本書(shū)作為圖像傳感器相關(guān)知識(shí)的入門(mén)書(shū)籍，從圖像傳感器的成像原理出發(fā)，全面介紹了圖像傳感器的內(nèi)部單元、工作原理、技術(shù)特征，介紹了主要的圖像傳感器類型，并進(jìn)行了比較。最后，本書(shū)還介紹了包含圖像傳感器的成像系統(tǒng)。
本書(shū)前四章是基礎(chǔ)知識(shí)部分。其中，第一章介紹了圖像的構(gòu)成以及圖像傳感器的作用，解釋了什么是"成像"；第二章介紹組成圖像傳感器所必須的基礎(chǔ)單元及電路；第三章分析圖像傳感器中的噪聲產(chǎn)生機(jī)制；第四章介紹圖像傳感器的的成像掃描模式。第五章詳細(xì)介紹了CCD、MOS和CMOS等幾種主要圖像傳感器的基礎(chǔ)原理、像素技術(shù)和制造工藝，并對(duì)它們各自的特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和比較。第六章介紹了圖像傳感器獲取除光強(qiáng)外其他圖像信息的方式。第七章分析和總結(jié)了提高圖像傳感器成像質(zhì)量的相關(guān)技術(shù)。第八章主要介紹包含圖像傳感器的整個(gè)成像系統(tǒng)在成像時(shí)的作用和影響。
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獲2015、2018及2021年度新疆科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、第八屆新疆青年科技獎(jiǎng)，中科院青促會(huì)優(yōu)秀會(huì)員（2018）
目錄
譯者序
英文版前言
日文版前言
第1章 成像任務(wù)及圖像傳感器的功能 1
1.1 圖像信息的構(gòu)成 1
1.2 圖像傳感器輸出和圖像信號(hào)構(gòu)成.3
1.2.1 單色靜態(tài)圖像 3
1.2.2 彩色靜態(tài)圖像 5
1.2.3 彩色動(dòng)態(tài)圖像 6
1.3 圖像傳感器的基本原理8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 圖像傳感器內(nèi)的元件及電路 11
2.1 元器件組成 11
2.1.1 硅器件物理基礎(chǔ) 11
2.1.2 pn結(jié) 15
2.1.3 MOS結(jié)構(gòu) 17
2.1.4 掩埋型MOS結(jié)構(gòu) 21
2.1.5 光柵二極管 24
2.1.6 光電二極管 25
2.1.7 掩埋型光電二極管/鉗位光電二極管 25
2.2 光敏材料——硅 26
2.2.1 p型襯底的np型光電二極管 27
2.2.2 p阱的npn型光電二極管 28
2.3 電路元件 29
2.3.1 浮置擴(kuò)散放大器 29
2.3.2 源跟隨放大器 30
2.3.3 相關(guān)雙采樣電路 32
參考文獻(xiàn) 34
第3章 圖像傳感器中的主要噪聲類型 35
3.1 噪聲幅值 36
3.2 電路噪聲（kTC噪聲） 38
3.3 晶體管噪聲 39
3.3.1 1/f噪聲 39
3.3.2 熱噪聲 40
3.3.3 隨機(jī)電報(bào)噪聲 40
3.4 散粒噪聲 41
3.5 使用相關(guān)雙采樣降低浮置擴(kuò)散放大器噪聲 43
參考文獻(xiàn) 45
第4章 積分時(shí)間和掃描模式 46
4.1 逐行掃描模式 46
4.2 隔行掃描模式 47
4.3 電子快門(mén)模式 48
第5章 圖像傳感器類型 49
5.1 CCD圖像傳感器 50
5.1.1 CCD工作原理 50
5.1.2 IT-CCD像素技術(shù) 60
5.1.3 CCD圖像傳感器的發(fā)展 71
5.2 MOS圖像傳感器 75
5.2.1 MOS圖像傳感器原理 75
5.2.2 MOS圖像傳感器的像素技術(shù) 79
5.2.3 MOS圖像傳感器研究進(jìn)展 80
5.3 CMOS圖像傳感器 82
5.3.1 CMOS圖像傳感器原理.82
5.3.2 CMOS圖像傳感器的像素技術(shù) 83
5.3.3 CMOS圖像傳感器進(jìn)展.95
5.4 電子快門(mén) 122
5.4.1 CCD圖像傳感器的電子快門(mén) 122
5.4.2 MOS和CMOS圖像傳感器的電子快門(mén) 122
5.5 各類圖像傳感器的現(xiàn)狀與前景比較 125
參考文獻(xiàn) 127
第6章 像素坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)字化對(duì)圖像質(zhì)量的影響 134
6.1 采樣和采樣定理 134
6.2 空間域采樣 136
6.3 時(shí)域采樣 141
6.4 波長(zhǎng)域采樣和彩色信息 142
參考文獻(xiàn) 145
第7章 提升圖像質(zhì)量的技術(shù) 146
7.1 光強(qiáng)信息 146
7.1.1 靈敏度 146
7.1.2 動(dòng)態(tài)范圍 148
7.2 空間信息 150
7.3 時(shí)間信息 153
7.3.1 基于幀的傳感器 153
7.3.2 事件驅(qū)動(dòng)傳感器 157
7.4 顏色和波長(zhǎng)信息 158
7.4.1 單片機(jī)彩色照相機(jī)系統(tǒng) 158
7.4.2 多波段攝像機(jī)系統(tǒng) 158
7.4.3 高光譜成像系統(tǒng) 159
參考文獻(xiàn) 160
第8章 成像系統(tǒng) 162
8.1 圖像信息質(zhì)量的退化因素 162
8.2 信號(hào)處理 165
8.2.1 缺陷、亮度校正 166
8.2.2 白平衡 166
8.2.3 去馬賽克 166
8.2.4 顏色轉(zhuǎn)換 168
8.2.5 色彩和色調(diào)轉(zhuǎn)換 169
8.2.6 降噪 169
8.2.7 邊緣增強(qiáng) 170
8.2.8 圖像格式 170
8.2.9 數(shù)字信號(hào)處理器校正依賴綜合征問(wèn)題 170
8.3 三片式彩色照相機(jī) 170
參考文獻(xiàn) 171
后記 172
索引 173
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