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浅析CCD、SuperCCD与CMOS之“SuperCCD”
nakata /文
二、SUPER CCD
＿＿SUPER CCD是由富士公司独家推出的，它并没有采用常规正方形二极管，而是使用了一种八边形的二极管，像素是以蜂窝状形式排列，并且单位像素的面积要比传统的CCD大。将像素旋转45度排列的结果是可以缩小对图像拍摄无用的多余空间，光线集中的效率比较高，效率增加之后使感光性、信噪比和动态范围都有所提高。富士公司宣称，SUPER CCD可以实现相当于ISO 800的高感度，信噪比比以往增加30％左右，颜色的再现也大幅改善，电量消耗减少了许多。富士公司宣称SUPER CCD可与多40%像素的传统CCD的分辨率相媲美， SUPRE CCD打破了以往CCD有效像素小于总像素的金科玉律，可以在240万像素的SUPER CCD上输出430万像素的画面来。因此，富士公司和他们的SUPER CCD一推出即在业界引起了广泛的关注。
＿＿在传统CCD上为了增加分辨率，大多数数码相机生产厂商对民用级产品采取的办法是不增大CCD尺寸，降低单位像素面积，增加像素密度。我们知道单位像素的面积越小，其感光性能越低，信噪比越低，动态范围越窄。因此这种方法不能无限制地增大分辨率。如果不增加CCD面积而一味地提高分辨率，只会引起图象质量的恶化。但如果在增加CCD像素的同时想维持现有的图象质量，就必须在至少维持单位像素面积不减小的基础上增大CCD的总面积。但目前更大尺寸CCD加工制造比较困难，成品率也比较低，因此成本也一直降不下来。
＿＿传统CCD中的每个像素由一个二极管、控制信号路径和电量传输路径组成。SUPER CCD采用蜂窝状的八边二极管，原有的控制信号路径被取消了，只需要一个方向的电量传输路径即可，感光二极管就有更多的空间。SUPER CCD在排列结构上比普通CCD要紧密，此外像素的利用率较高，也就是说在同一尺寸下，SUPER CCD的感光二极管对光线的吸收程度也比较高，使感光度、信噪比和动态范围都有所提高。
＿＿那为什么SUPER CCD的输出像素会比有效像素高呢？我们知道CCD对绿色不很敏感，因此是以G－B－R－G来合成。各个合成的像素点实际上有一部分真实像素点是共用，因此图象质量与理想状态有一定差距，这就是为什么一些高端专业级数码相机使用3CCD分别感受RGB三色光的原因。而SUPER CCD通过改变像素之间的排列关系，做到了R、G、B像素相当，在合成像素时也是以三个为一组。因此传统CCD是四个合成一个像素点，其实只要三个就行了，浪费了一个，而SUPER CCD就发现了这一点，只用三个就能合成一个像素点。也就是说，CCD每4个点合成一个像素，每个点计算4次；SUPER CCD每3个点合成一个像素，每个点也是计算4次，因此SUPER CCD像素的利用率较传统CCD高，生成的像素就多了。
＿＿科学是要以事实来说话的，再有道理的理论没有事实基础还是一句空话。经过我们反复对富士SUPER CCD的几款民用级数码相机试拍后发现，至少对民用级的SUPER CCD来说，在其最大分辨率的图象质量并没有人们想象地那么好。除了色彩还原比较艳丽外，我们可以在蓝天和暗部细节发现有明显的噪音信号，成像清晰度一般。这就说明240万像素的民用级SUPER CCD无法达到其标称的430万输出像素。那么240万像素的SUPER CCD到底相当于多少像素的CCD呢？根据上一段的陈述，我认为SUPER CCD对像素的利用率比CCD高33％，因此其输出像素也应该比CCD高33％。富士FINEPIX 4900的总像素为240万像素，根据我的估算，它的输出像素大概相当于320万（240×133％＝320万）。而4900标称的输出尺寸是430万像素，那么这110万像素是怎么多出来的呢？我想可能是使用了插值技术。这就可能是为什么我们在以100％的尺寸看SUPER CCD拍摄的照片总不是很清楚的原因了。如果要客观公正地对待使用SUPER CCD的FINEPIX4900、FINEPIX4700等相机就应该将其看作一部320万像素的数码相机。
＿＿敬请阅读下一篇：CMOS
责任编辑：关星
nakata /文
二、SUPER CCD
＿＿SUPER CCD是由富士公司独家推出的，它并没有采用常规正方形二极管，而是使用了一种八边形的二极管，像素是以蜂窝状形式排列，并且单位像素的面积要比传统的CCD大。将像素旋转45度排列的结果是可以缩小对图像拍摄无用的多余空间，光线集中的效率比较高，效率增加之后使感光性、信噪比和动态范围都有所提高。富士公司宣称，SUPER CCD可以实现相当于ISO 800的高感度，信噪比比以往增加30％左右，颜色的再现也大幅改善，电量消耗减少了许多。富士公司宣称SUPER CCD可与多40%像素的传统CCD的分辨率相媲美， SUPRE CCD打破了以往CCD有效像素小于总像素的金科玉律，可以在240万像素的SUPER CCD上输出430万像素的画面来。因此，富士公司和他们的SUPER CCD一推出即在业界引起了广泛的关注。
＿＿在传统CCD上为了增加分辨率，大多数数码相机生产厂商对民用级产品采取的办法是不增大CCD尺寸，降低单位像素面积，增加像素密度。我们知道单位像素的面积越小，其感光性能越低，信噪比越低，动态范围越窄。因此这种方法不能无限制地增大分辨率。如果不增加CCD面积而一味地提高分辨率，只会引起图象质量的恶化。但如果在增加CCD像素的同时想维持现有的图象质量，就必须在至少维持单位像素面积不减小的基础上增大CCD的总面积。但目前更大尺寸CCD加工制造比较困难，成品率也比较低，因此成本也一直降不下来。
＿＿传统CCD中的每个像素由一个二极管、控制信号路径和电量传输路径组成。SUPER CCD采用蜂窝状的八边二极管，原有的控制信号路径被取消了，只需要一个方向的电量传输路径即可，感光二极管就有更多的空间。SUPER CCD在排列结构上比普通CCD要紧密，此外像素的利用率较高，也就是说在同一尺寸下，SUPER CCD的感光二极管对光线的吸收程度也比较高，使感光度、信噪比和动态范围都有所提高。
＿＿那为什么SUPER CCD的输出像素会比有效像素高呢？我们知道CCD对绿色不很敏感，因此是以G－B－R－G来合成。各个合成的像素点实际上有一部分真实像素点是共用，因此图象质量与理想状态有一定差距，这就是为什么一些高端专业级数码相机使用3CCD分别感受RGB三色光的原因。而SUPER CCD通过改变像素之间的排列关系，做到了R、G、B像素相当，在合成像素时也是以三个为一组。因此传统CCD是四个合成一个像素点，其实只要三个就行了，浪费了一个，而SUPER CCD就发现了这一点，只用三个就能合成一个像素点。也就是说，CCD每4个点合成一个像素，每个点计算4次；SUPER CCD每3个点合成一个像素，每个点也是计算4次，因此SUPER CCD像素的利用率较传统CCD高，生成的像素就多了。
＿＿科学是要以事实来说话的，再有道理的理论没有事实基础还是一句空话。经过我们反复对富士SUPER CCD的几款民用级数码相机试拍后发现，至少对民用级的SUPER CCD来说，在其最大分辨率的图象质量并没有人们想象地那么好。除了色彩还原比较艳丽外，我们可以在蓝天和暗部细节发现有明显的噪音信号，成像清晰度一般。这就说明240万像素的民用级SUPER CCD无法达到其标称的430万输出像素。那么240万像素的SUPER CCD到底相当于多少像素的CCD呢？根据上一段的陈述，我认为SUPER CCD对像素的利用率比CCD高33％，因此其输出像素也应该比CCD高33％。富士FINEPIX 4900的总像素为240万像素，根据我的估算，它的输出像素大概相当于320万（240×133％＝320万）。而4900标称的输出尺寸是430万像素，那么这110万像素是怎么多出来的呢？我想可能是使用了插值技术。这就可能是为什么我们在以100％的尺寸看SUPER CCD拍摄的照片总不是很清楚的原因了。如果要客观公正地对待使用SUPER CCD的FINEPIX4900、FINEPIX4700等相机就应该将其看作一部320万像素的数码相机。
＿＿敬请阅读下一篇：CMOS
责任编辑：关星
