超高分辨率像素移位技术 1.

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1 超高分辨率像素移位技术 1

2 VN系列相机的主要特性 扩展分辨率高达 2亿6千万像素(260 Megapixels) 扩展分辨率的同时达到真彩效果 CCD填充因子得以提高

3 介绍 超高分辨率: 采用像素移位技术扩展分辨率 一台VN相机的价格  多台相机和镜头的价格 像素移位系统可靠性高 速度  分辨率
应用: FPD检测, 胶片扫描, 文档数字化 超高分辨率: 采用像素移位技术扩展分辨率 一台VN相机的价格  多台相机和镜头的价格 像素移位系统可靠性高 速度  分辨率 VN系列相机的主要特性 - 纳米级像素移位机制 - 扩展分辨率达2亿6千万像素(260 megapixels) - 可实现真彩效果 - 提高了填充因子 - 坏点校正

4 如何实现像素移位？ CCD按照压电技术精确地移位 - 通过组合采集到的图片来提高分辨率 4

5 CCD中有多余的空间么？ 填充因子 填充因子 : 有效感光区/ 像素尺寸 行间传输CCD的平均填充因子 : 70%左右
高填充因子缓解或避免Moiré效果 5

6 填充因子 6

7 纳米移位 Stage 最小空间分辨率: 1nm 最大stroke: 15μm 平均故障间隔时间(MTBF): 大于一亿次移动
Sensor Stage 串行命令 最小空间分辨率: 1nm 最大stroke: 15μm 平均故障间隔时间(MTBF): 大于一亿次移动 一亿次移动后重复性误差<15nm 7

8 扩展分辨率 – 4 shot模式 (1) 1 shot 8

9 扩展分辨率 – 4 shot 模式 (2) Camera PC 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2
½ Pixel Shift Output Image 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 4 Shot result Image 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 Normal shot 9

10 扩展分辨率 – 4 shot 模式 (3) The extended resolution – 4 shot mono(3) 1 1 1 1
½ Pixel Shift Output Image 1 1 1 1 1 1 1 1 4 Shot result Image 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 Normal shot 10

11 扩展分辨率 – 4 shot 模式 (4) ½ Pixel Shift Output Image 1 1 1 1 1 1 1 1 4 Shot result Image 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 11

12 扩展分辨率 – 4 shot 模式 (5) ½ Pixel Shift Output Image 1 1 1 1 1 1 1 1 4 Shot result Image 2 2 2 2 4 4 4 4 2 2 2 2 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 12

13 扩展分辨率 – 4 shot 模式 (6) 1 shot 4 shot

14 扩展分辨率 – 黑白图像 (1) 1 shot 4 shot 9 shot 14

15 扩展分辨率 – 黑白图像 (2) < 1 shot > < 9 shot > 15

16 提升的填充因子缓解Moiré 填充因子70% < 1 shot > < 4 shot > 16

17 真彩 通过在单一Bayer CFA(色彩滤镜矩阵)CCD上进行像素移位，实现3-CCD相机图像。 17

18 彩色分辨率扩展 < Original image(Bayer) > < True color >
< True color + 4shot > < True color + 9shot > 18

19 示例程序 (Matrox & DALSA)

20 VN-25M CoaXPress 相机 (1) 01 02 03 CoaXPress Pixel Shifting VN-25M
Interface (VC-25MX) Pixel Shifting Mechanism VN-25M CXP Camera

21 Frame Rate (at full Image)
VN-25M CoaXPress 相机 (2) Model VN-25MX-M/C72 Image Sensor On Semiconductor VITA-25K Resolution 5120 × 5120 Pixel Size 4.5 ㎛ × 4.5 ㎛ Electronic Shutter Global Shutter Frame Rate (at full Image) 72 fps at 6.25 Gbps with 4 CH Dynamic Range 54 dB Pixel Data Format 8 bit and 10bit External Trigger 3.3 V ~ 24.0 V, 10 ㎃, Logical Level Input, optically isolated CoaXPress Control Port Video Gain ×1 ~ ×4 (0~ 12 ㏈) Black Leve(1 LSB step) 0 ~ 16 LSB at 8 bit, 0 ~ 64 LSB at 10 bit Mechanical Spec. (W×H×L), weight 80mm x 80mm x 150mm, 1100g Lens Mount F Mount Power Requirements 11~30V DC, MAX. 14W, 24V DC, Minimum of two PoCXP cables required Environmental Operating: 0℃ ~ 40℃, Storage : -40℃ ~ 70℃ Connectors DIN 1.0/2.3 Shift Range 0 ~ 7.5um, 1nm step Shift Resolution 0.001um Shift Control Sequence Mode(Mono4,Mono9,Mono2H,Mono2V,Color4,Color16,Color26) 扩展分辨率为 100MP 时帧率可达 18fps (4shot)。

22 实际图片 22

23 实际图片 23

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