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....一個字"神"
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god70541 wrote:
請問CCD/CMOS...(恕刪)
您說的沒錯, 應該是低通濾波器. 只是這裡所謂的低通不是針對光波的頻率做過濾. 不然 UV 濾鏡也是低通濾波器, 因為它能擋住高頻率的紫外線, 只讓頻率低的可見光通過. IR 濾鏡也是高通濾波器, 因為它能擋住低頻率的紅外線. 只讓頻率高的可見光通過. 所以這裡說的光學低通濾波器過濾的不是光線的波長, 它是把影像極細緻的部分擋住 (e.g. 一根根的貓毛) 只讓大致的影像 (e.g. 黑貓或是花貓) 通過 . 怎麼說呢? 這有點像是隔著紗窗看風景, 山還是山水還是水, 至於山上樹木有幾片葉子, 這就有點難. 為什麼 DC/ DSLR 要在CCD/CMOS 前面裝一片高科技紗窗, 然後隔著紗窗來拍有點模糊的照片呢? 這個問題的根源來自於 CCD 上面 RGB 三種顏色感測器的位置完全不重疊.
CCD 上面的貝爾濾鏡排列方式 (RGB三色點感測器交織排列, 完全不重疊)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/37/Bayer_pattern_on_sensor.svg
Sigma 用的 Foveon X3 (BGR三色點感測器完全垂直重疊)或是更高級一點的三 CCD 系統就比較沒這毛病
http://en.wikipedia.org/wiki/Aliasing
http://zh.wikipedia.org/wiki/混疊
混疊(aliasing)，在訊號頻譜上可稱作疊頻；在影像上可稱作疊影(鬼影/假訊號)，主要來自於對連續時間訊號作取樣以數位化時，取樣頻率低於兩倍奈奎斯特頻率。
[換句話說: 當訊號頻率高於取樣次數, 量測出來的訊號會變成亂糟糟的一團. MP3 錄音機用最低的電話品質去錄女高音唱的歌劇, 放出來大概也聽不太出來女高音唱的究竟是什麼. 當被攝物體的細微紋理(例如遠攝黑白條紋襯衫)經過鏡頭縮影之後, 兩條相鄰的黑色線條變得比 CCD 上面兩個鄰近的紅色感測點還要靠近, 那麼黑白條紋襯衫拍出來會變成灰襯衫, 甚至還會出現奇怪的斑紋.]
在統計、訊號處理和相關領域中，混疊是指取樣訊號被還原成連續訊號時產生彼此交疊而失真的現象。當混疊發生時，原始訊號無法從取樣訊號還原。而混疊可能發生在時域上，稱做時間混疊，或是發生在頻域上，被稱作空間混疊。
在視覺影像的類比-數位轉換或音樂訊號領域，混疊都是相當重要的議題。因為在做類比-數位轉換時若取樣頻率選取不當將造成高頻訊號和低頻訊號混疊在一起，因此無法完美地重建出原始的訊號。為了避免此情形發生，取樣前必須先做濾波的動作。
週期現象上的混疊
太陽在天空由東往西移動，兩次的日出間隔了24小時。若某個人每23小時對天空拍張照片，太陽會好似由西向東移動，並且日出週期由24小時轉變成552小時(24×23=552)。相同的現象也會發生在高速旋轉的車輪鋼圈，視覺上看到的旋轉方向和實際上相反。這就是時間混疊。
若對一個穿有人字呢圖案外衣的人攝影，播放時會發現影片中的線條數目會少於真實圖案的線條數目，此現象被稱為moiré pattern。這就是空間混疊的例子，它的成因之後會闡明。
http://en.wikipedia.org/wiki/Moiré_pattern
水平與略為傾斜的兩張平行黑線疊加起來, 憑空創造出兩條半本來不存在的垂直黑線(建設性干涉)
注意看猴子上方的彎曲黑色長條陰影, 那是上方與前方鐵絲籠疊加起來的影像(建設性干涉)
取樣點越密集, 量測的結果越趨近真實.
縮圖的鬼影不太明顯. 不過可以把原圖抓下來, 然後用 ACDsee 在不同的放大倍率下觀看, 注意鸚鵡毛上的紋理變化. 這就十分有趣了, 因為我們知道數位相機應該不能創造出會變形的照片, 所以在不同縮放倍率下觀看同一張照片時, 所產生的變動摩瑞干涉紋來自於 CRT/LCD 上面 RGB 三原色色點的排列方式.
原圖的鬼影(黑白同心橢圓)就很明顯, 因為經過鏡頭縮影之後, 鸚鵡羽毛的紋理變得比 CCD 的綠色感測器排列得更為緊密.
光學抗疊影(鬼影)濾波器
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Anti-aliasing_filter.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/Anti-aliasing_filter
Optical anti-aliasing filter (光學抗疊影濾波器)
In the case of optical image sampling, as by image sensors in digital cameras, the anti-aliasing filter is also known as an optical lowpass filter or blur filter or AA filter. The mathematics of sampling in two spatial dimensions is similar to the mathematics of time-domain sampling, but the filter implementation technologies are different. The typical implementation in digital cameras is two layers of birefringent material such as lithium niobate, which spreads each optical point into a cluster of four points.[1]
光學影像取樣的場合, 譬如數位相機的影像感測器, 抗疊影濾波器又被稱為光學低通濾波器或是模糊濾鏡或是 AA 濾鏡. 二維空間[平面]取樣的數學類似於分時取樣的數學, 但是[這兩者]建構濾波器所用的技術則有所不同. 數位相機[抗疊影濾波器]典型的建構方式是以兩層雙折射物質以直角交疊, 例如鈮酸鋰 LiNbO3, 這可以把單一光點分散成[一個包含]四個光點的光簇.
那麼什麼是雙折射物質呢? 星海爭霸 (StarCraft) 裡面神族的賤招之一就是投射一個打不中的鬼影虛像, 請看上圖的方解石(碳酸鈣的透明結晶)示範影像.
Anti-aliasing Filter from an older Digital Video Camera (老式數位錄影機的抗疊影濾波器)
The choice of spot separation for such a filter involves a tradeoff among sharpness, aliasing, and fill factor. In a monochrome or three-CCD or Foveon X3 camera, the fill factor alone, if near 100% effective with microlenses, can provide a significant anti-aliasing effect, while in color filter array (CFA, e.g. Bayer filter) cameras, an additional filter is generally needed to reduce aliasing to an acceptable level.[2]
抗疊影濾波器所[造成的]單一像點分離, 牽涉到犧牲影像銳利度, 疊影以及填充率. 在單色影像系統或者是 [RGB三色分別處理的]三 CCD 系統, 或者是 [RGB三色感測器完全重疊的] Foveon X3 camera [Sigma SD9, SD10,.. SD14], 如果[上述幾種影像感測器, 它們]配合微鏡陣列時的有效像點填充率[相當於取樣率]接近 100%, 那麼單憑著 [100% 的像點填充率] 就能提供大致消除疊影[鬼影/假訊號]的效果.
在使用彩色濾鏡陣列 (CFA, 例如貝爾濾鏡) [影像感測器] 作為影像感測器的數位相機, 通常需要添加額外的抗疊影[鬼影]濾波器, 以便將疊影[鬼影]減低到可以接受的程度.
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http://thesis.lib.ncu.edu.tw/ETD-db/ETD-search-c/view_etd?URN=92333007
光學低通濾波片製程改善方法研究
http://thesis.lib.ncu.edu.tw/ETD-db/ETD-search-c/getfile?URN=92333007&filename=92333007.pdf
http://www.itrc.org.tw/Publication/Newsletter/no65/p08.php
石英光學低通濾波器之進階設計 (OPTICAL LOW PASS FILTER)
光學低通濾波器 (optical low-pass filter, OLPF) 已廣泛應用於高品質數位影像 元件上，例如 CCD 或 CMOS 影像感知器，主要功用為抑制影像上之 Moiré 假色條紋 (如圖一及圖二) 的生成。一般光學低通濾波器可由光學雙折射晶體薄板或 具有光柵 (grating) 的繞射光學元件製成，但因光柵式 OLPF 之製程困難而少被引用， 故目前以具有雙折射效應的石英晶體居主流。
依照空間訊號取樣理論，當接近 Nyquist 空間頻率取像時，常會發生影像扭曲，並造成 Moiré 假色條紋的生成，為了降低這種影像扭曲，影像的空間頻率必須低於 CCD 或 CMOS 元件的空間取像頻率。早期的空間低通濾波器是採用單片 DRP (方位角 45° 及旋轉角 0°) 的設計，如圖三，由於沒有正交設計的考量，致使在 Y 軸上光學 對比 MTF (modulation transfer function) 並沒有調降，此種設計容易在 Y 軸方向 有 Moiré 條紋生成。如果改用一組旋轉角正交 DRP 的設計，則 MTF 同時於 X、Y 軸有調降功能，如此一來，BLF 不會因擺放位置的誤差，而在某一方向有較明顯的 Moiré 條紋。若進一步使用兩組旋轉角正交 DRP 設計 (如圖四)，將會使 Nyquist 頻率附近或較高空間頻率資訊濾除，但 BLF 之厚度會較前兩種設計為厚， 且製程上亦較複雜。雖然使用多組正交之 DRP 組成之 BLF 較單片 DRP 者為優，但也 降低系統整體的 MTF (如圖五)。
http://www.zqcot.com/productlist.aspx?classid=14
浙江水晶光電科技股份有限公司
光学低通滤波器(OLPF)
http://www.zqcot.com/product.aspx?productid=9
光学低通滤波器是由两块或多块石英晶体薄板构成的，置于CCD影像传感器的前面，使通过镜头后的光波被滤去高频段的频率控制器件，是数字摄像头镜头系统的重要组成部件。光学低通滤波器的基本原理是利用双折射晶体，当成像光束经过晶体后，带有同一目标图像的信息被分成寻常光o和异常光e，并形成相对错开的像，从而减小光敏面处像的频谱宽度，以达到消除频谱混叠的目的。只有在镜头组件和CCD影像传感器之间加上光学低通滤波器，才能防止CCD影像传感器由于像素间隔而产生的伪色与波数，使影像清晰稳定。如在光学低通滤波器表面再增镀一定层数的红外截止膜，还可同时改善红外线对CCD成像的影响，进一步提高成像品质。主要应用于普通数码相机、数码摄像机、视频监控摄像头这些电子数码产品。
红外截止滤光片
http://www.zqcot.com/product.aspx?productid=7
红外截止滤光片
红外截止滤光片是利用精密光学镀膜技术在光学基片上交替镀上高低折射率的光学膜，实现可见光区（400-630nm）高透，近红外（700－1100nm）截止的光学滤光片，主要应用于可拍照手机摄像头、电脑内置摄像头、汽车摄像头等数码成像领域，用于消除红外光线对CCD/CMOS成像的影响。
材质： 红外截止滤光片是在K9、B270、D263T等光学玻璃表面镀制红外截止膜而制成；其外形可按照客户的特殊要求而制作。
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山不在高有仙則名
水不在深有龍則靈
機不在貴要拍才行
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文章編號：7433271
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文章編號：7433545
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