CCD相机中的像素分类

ccd是非常通用的设备，它们的读出模式可以被操纵以达到各种效果。最常见的影响之一是装箱．宾宁允许来自相邻像素的电荷合并，这可以提供更快的读出速度和提高信噪比的好处，尽管以降低空间分辨率为代价。

单像素读出vs 2x2宾宁

为了理解这个过程，让我们来比较一下的过程单一像素读出与2 × 2装箱显示。如果我们考虑一个光点均匀地照亮微型CCD的四个像素。CCD的光敏区域只有4个像素，在CCD底部有一个用蓝色表示的读出寄存器。光信号在四个像素中的每个像素中诱导了20个电子的电荷，这由它们的阴影和像素右下角的数字所示。

1.光均匀地落在四个像素上，在四个像素中产生了20e的电荷。

2.第一个操作是将电荷向下移一行。来自最低像素的电荷被转移到读出寄存器。

3.对于单像素读出，读出寄存器中的电荷向右移动，进入读出放大器。在装箱操作中，电荷再次向下移动，从第一行的电荷被添加到读出寄存器的第一行。

4.对于单像素读出，第一个像素读出，同时读出寄存器再次移位，以将第二个像素中的电荷移到读出放大器中。在装箱操作中，从两个右两个像素相加的电荷被移到读出放大器中。

5.在单像素读出中，下一行被垂直移动到读出寄存器中。在装箱操作中，读出寄存器再次移位，以便在读出之前从读出放大器中的4个像素相加电荷。

6.在单像素读出模式中，读出寄存器再次向右移动以读出下一个像素。Binned操作现已完成。

7.在单像素读出中，读出寄存器再次向右移动以读出最终像素。

强调这两种读出方案的主要区别是很重要的。首先，我们实现了传感器提供的全空间分辨率。在Binned的例子中，我们将4像素的模式减少到一个像素，因此失去了空间分辨率。然而，binned操作读取传感器所需的步骤更少，因此速度更快。通常情况下，2x2的装箱速度是2x2的两倍;这是通过每隔2个垂直移位移位读数寄存器来实现的。如果我们在CCD上进行3x3或4x4的分组，那么读数将分别快3倍和4倍。

binned的例子还强调了如何进行bininning提高信噪比．如果我们假设CCD的读出噪声为10e。然后在单像素的例子中，每个像素都以10e的噪声读出，因此我们实现了2:1 (20e/10e)的信噪比。即使我们随后把计算机中的四个像素加起来，在读出之后，信噪比也变成了4:1。在添加四个像素时，我们将信号相加(4乘以20e即80e)，并将噪声相加为正交，即噪声和的平方根(4乘以10的平方根即20e)。在本例中，在信号被放大器读出之前没有噪声，因此信噪比为8:1(80e/10e)，即是单像素读出模式的两倍。

光谱学

分箱最常见的应用之一是万博电脑网页版登录光谱学．在光谱CCD系统中，光谱线通常是在光谱线上形成的狭缝的图像CCD．狭缝的图像通常具有高展弦比，即非常长和薄，并垂直于读出寄存器。现在可以对来自单一谱线的信号进行分组，以获得最佳的信噪比，而不会降低谱分辨率。

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