CCD或CMOS圖像傳感器的低通效應(yīng)
不知道您是否發(fā)現(xiàn)，在我們拍攝的對(duì)象中有較細(xì)橫豎條時(shí)，例如拍攝身穿帶有細(xì)條紋服裝對(duì)象時(shí)，視頻圖像中總會(huì)出現(xiàn)或粗或細(xì)的條紋， 并且這些條文隨著被拍攝物體的遠(yuǎn)近或移動(dòng)，也相應(yīng)的不斷變化。此現(xiàn)象越是低檔的機(jī)器越嚴(yán)重，高清機(jī)也不例外。這對(duì)這個(gè)問(wèn)題， 最近查閱一些資料，發(fā)現(xiàn)這是由于圖像傳感器一種特殊的“低通效應(yīng)”所致。為了讓大家也理解這一問(wèn)題的究竟，特摘錄整理一段對(duì)該問(wèn)題有關(guān)解釋?zhuān)┐蠹覅⒖肌?/p>
(圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪)
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式中，τs為取樣脈沖寬度，即一個(gè)感光單元的寬度；Ts為取樣周期，即一個(gè)像素的寬度（含兩側(cè)的不感光部分）。當(dāng)n=Ts/ts時(shí)，譜線(xiàn)包絡(luò)達(dá)到第一個(gè)零點(diǎn)， 這是孔徑光闌效應(yīng)的表現(xiàn)。 若高頻信號(hào)幅度下降，可適當(dāng)選擇τs，使在fs/2處的頻譜幅度下降得小一些，使頻譜混疊部分減小。τs越小，頻譜幅度下降越緩慢，混疊部分增大。ts增大，頻譜幅度下降加快，頻 譜混疊部分減小。由此可見(jiàn)，在家用小型攝像機(jī)中感光單元的寬度和像素寬度有個(gè)最佳比例，即像素的尺寸和像素的密度以及像素的數(shù)量都是決定攝 像機(jī)分辨率的主要因素。在圖象上反映出來(lái)的頻譜混疊會(huì)引起低頻干擾條紋，它對(duì)攝像機(jī)所拍攝的圖象水平方向的清晰度有很大影響。
由于在電子電路上用電子低通濾波器難以濾出這種包括在有用視頻圖像在一起的干擾，因此，最常用光學(xué)鏡頭采用予處理前置濾波技術(shù)， 降低攝像機(jī)光敏面上光學(xué)圖象的頻帶寬度，以減少頻譜混淆，即采用光學(xué)低通濾波器。
光學(xué)低通濾波器（Optical Low Pass Filter，簡(jiǎn)稱(chēng)OLPF）實(shí)際是一低通濾波的石英作的晶片。1988年日本富士公司與東芝公司合作推出第一 臺(tái)數(shù)位靜態(tài)相機(jī)（Digital Still Camera，簡(jiǎn)稱(chēng)DSC）起，才將OLPF帶入這發(fā)展迅速的數(shù)位世界中。
隨著科技進(jìn)步，數(shù)位影象技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域也日益寬廣，從數(shù)碼相機(jī)（DSC）、數(shù)位攝像機(jī)（DVC）到影象電話(huà)（Video Phone）以及未來(lái)的第三代行動(dòng)電話(huà)（G3）等 ，所有和影象有關(guān)的產(chǎn)品都要使用OLPF來(lái)消除上述的雜訊干擾。