篇一：CCD摄像头基本知识
CCD（电荷耦合器）摄像头基本知识
现在科学级的摄像头比前几年更尖端，应用领域也更广了。在生物科学领域，从显微镜、分光光度计到胶文件、化学放光探测系统，都用到了CCD的摄像头。但是很多研究工作者对CCD的指标仍云里雾里。下面对CCD的一些常见指标进行表述。
常见的CCD一般指：CCD摄像头和插在电脑的采集卡
区别数字摄像头与模拟摄像头
所有CCD芯片都属于模拟的设备。当图像进入计算机是数字的。如果信号在摄像头、采集卡两部分完成数字化的，这个CCD被认为是模拟CCD。数字摄像头事实上是由内置于摄像头的数字化设备完成数字化过程，这样可以减少图像噪音。与模拟摄像头相比，数字摄像头提高了摄像头的信噪比、增加摄像头的动态范围、最大化图像灰度范围。科学级的绝大多数的CCD芯片都是由Kodak、Sony、SIT制造。
评价CCD的基本指标
信噪比SNR真实体现摄像头的检测能力。所有的CCD摄像头的厂家为提高摄像头的性能，都尽力使信号（可达到满井电子的数目）最大同时尽可能减少噪音。
SNR=满井电子/噪音电子=动态范围=最大灰阶=2bit数
在相同满井电子的CCD，降低CCD噪音，就能提高CCD的监测能力，热或者暗电流对于CCD都是噪音，噪音在Cool CCD基本都可以被深度致冷的Peltier消除。在曝光超过5-10秒，CCD芯片就会发热，没有致冷设备的芯片，“热”或者白的像素点就会遮盖图像。-20度的摄像头可以拍摄不超过5分钟的图像，-40度的摄像头拍摄时间可以超过1小时。
像素面积
这个指标是在芯片的一个重要指标。像素面积越大、对光越灵敏。因为像素点面积有更多电子，能产生更多信号。在1/2”、2/3”、1”的芯片上，像素点越
大，像素越少。会影响空间分辨率。大像素点增加灵敏度、小的像素点增加分辨率。
要提高影像质量就必须增加CCD的像素，因此在CCD尺寸一定的情况下，增加像素就意味着要缩小了像素中的光电二极管。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，所以，如果不增加CCD面积而一味地提高分辨率，只会引起图像质量的恶化。但如果在增加CCD像素的同时想维持现有的图像质量，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。而目前更大尺寸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，这一矛盾对于CCD而言是难以克服的
相同数目的像素，排列越密集，像素之间就越容易出现电流干扰，容易出现“噪点”等干扰成像质量的现象出现。所以尺寸越大越好，当然成本也会随之提高——并且不是成比例提高，而是以几何级数向上提
16 Bit摄像头
典型的真16bit的摄像头（能检测65536级灰度）都有很大的像素点（16-30um）。然而这些摄像头非常贵，同时图像数据很大，传输速度很慢。在基因组和蛋白组研究中，16bit的摄像头在捕获DNA和蛋白图像上不太实用，一般用于深度太空的专业天文学研究。真实的16bit的CCD,24um*24um的像素点,1”大小只能有50万像素点。
扫描速度
8bit-CCD可以达到30帧，基本可以认为是同步的。不论模拟或数字的CCD，超过15帧可以接受。
以上为翻译部分，下面的相机的指标。可以参考。
一：基础知识 像素、感光元件、尺寸、有效像素、分辨率
通常消费者最为关注的是相机的像素，像素也的确是数码相机最重要的一项硬指标，也就是说，像素高了不一定是好相机，但是像素太低（以目前的市场主流，300万以下就算比较低了）怎么都不能算是好相机。
像素：
要说像素首先得讲一下数码相机的感光原理，要拍照片首先要将光信号转换成电信号，这靠的就是感光元件（SENSOR），在数码相机的镜头后面都有一块芯片，上面密密麻麻地挤满了这些感光元件，每个感光元件只能将很小的一点转换成图像，这些小的图像加起来就成了我们可以看见的图像了。讲到这里大家有点明白了吧，不错，像素其实就是这些感光元件，我们平时说的多少万像素就是这些感光元件的个数了。所以一般来讲像素越大，成像也就越清晰细腻，当然这其中还要受许多因素限制，下面会慢慢提到的。
接下来要讲的就是为什么高像素不一定是好相机的一个原因：尺寸 尺寸：
尺寸就是通常所的说的CCD尺寸、CMOS尺寸，常见的有2/3英寸，1/1.8英寸，1/2.7英寸。这个单位不是太直观，以1/2.7英寸为例，换算成我们熟悉的单位就是5.27×3.96MM。相同数目的像素，排列越密集，像素之间就越容易出现电流干扰，容易出现“噪点”等干扰成像质量的现象出现。所以尺寸越大越好，当然成本也会随之提高——并且不是成比例提高，而是以几何级数向上提。目前使用2/3英寸的已经是相当高级的机器了，像美能达的D7HI、尼康的CP5700、索尼的F717，而少
数使用和我们平时(转自：wWw.XiAocAoFanWeN.cOm 小 草 范文网:ccd基础知识)使用的135相机的底片一样大小感光芯片的相机，其价格就更高了。
图1：各种尺寸对比图
有效像素：
多数相机厂商使用总像素去标示一台相机的分辨率，但是，真正应该使用的应该是记录像素（RECORDED PIXELS），记录像素并不同于有效像素，不过人们已经习惯用有效像素代替记录像素。
我们以索尼的ICX252AQ 334万像素CCD来比较一下各种“像素”： 总像素
可感光像素
活动像素
推荐记录像素 2140×1560（334万） 2088×1550（324万） 2080×1542（321万） 2048×1536（314万）
表1：各种像素
总像素中有些是不会感光的即坏的像素，这是目前技术无法解决的；除去坏的像素剩下的就是可感光像素，感光元件的边缘要用作确定“黑”的基准值，这部分像素也是不参与成像的；除去不参与成像的像素，剩下的就是活动像素；然后再在这些像素里抽取部分像素作一个标准的输出（如2048×1536）。这样减来减去剩下的就是推荐记录像素，也就是我们平时所说的有效像素了。 分辨率：
分辨率和有效像素直接相关，例如：200万像素数码相机的最大分辨率为1704×1257；300万像素最大分辨率则是2048×1536；而到达500万像素这个级别的时候，提升并不明显，分辨率是2560×1920。
如果你想数码冲印得到最终照片，那么200-300万像素以最大分辨率拍摄出来的数码照片，要冲印成常见的6寸并拥有与普通胶卷不相上下的画质毫无问题，而用500万以上像素数码相机拍摄，冲印出来后完全可以制作海报与广告了；如果使用家庭中常用的喷墨打印机将照片打印在照片打印纸上，以A4幅面为例，A4幅面的照片打印纸去除页边距后，实际的使用面积最大为19CM×27CM，300万像素标准刚好能够满足在A4照片打印纸上的成像要求；如果你只想将照片存储在电脑中，用显示器看，就算你现在使用的显示器已经超过主流的17英寸产品，分辨率也大于主流的1024×768，普通的200万像素以上数码相机所提供的分辨率也能得到清晰的照片显示了。
讲了感光元件，你大概还是觉得很别扭吧，不过讲到CCD你一定舒服多了。不错，CCD就是目前市场最重要的一种感光元件，不过之所以一定要讲感光元件，而不干脆用CCD来代替它，是因为感光元件还有一支重要的力量——CMOS。下面就来讲一下它们各自的特点和代表技术。
CCD：电荷耦合器（CHARGE-COUPLED DEVICE），目前市面上最主要的感光元件，技术相对成熟，成像锐利，色彩鲜艳。比较有特色的技术有富士研发的超级CCD技术。
超级CCD（SUPER CCD）：由富士开发，超级CCD排列相互交错，拥有独特的八角形感光元件，从而可为各像素提供更大的感光元件。超级CCD的传感器形状和排列可生成更平衡的数码照片质量，传感度得到了进一步的改善，动态范围也得到了提升。同时它还可改善信噪比，并提供更高的分辨率、更佳的色调和更真实的色彩。超级CCD是为控制这些因素的总平衡所设计的，旨在提供更好的图像质量。使用了超级CCD技术的相机可以得到比同像素其它机型更高的分辨率，不过在实际使用中，超级CCD的效果并并不能将对手抛离。现在超级CCD已经发展到了第四代，在这里就不一一赘述了。
篇二：CCD的基础知识
CCD 往往连接到 “模拟前端” （AFE）芯片上，如 AD9948，该类芯片处理模拟输出信号，对其进行数字化，并产生恰当的时序信号来扫描 CCD 阵列。AFE 的同步信号则由处理器来提供，AFE 需要利用该路控制信号来管理 CCD阵列。经过 AFE 数字化后的并行输出流可以达到每像素分量 10bit、甚至 12bit的分辨率。 cxd3172ar－ Signal Processor、cxd2096n－、ICX405（409－前端CCD KODAK KAI-02050 Image Sensor 1600 x 1200 pixels 60 frames per second
KODAK KAF-50100 Image Sensor 50-million pixel monochrome
Iridix：Apical经验证的显示增强技术，Apical的iridix专利技术可根据动态的显示范围来优化图像。基于近十年的科学研究，iridix的算法采用的是一个人类感知模型，这样即使在强光条件下，也可以保证显示图像的色彩和生动性。
CCD 与 CMOS 影像感光组件之特点与效能比较
数码相机画质的好坏不仅是由CCD决定的。镜头以及通过CCD输出的电信号形成图像的电路的性能等也能够影响到相机的画质。所谓的“大尺寸CCD＝高画质”是不正确的。例如，虽然1/2.7英寸比1/1.8英寸尺寸小，但配备1/2.7英寸CCD的数码相机并没有受到画质不好的批评。
1/2.7英寸为6.6mm，1/1.8英寸约为9mm。是CCD对角线的长度。另一种表示方式：
1英寸——靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm，对角线16mm。 2/3英寸——靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm，对角线11mm。 1/2英寸——靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm，对角线8mm。 1/3英寸——靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm，对角线6mm。
1/4英寸——靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm，对角线4mm。 CCD的分辨率：
影像像素在38万以下的为一般型，其中尤以25万像素（512*492）、分辨率为400线的产品最普遍。 影像像素在38万以上的高分辨率型。 台湾高清晰1/3SONY420线/480线/540线 CMOS镜头1/3英寸，焦距6mm，视场角90度
供应Sony 1/3”CCD 4件套包括420线：
1）1/3 CCD ICX404AK-A (NTSC)2）IC CXD3141R / CXD3142R3）IC AA872214）IC CXD2096N
供应Sony 1/4”CCD 4件套 包括： 1）1/4 CCD ICX227AK-A (PAL) 2）IC CXD3141R / CXD3142R 3）IC CXD1267AN 4）IC CXD2096N
深圳市日飞电子贸易有限公司
电 话：86 0755 83626711/83626721 传 真：86 0755 83656926 联系人：陈杏甜 女士 (经理) 地 区：中国 广东 深圳市
地 址：中国广东深圳市福田区、华强北路、赛格广场2402A 邮 编：518000 监控浅析
摄像机单板机芯420线1/3SONYCCD
品牌 像素
驰田 30万（dpi）
类型
摄像机机芯
图像传感器 1/3英寸 SONY CCD 信噪比 分辨率 镜头
≥48（db） PAL:512H×582V 2.5mm---25mm(10倍)
水平清晰度 420TVS 最低照度 工作温度
0.5Lux/F1.2（Lux） -20℃--50℃（℃）
1.1/3英寸SONY CCD,采用日本原装进口的IC和图象传感器:3142+405+2096,匹配进口周边元器件,质量稳定有保障; 2.色彩还原度高,图象最清晰;
篇三：CCD常用知识总结
CCD 常用知识总结
随着CCD的不断发展，尤其典型的是当微光CCD向低照度方向发展时，噪声已经成为
阻碍CCD进一步发展的障碍。噪声是CCD的一个重要参数，它是决定信噪比S/N
（Singal/Noise）的重要因素，而同时信噪比又是各种数据参数中最重要的指标之一。随着
CCD器件向小型化、集成化的不断发展，CCD光敏元数的增加势必减小光敏元的面积，从
而降低了CCD的输出饱和信号。为扩大CCD的动态范围，就必须降低CCD的噪声（动态
范围与噪声间的联系）。
CCD工作时，在输入结构、输出结构、信号电荷存储和转移过程中都会产生噪声。噪声
叠加在信号电荷上，形成对信号的干扰，降低了信号电荷包所代表的信息复原后的精度，并
且限制了信号电荷包的最小值。CCD图像传感器的输出信号是空间采样的离散模拟信号，
其中夹杂着各种噪声和干扰。CCD输出信号处理的目的是在不损失图像细节并保证在CCD
动态范围内，图像信号随目标亮度线形变化是尽可能消除这些噪声和干扰。（选自《CCD降
噪技术的研究》燕山大学工学硕士学位论文）
CCD的发展现状
CCD最初是1969年由美国贝尔实验室的两名科学家W.S.Boyle与G.E.Smith提出，1970
年在贝尔实验室制造成功。它一问世，就显示出灵敏度高、光谱响应范围大、操作容易、维
护方便、成本低、易推广等一系列优点，因而受到人们的普遍重视，现已取代摄像管，成为
一种最常见的图像传感器。自CCD问世以来，特别是近几年来，一直为美、日、英、法、
德、荷兰等工业发达国家所瞩目，其中美、日两国的研制与生产能力居于世界领先地位。国
外主要的CCD研制与生产单位有日本的电气、东芝、索尼、夏普、日立，美国德州仪器，
荷兰飞利浦等。二十年来，CCD向着高集成度、高灵敏度、高分辨率、宽光谱响应的方向
迅速发展，不断完善。目前国外已研制出了像素数目为9K×9K的CCD芯片，像素尺寸最小
已达到2.4μm×2.4μm;像素数目为4K×4K的CCD芯片已达到商业化水平。另外CCD芯片
的拼接技术也日益成熟。国内对CCD的研究始于1967年，主要研制单位重庆光电技术研究
所、河北半导体研究所等，已经取得了一定的成绩，但研制水平和国外有一段距离，比发达
国家落后近十年。尤其受国内微电子加工技术的限制，生产能力较低，其产量远不能满足国
内需求。（《CCD尺寸测量装置的研制》东北大学硕士论文）
目前国内对于CCD参数能够进行标定的单位：北京天文台的
CCD工作原理：
CCD工作时通过转换光为电子（电荷），这个过程如下：高能光子（可见光或红外范围）
撞击硅，并激发硅内电子进入更高能级，这样产生电子空穴对。电荷被收集到单个像素上，
然后通过在垂直和水平寄存器上施加不同的电压进行电荷转移，这些电荷被数字化和编码。
这个过程所需时间依赖系统输出流量。图像质量依赖于采样。
关于CCD的集中控制采集方案调研：
对于CCD的集中图像采集系统目前在我们星光神光实验中，规划的集中采集方式有两种。
1 基于软件的CCD图像采集网络式集中控制
2 基于硬件的单机集中控制
其相应的拓扑系统图见神光Ⅲ概念设计报告，杨存榜的方案有两种方案优劣的比较。
CCD及检测中基本知识点
CCD（电荷耦合器件）突出特点以电荷作为信号，基本功能是电荷的存储和电荷的转移，
工作的主要问题是信号电荷的产生、存储、传输和检测。
CCD两种基本类型，一是电荷包存储在半导体与绝缘体之间的界面，并沿界面传输，这类
器件称为表面沟道CCD（SCCD）;二是电荷包存储在离半导体表面一定深度的体内，并在
半导体体内沿一定方向传输，这类器件称为体沟道或埋沟道CCD(BCCD).
探测x、γ射线的面阵CCD，x、γ射线为电磁辐射，可以直接照射CCD，入射光子与Si
原子的内壳层电子相互作用，对Si材料每激发一对电子—空穴对需3.65ev的能量，为滤除
可见光对测量的干扰，在CCD表面用铝化聚脂膜或薄铍窗作遮挡材料，可实现对X，γ射
线测量的初步要求。根据射线能量和探测要求不同，可制成几种结构的CCD探测器。
1直接照射型。 2 通过闪烁/磷光体转换探测型。 3闪烁/磷光体的发光用光学透镜或
光导纤维传输，耦合与CCD探测。4闪烁/磷光体耦合在像增强器或微通道板作预储存放大，
再经光学传输与CCD耦合。
CCD在可见光和x光成像中的应用：
★在x光成像中：
CCD可以对x射线成像。x射线入射到CCD光敏单元可在单元势阱内产生载流
子，从而测量x射线空间强度分布。由于x射线能量较高，其中一部分会穿过
CCD而探测不到，因而CCD对x射线的探测率远远低于可见光。另外在x射线
照射下存在CCD的辐射损伤问题，例如：对于10kev的x射线，ccd的工作寿
命只有几个小时。用CCD对x射线成像的一个有效办法是将x射线在荧光屏上
转换为可见光，再用CCD对可见光成像。如果x射线光强不够，可通过像增强
器放大在由CCD读出。
★色温的有关概念
色温 是借用绝对黑体绝对温度描述一般光源发光特征的一个参数，光源的色
温是指与光源发出辐射颜色相同的黑体的绝对温度，如光源本身就是绝对黑体，
色温就是光源本身的绝对温度。若光源本身不是绝对黑体，色温只表示光源发光
的颜色特征，不代表光源本身的实际温度。
CCD实践中应用知识
x光CCD面阵的前面放置铍窗，其功能是实现x光能量的衰减。（注意牵涉抽真空系统）
1) 对于CCD而言，面阵上采集图像如下图： 图中圆形区域为采集的灰度表示：a b c 为
灰度不同的采集的几个区域能否在a，c区域间进行灰度的加减运算？
答：目前软件本身提供的功能不能，CCD软件所提供的功
能全都体现出来了。本软件的最主要就是实现控制箱的控制和图像的采集。对于更进一步的运算可以采用软件固有的转
对于一台CCD而言，一旦厂家出厂以后其量子效率是不会改变的，除非仪器坏了。所换功能，将图像转换为ASCII码来在进行运算。或者在利用专门的图像处理软件来对已经采到的图像来处理。
以在正常工作状态下不需要每年都去检测其量子效率（谱响应实际为相对量子效率）。
3 王哲斌标定谱响应原理:首先是把辉光经过150谱仪分为单色光，在经过750谱仪。
然后再750谱仪出射口用380功率计测量光波长不同时的光功率。然后接上CCD测量
采集。根据CCD快门采集时间的设置，采集一系列随波长变化的图像。然后考虑CCD
面均匀基础上二重积分
整个面上∫Q/t（曝光时间）时间归一化处理，即得到相对光功率/入射光功率=相对
量子效率。
4 CCD暗电流消除方案。暗电流噪声可以通过dark frame 的应用从原图像中移除。
dark frame图像的拍摄条件：1没有光照的暗室条件下，I=0；2曝光时间为零△t=原图
像的曝光时间。类同bias frame，dark frame也需要采集一定数目（9幅或者更多）的dark
frame然后将他们平均起来。可以利用中值耦合（median combining）技术来生成一幅 master
dark frame.在图像校正中，dark frame 将从原图像中被减除。
5有关平场图的理论：
并非CCD的所有像素对光都有同样的灵敏度，即使硅晶片极小的厚度差别都会影响灵敏
度。而且芯片本身像素或许没有被均匀照射、物体本身亮度的浮动都会直接影响灵敏度。光
照不均匀和有害像素间的浮动为5%-10%。像素的灵敏度浮动和不均匀照射模式对于CCD来
说可以通过拍摄一幅均匀光照的图像定义出来。在此方式下，每个像素队同样亮度光照的反
应都可被测量。这种图像称之为a flat field frame，不仅可以用于校正（pixel sensitivity
variation）像素灵敏度浮动和芯片照明浮动（chip illumination variation）,而且可以
校正出现在CCD窗口上阻碍光线进入CCD的灰尘和外物。
典型的平场图（flat field frame）是一幅均匀照明源的短时曝光图。像dark frame
和bias frame 一样，flat field frame也需要采集多幅然后平均中值耦合产生一幅master
flat field frame。但是唯一不同的是在中值耦合（median combining）平场图前，需要从
每幅平场图中减去master dark frame和master bias frame,同时要求flat field frame
的曝光时间和dark frame的曝光时间一样。之后才可将每幅平场图进行中值耦合产生一幅
主平场图。
所以对一幅源图的校正：可如下：FI=RI-MBF-MDF
FI=final image RI=raw imagine MBF=master bias frame
MDF= master dark frameMFFF= master flat field frame
CCD的指标概念及相关原理：
1 量子效率：在所有打入CCD的光子中，有多少比例的光子可以激发光电子。CCD的量
子效率约为30%——70%之间，量子效率越高越好。对某一台CCD其量子效率并不是固
定不变的，而是波长的函数。每台CCD都只响应其相应波段的光波范围。
针对某一台CCD而言，其量子效率一旦出厂后就是固定值了，标定一次就可以了不必要每年都标定。除非中间CCD被损伤。
CCD量子效率 基本上由半导体材料的性质决定，也与绝缘层、电极材料和结构有关。不透明电极、半透明电极和绝缘层的吸收、各个界面对光的多次反射都会降低量子效率。常用的厚度为0.5μm左右的多晶硅对可见光有较严重的干涉效应。由于光的吸收、反射、干涉和介质厚度有关，所以，在一般工艺条件下，光谱响应在各批器件之间可以变化很大。同一个硅片上各个器件之间以及一个芯片内各个单元之间光谱响应变化很小。( CCD量子效率主要有电极、绝缘层的吸收、反射、干涉影响，同时也与半导体吸收系数的具体数值有关。)
针对可见光CCD，当波长在5000?-7000? 之间（相当于绿光和红光）有最高的量子效率，而在5000?以下的蓝光量子效率最低，可能只为绿光的一半一下，（主要因为硅对蓝光的响应比红光的响应差，而且多晶硅对蓝光的吸收比对红光的吸收强）
量子效率指探测器对不同波长光的响应，硅CCD对红外最敏感，可以通过镀以特殊材料物质可以使其变得对紫外光敏感。（网页文字翻译）
2 暗电流：在没有光照CCD时，CCD中各个MOS电容器存储的电荷称为暗电流。
暗电流来自于耗尽区内载流子的热产生及耗尽区边界载流子的扩散，其中载流子的热产生构成暗电流的主要成分。一部CCD暗电流特性与其所用的晶片有关，也与其上的冷却机构有关（冷却能力越强越好）。
暗电流同温度与曝光时间有关，它同曝光时间（积分时间）成正比，所以在要求积分时间较长的弱光测量中，暗电流噪声是起限制作用的一种因素。温度越高暗电流越大。CCD芯片的温度每降7℃，暗电流减少一半。 CCD从室温冷却之液氮温度，暗电流可以减少三个数量级. 选择性能优良的半导体材料以及提高制作CCD工艺水平也可减小暗电流。 暗电流越小的CCD，越能进行长时间曝光而获得信噪比高的影像。 计划作的小实验：1在某特定的曝光时间（尽可能小）下，测试一组温度与暗电流的
数据画出图形看其关系。
2 在特定温度（温漂尽可能小）下，测试一组温度与曝光时间的数
据画出图形看其关系。
3 线性：CCD的线性是指其输出电压(如何将信号转换为电压?)与入射光强度之间的直线
关系。通常CCD的响应是线性（在I光强多大范围内为线性？答：一般在动态范围内，CCD的响应是线性的）的（一般在CCD指标中以在某动态下的非线性来表示例如：Nonlinearity@100kHz <2% ）
CCD作光探测器时，线性度（光学精度）是个非常重要的指标，即表征一个与照度 4 动态范围：CCD的最大输出的信号峰值（刚饱和？如何判定一个点在饱和和临界饱和
处？）与方均根噪声（一般要扣除固定噪声）之比。通常为103-104
简单来说，动态范围越高越好，动态范围是阱深/读出噪声的对数（以10为底数）单位分贝。分贝被定义传感器数字化等级的近似数（网页相关文字）。
5 均匀性：
定义： 在面阵CCD成像系统中，CCD各探测单元对相同照度产生的不同输出信号称为CCD的不均匀性。
计算公式：探测器CCD响应度的不均匀性（prun）为：各探测单元在1/2饱和辐照度下所输出的原始响应等效电压信号与其平均值之比即：
prun?1n?1
Si(V?ni?0?Vs)2s
i?0,1,2,.....n?1，
式中Vs为探测器各单元原始响应信号的平均值
均匀性直接影响到测量的精度。造成CCD器件不均匀的原因主要有半导体材料的不均匀以及生产工艺。CCD为多元光电转换器件、一般各光敏元的响应不尽相同，具有一定得不均匀性。
在几何量测应用场合，CCD的均匀性是一个重要的指标。
光敏元阵列响应不均匀有下列因素所致：
※ 器件制造工艺中难以控制的偏差，像电极、薄膜等的各种不均匀性造成的。
1 与硅材料质量有关 2 与工艺过程相联系3 感光单元有效面积的不一致 ※
4 灵敏度检测：
灵敏度：可定义为单位曝光量所得到的有效信号电压。
即 R?mv
lx.s器件中各种光敏元的缺陷造成，像疵点 。
2 标准钨灯的辐射出射度与光出射度之间的关系为：1w/m=17 lx
5 电荷转移机制：光子落在CCD表面，产生的电子聚集在单像素上，阱深被定义为每个 像素所能容纳的电子数。曝光后，电子首先沿着垂直栏转移到水平寄存器，然后水平移入输出放大器。电荷转移效率：电荷沿着寄存器转移时，一些电荷被捕获不再随着其它电荷转移。电荷转移效率用来表述由多少电荷落在后面。
7 系统增益：每个计数所代表的电子数。系统增益是数字化计数、数字化噪声和阱深的平衡。一般而言，低增益好些这样数字化噪声电平就低些。但是也不能让增益太低，也就是说噪声最小化不能以牺牲阱深为代价。
8 噪声源：噪声是那些增加到你数据上的不必要信号的随机浮动。没有完美的重现能力，没有完美的仪器，因此考虑噪声带到你数据中的不确定和错误是重要的，噪声越低，你从噪杂背景分离信号的能力就越强。即使在弱光照射下。
光子噪声：入射光通量的自然偏差，这种噪声是信号平方根的值。
读出噪声：CCD上点信号量化的不确定度，这种噪声主要来源于单片前置放大器。读出噪声是传感器的内在特性，也是噪声源（噪声源起源于放大过程和将光电子转换为电压过程中）的一个组合。基本来说相机读出越快、由于需要增加的带宽从而噪声就越高。
暗噪声： 硅层中产生的热电子的统计浮动量。通过制冷CCD可以减少但是不能被消除。
然而对于暗计数（dark count）来说是可以消除的.
（暗计数：CCD上热产生的电子数，它贡献与噪声。被量测以给定温度下单位时间电子数 表示，暗计数通常可以被减除。但是如果暗计数太高，和减除相关的错误也会增加。暗 噪声是暗计数的平方根。）
9 信噪比：信号与呈现在信号中的噪声的比率。
10.系统流量：定义为the number of pixels/total time.，如果你计算机很快但是其它设备很