CCD產(chǎn)生噪聲的原因及降噪方法

    CCD是常見的數(shù)碼成像設(shè)備，原理是通過感光電流的產(chǎn)生、放大和AD轉(zhuǎn)換而采集信號。這個過程不可避免的還要使用模擬放大電路來完成，眾所周知，模擬電路會因?yàn)闊嵩肼暋㈦姼袘?yīng)、器件性能等因素引起噪聲電流，在亮度較高的情況下，相比正常感光電流幅度比例很小，而且曝光時間很短，所以幾乎表現(xiàn)不出來，但對于弱光條件下長時間曝光就不可忽視，表現(xiàn)十分明顯。
    就目前來看，CCD噪聲無法避免，也無法絕對消除，影響CCD噪聲因素主要為以下幾點(diǎn)：
    1）器件性能：不同級別的同型號器件指標(biāo)差別較大，一般分民用級、專業(yè)級、軍用級（含航空航天，衛(wèi)星等）；
    2）不同的方法。有的廠家特別注重減少噪聲，電路設(shè)計(jì)上將動態(tài)范圍下移，盡量滿足暗部的放大，保證暗部有足夠的信躁比，但由于整個動態(tài)范圍的限制，高光部分則容易飽和，造成細(xì)節(jié)的丟失。有的廠家則注重整體細(xì)節(jié)，特別是光照充分時的表現(xiàn)，暗部動態(tài)范圍小，信躁比差，噪聲容易出現(xiàn)；
    3）使用環(huán)境：溫度越低指標(biāo)越好；
    4）屏蔽：影響較小，也比較好做。
    現(xiàn)代科技的發(fā)展有了許多降低噪聲的方法，我們可以采取以下步驟來達(dá)到降低噪聲目的：
    1）器件性能和器件設(shè)計(jì)選擇專業(yè)權(quán)威制造商，這也是專業(yè)CCD價(jià)格高昂的主要原因；
    2）制冷：制冷對噪聲影響比較明顯，但只能降到某一程度。CCD經(jīng)過制冷后，可以大幅提高CCD的靈敏度（感光度/ISO）和降噪的能力。其改造過程也不復(fù)雜，主要是防止結(jié)露，采用的方法可以將CCD和制冷片一起用玻璃罩密封，在給CCD降溫的同時給玻璃罩加熱，雖然損耗電力，但可有效避免結(jié)露。
    3）屏蔽：對工作環(huán)境進(jìn)行平屏蔽，減少外界信號干擾，這個相對來說比較容易。