committee) RS170 A 隔行扫描，30帧/每秒， 525行/每帧。
图像传感器
彩色电视摄像机
彩色电视摄像机输出信号的种类
（1）分量模拟视频 （Component analog video） （2）S-Video（Y/C Video）
（3）复合视频（Composite Video）
图像传感器
彩色电视摄像机
亮度信号和色差信号 ：
E Y 0.299 0.587 0.114 E 0.701 0.587 0.114 R Y E B Y 0.299 0.587 0.866
E R E G E B
图像传感器
彩色电视摄像机
彩色全电视信号
亮度信号
色度信号 复合同步信号
彩色全电视信号
图像传感器
固态摄像机：CCD像感器
体积小 重量轻 造价低 寿命长 抗震性强 空间失真小 不需要电子扫描：不存在真空封装的问题 对外界磁场的屏蔽要求也低
图像传感器
f1 t = t0 f2 f3 t0t1t2 t3 t t = t1 P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3
P1 P2 P3 P1 P2 P3
t
P1 P2 P3 P1 P2 P3
t
t = t2
t = t3
图像传感器
固态摄像机：CCD像感器
工作原理：电荷定向转移的机制
汪增福
中国科学技术大学自动化系
第三章 图像测量系统
第三章 图像测量系统
图像测量系统概述 图像传感器 相机的几何标定 相机的光学标定
图像测量系统概述
照明
照明控制
图像采集
A/D变换
输入参数 控制
焦距， 光圈，
放大率，
图像处理
姿态等
强度, 构造等
图像处理
结果输出
图像存储 图像表示
图像传感器的基本组件
光传感器
光电导效应：当半导体材料受到光照时， 如果入射光子的能量大于其禁止带宽， 则半导体内载流子数目增多，这将导致 半导体电导率的改变，从而使半导体的 电阻减小。
光生伏特效应：当半导体的PN结受到光 照时，如果入射光子的能量大于其禁止 带宽，则在PN结两侧会产生光生电动势。
图像传感器
电视扫描方式
逐行扫描（Progressive Scanning） 对一幅完整图像的扫描在每一个规定的时间间隔 内一次完成。这样得到的一幅完整图像称为１帧 （Frame）。 隔行扫描（Interlaced Scanning） 对一幅完整图像（即一帧）的扫描则被分成两次 进行。其中的一次扫描只针对图像中的奇数行进 行，而另一次扫描则只针对图像中的偶数行进行。 由一幅图像中所有的奇数行和偶数行所形成的子 图像分别被称为该图像的奇数场和偶数场。
图像传感器
电视摄像机
电视摄像机的关键部件是电视摄像管。所 谓的电视摄像管是一种能将景物的光学图像转 换成电视图像信号的器件。该器件对整个摄像 机系统的性能起着确定性的作用。它能将器件 成像面上的空间景物的二维图像转变成时间轴 上的一维图像信号。 光电转换功能 空时转换功能
图像传感器
黑白电视摄像机
电流大大增加 ，形成光电流。 增极产生的次生电子被具有更高电 该光电流随入射光强度的变化 位的阳极收集，并在外部回路中形 而相应变化。 成电流为止。
外部回路中流过的电流与光电阴极 上入射的光通量成正比。
图像传感器的成像单元
光传感器：硅传感器
金属电极 二氧化硅 沟阻
P型硅衬底 信号电荷 光 势阱
图像传感器
固态摄像机：CCD像感器
工作原理：电荷定向转移的机制
P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3
图像传感器
CCD像感器：线阵CCD像感器
感光单元
转移栅
输出
不透光的电荷转移结构
图像传感器
CCD像感器：面阵CCD像感器
二相 驱动 光栅极 时钟 存储区
感光区
存储区
感光区
三相控制方式下CCD中 的电荷转移过程
P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1
f1 f2 f3 t0t1t2 t3 t4 t t
t = t0
t = t4
t
经过一个时钟周期后，相应的电荷将从前 一像素的一个电极下转移到下一个像素的 同号电极下。这样，随着时钟脉冲有规则 的变化，电荷将从线阵的一端转移到另一 端。如果在线阵的另一端对电荷进行收集， 并进行放大处理，则可以得到相应的反映 图像灰度变化的电信号输出。
偏转线圈
校正线圈 聚焦极A3
Baidu Nhomakorabea
靶
RL
聚焦极A2
阴极 控制极 加速极A1
图像传感器
光电导摄像管
工作原理
为了将电位图像转变成相应的时间信号，通常采用电子扫描的方法。 如图所示，电子枪的作用是产生一条极细的电子束。由阴极所发出 的电子束在加速电极A1和聚焦电极A2、A3的作用下，将以均匀的速 度准确地落到靶面上。图中的校正线圈的作用是把出射的电子束的 方向校正到和管轴的方向保持准确一致以提高管子的空间分辨率， 而偏转线圈则被用来控制电子束在空间的运动以实现电子束对靶面 的扫描。
图像传感器
彩色电视摄像机
分色棱镜的工作原理
分色棱镜由(A)、(B)、(C) 去摄像管R （1） Fr 三部分组成。其中，Mr 和 R (A) Mb 面上分别蒸镀有不同厚 度的干涉薄膜。各薄膜的 Mr Fg M b (C) 厚度恰到好处，使得：当 G 入射光投射到Mr 面上时能 入射光 (B) 去摄像管G 将红光分量反射回来，而 让其它的光通过；而当入 Fb 射光投射到Mb 面上时能将 （2） 蓝光分量反射回来，而让 B 去摄像管B 其它的光通过。
图像传感器的成像单元
光传感器
光电管 光电倍增管 光敏二极管 次生电子倍增极 硅传感器
当入射光照射到阴极上时，阴 当电子或光子以足够大的速度轰击 极会发射出电子，由于阳极的 金属表面时，会使金属表面的电子 逸出金属表面。这种逸出金属表面 电位比阴极高，阳极便会收集 的电子叫做次生电子。 阴极发射出来的电子，并在光 光电倍增管的光电转换过程：当入 电管回路中形成电流，该电流 射光的光子打在光电阴极上时，光 在负载电阻上产生输出电压。 电阴极发射出电子，该电子流又会 在入射的频谱成分和光电管电 打在比光电阴极电位高的第一倍增 极上，产生新的次生电子……上述 无光照射时，反向饱和漏电流 压不变的条件下，输出电压与 小；有光照射时，反向饱和漏 过程不断进行，直到最后一级的倍 入射光通量成正比。
读出移位 寄存器
二相 视频输出 驱动
输出移位寄存器
视频输出
图像传感器
CCD摄像机
除了CCD像感器之外，CCD摄像机还 包括光学系统、定时系统、CCD激励器、 信号处理和校正器等部分。其输出信号 一般也为标准的全电视信号。
场消隐脉冲 (b)
图像传感器
彩色电视摄像机
色彩的三色理论（tri-stimulus theory）
几乎所有的色彩都可以用三种基色： 红（Red）、绿（Green）和蓝（Blue） 进行混合来再现。
图像传感器
彩色电视摄像机
三管式彩色电视摄像机工作原理
三管式彩色电视摄像机采用分色棱镜将入 射光分解成红、绿、蓝三基色光，并使之分别 在摄像管R、G、B的靶面上成像。然后，经光电 转换将在各自的靶面上形成的光学图像转换成 与之对应的电荷图像。这些电荷图像在聚焦和 偏转系统的作用下被转换成按照一定的电视扫 描标准的随时间变化的三基色图像信号。
网电极 聚焦线圈 镜头
偏转线圈
校正线圈 聚焦极A3
靶
RL
聚焦极A2
阴极 控制极 加速极A1
图像传感器
光电导摄像管的等效电路
R a1
a2 K a3
根据设计要求，整个 扫描将按从左到右、 自上而下的顺序进行 以完成相应的空时转 换功能。 电子束的作用如同一 个电子开关。随着电 子束连续地扫过整个 靶面，在每一个瞬时， 光电导层上被电子束 所击中的微小单元 （即像素单元）将和 负载电阻一起组成一 个电子回路。
B
D
图像传感器
全电视信号
(a) 奇数场信号
偶数场 前均衡脉冲 6 22 6 23 6 24 6 25 1 奇数场 场同步脉冲 2 3 后均衡脉冲 4 5 23 24
场消隐脉冲 (a)
(b) 偶数场信号
奇数场 前均衡脉冲 3 10 3 11 3 12 3 13 偶数场 场同步脉冲 3 14 3 15 3 16 后均衡脉冲 3 17 3 18 3 36
固态摄像机：CCD像感器
金属电极 二氧化硅 沟阻
P型硅衬底
信号电荷 光 势阱
CCD像感器是由MOS电容器组成的一个阵列。当把光 学图像聚焦到该阵列时，可以得到正比于景物光辐 射强度的电荷分布。
图像传感器
固态摄像机：CCD像感器
工作原理：电荷定向转移的机制
三相控制方式下CCD中 的电荷转移过程
an 信号输出 RL +E
图像传感器
光电导摄像管
结论：来自被摄景物的光线落到靶面上， 照度越高，光电导材料激励出的光电子越 多，导电率越高，R值越小，流过负载的电 流越大；而照度越低，则光电导材料激励 出的光电子越少，导电率越低，R值越大， 流过负载的电流越小。因此，通过记录扫 描过程中加在负载电阻上的电位（或者等 价地，流过负载电阻的电流）就可以得到 关于输入光学图像的明暗变化的信息。
图像传感器的组成
采样孔：使数字化器能够单独观测特定的图 像元素而不受图像其它部分的影响。
图像扫描机构：使采样孔按照选定的方式在 图像上移动，从而按照一定的顺序对图像的 像素进行观测。 光传感器：将被观测像素处的光强转换为电 压或电流信号，完成光电转换功能。
量化器：将传感器输出的连续电量转化为整 数值。 图像帧存储器：将量化器产生的灰度值按照 一定的格式存储起来，以用于后续的处理。
图像传感器
全电视信号
A C
水平扫描……从左到右的扫描 垂直扫描……自上而下的扫描 扫描线……用实线表示 回扫线……用虚线表示 奇数行……水平扫描中对应奇数 场的扫描线，蓝绿色实线表示 偶数行……水平扫描中对应偶数 场的扫描线，黄色实线表示。 水平消隐线……用细虚线表示。 垂直消隐线……用粗虚线表示。
图像传感器的性能
• 像素的物理尺寸 像素大小 • 相邻像素的间距 • 允许输入的范围 图像大小 • 物理参数 • 输出的像素数 反射率 被测的局部特征 透射率 • 图像灰度和辐射照度 线性度 • 读出噪声 • 光子噪声
噪声
图像传感器的类型
并入串出
并入并出 串入串出
图像传感器的扫描机制
扫描机制：机械扫描
图像传感器的扫描机制
扫描机制：电子束扫描
图像传感器
电视摄像机
电视摄像机是一种被广泛使用的图像输入 设备。它能将景物的光学图像转换成全电视信 号。根据所使用的光谱波段的不同可有不同种 类的摄像机。
在可见光范围内，主要有:
黑白摄像机 彩色摄像机
黑 白 电 视 摄 像 管
光电像管 析像管
超光电管
超正析像管 光电导管
硫化锑摄像管（Vidicon）
氧化铅摄像管（Plumbicon）
硒靶管（Saticon） 硒化镉摄像管（Channicon）
硅靶管
新视像管（Newvicon）
图像传感器
光电导摄像管
工作原理
网电极 聚焦线圈 镜头
来自被摄景物的光线经摄像机的 光学系统在光电靶表面成像。靶 面不同位臵处的点，由于所受到 的照度不同将激励出数目不等的 光电子，从而产生数值不等的光 电导效应，引起高低不同的电位 起伏，最终形成与输入光学图像 相对应的电位图像。
串入并出
图像传感器的基本组件
光源
• • • • 白炽灯 激光器 荧光物质 发光二极管
图像传感器的基本组件
光传感器
• 光传感器的工作基础是光电效应
光电效应 一些金属、金属氧化物、半导体 材料在光的照射下释放电子的现象。
外光电效应（光电发射效应）：物体在光的作用 下，其中的电子从物体表面逸出的现象。 内光电效应：当物体在光的作用下所释放的电子 不逸出物体表面，而只是在物体的内部运动并使 其电特性发生变化的现象。 • 光电导效应 • 光生伏特效应
图像传感器
电视信号简介
扫描规程简介
EIA RS170扫描规程（黑白电视时序标准，美国） 其它扫描规程（彩色电视时序标准）：
（1）PAL(Phase Alternation Line) 隔行扫描，25帧/每秒， 625行/每帧。 （2）NTSC（National Television Systems Committee) RS170 A 隔行扫描，30帧/每秒， 525行/每帧。
图像传感器
彩色电视摄像机
彩色电视摄像机输出信号的种类
（1）分量模拟视频 （Component analog video） （2）S-Video（Y/C Video）
（3）复合视频（Composite Video）
图像传感器
彩色电视摄像机
亮度信号和色差信号 ：
E Y 0.299 0.587 0.114 E 0.701 0.587 0.114 R Y E B Y 0.299 0.587 0.866
E R E G E B
图像传感器
彩色电视摄像机
彩色全电视信号
亮度信号
色度信号 复合同步信号
彩色全电视信号
图像传感器
固态摄像机：CCD像感器
体积小 重量轻 造价低 寿命长 抗震性强 空间失真小 不需要电子扫描：不存在真空封装的问题 对外界磁场的屏蔽要求也低
图像传感器
f1 t = t0 f2 f3 t0t1t2 t3 t t = t1 P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3
P1 P2 P3 P1 P2 P3
t
P1 P2 P3 P1 P2 P3
t
t = t2
t = t3
图像传感器
固态摄像机：CCD像感器
工作原理：电荷定向转移的机制