[實用新型]一種可提高圖像信噪比的CCD信號處理電路

有效

• 申請號: 201120184769.5
• 申請日: 2011-06-03
• 公開（公告）號: CN202103763U
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 張健;許哲;張伯珩;楊文才;李愛玲;白喆;單金玲
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H04N5/357
• 分類號: H04N5/357;H04N5/372
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本實用新型涉及一種提高CCD圖像信噪比的電路，具體涉及一種利用濾波器實現提高CCD圖像信噪比的電路。

背景技術

CCD圖像傳感器具有尺寸小、精度高、功耗低、壽命長、測量精度高等優點，在圖像傳感和非接觸測量領域得到了廣泛應用。CCD圖像傳感器把與圖像信息相關的光信號轉換為模擬電信號，而模擬電信號不能被計算機所接受，需要經過相關雙采樣、A/D轉換等處理，轉變為能被計算機所接受的數字圖像信號。

CCD圖像傳感器輸出的每個像素的模擬電信號都分為三部分，復位電平(reset?level)、浮置柵電平(floating?gate?level)和像素電平(video?level)(如圖1中的signal?from?CCD)。SHP、SHD為相關雙采樣的采樣脈沖，分別對floatinggate?level和video?level進行采樣，兩次采樣得到的電壓差即是該像素的信號電壓Vdata，圖1中的ADCIN即是兩次采樣后得到的像素的信號電壓。把ADCIN通過A/D轉換器進行數模轉換即可得到數字圖像信號。

TDA9965芯片是PHILIPS公司生產的一款通用CCD信號處理芯片，具有可調帶寬、暗電平鉗位、相關雙采樣、增益控制、A/D轉換等功能。TDA9965芯片的鉗位采樣保持電路(CTH)的帶寬直接決定所需采樣脈沖SHD的寬度，而采樣脈沖SHD的寬度又與圖像像素速率直接相關。經過實際電路的測試并參考TDA9965芯片的數據表可以得出如下結論(參見表1)。

表1

根據表1可以得出如下結論：為了保證采樣脈沖能夠正確采樣(需要合理的采樣脈沖寬度)，CTH帶寬必須遠大于像素速率。這種情況下，相關雙采樣后的信號電壓難以避免的混入高頻噪聲，勢必降低A/D轉換后得到數字圖像的信噪比。

參照TDA9965芯片的使用手冊，圖2為是目前通用的TDA9965芯片使用方法示意圖，也是該芯片廠商推薦的使用方法。TDA9965芯片首先通過鉗位采樣保持電路(CTH)對CCD模擬圖像信號進行相關雙采樣的處理，把處理后的信號輸出，在芯片外部把相關雙采樣處理后的圖像信號再次引入TDA9965芯片的A/D轉換電路進行A/D轉換，但是由于TDA9965芯片的鉗位采樣保持電路(CTH)帶寬較大(最小為30MHz)，大量高頻噪聲容易混入模擬圖像信號，致使圖像信噪比下降。

圖像信噪比是一項重要指標。提高圖像信噪比的方法多種多樣。但針對TDA9965芯片這一通用CCD信號處理芯片，目前沒有任何公開的進一步提高其處理圖像信噪比的方法。

發明內容

針對目前沒有關于通用CCD信號處理芯片TDA9965的提高其處理圖像信噪比的方法，本實用新型提供一種可提高圖像信噪比的CCD信號處理電路。

本實用新型的技術解決方案如下：

一種可提高圖像信噪比的CCD信號處理電路，包括TDA9965芯片，所述TDA9965芯片包括鉗位采樣保持電路和A/D轉換電路，所述鉗位采樣保持電路的輸入端接CCD圖像傳感器的輸出端，所述A/D轉換電路輸出數字圖像信號，其特殊之處在于：還包括帶寬≤30MHz(視CCD輸出像素速率而定)、增益為1的濾波器，所述濾波器的輸入端接鉗位采樣保持電路的輸出端，所述濾波器的輸出端接A/D轉換電路的輸入端。

本實用新型所具有的優點：

1、本實用新型是專門用于芯片TDA9965提高圖像信噪比。

2、本實用新型通過在圖像信號處理過程的合理位置添加濾波器實現，通用性好、可靠性高、低成本、低功耗。

3、本實用新型經實驗證實，完全有效、可靠，對信噪比的提升可以增加1.5dB。

附圖說明

圖1為CCD信號和相關處理信號時序關系示意圖；

圖2為現有TDA9965芯片作為CCD信號處理電路的電路框圖；

圖3為本實用新型TDA9965芯片作為CCD信號處理電路的電路框圖。

具體實施方式

由于TDA9965芯片的鉗位采樣保持電路(CTH)帶寬較大(最小為30MHz)(視CCD輸出像素速率而定)，無法濾除混入模擬圖像信號的大量高頻噪聲，致使圖像信噪比難以滿足要求。為提高信噪比，本實用新型將TDA9965芯片的鉗位采樣保持電路輸出的相關雙采樣后的圖像信號加以濾波，把濾波后的圖像信號輸入TDA9965芯片的A/D轉換電路進行A/D轉換，從而得到高信噪比的數字圖像信號。