图像饱和部分垂直渗色或漏光

上次修订日期：2015 年 6 月 29 日

有时候图像上会出现一条从底部延伸到顶部、穿过光饱和点的微亮的线。 本文将介绍这一称为漏光的效果及其避免方法。

下方示例中，可以看到一条从图像底部延伸到顶部、穿过光饱和点的微亮的线。

这种渗色效果被称为“漏光”，是一种不良信号，表现为从图像明亮部分发射出来的垂直（从上到下）亮条纹。 漏光是高强度光设置中的常见问题。

漏光解释

许多摄像头使用的行间传输 CCD 上，每个像素由一个感光区域（称为光传感器）和一个遮光区域（称为垂直传输寄存器）组成。 垂直传输寄存器的作用是把电荷从光传感器移出，离开该传感器。 虽然垂直传输单元的灵敏度比感光区域低约 100,000 倍，但是光子仍可能进入该区域，特别是在非常亮的光下曝光时。 这种隧穿或泄漏现象是漏光的来源。

读出图像期间，图像像素通过垂直传输单元逐行垂直向下移动到读出寄存器。 如果有电荷泄漏并进入垂直传输寄存器的区域，会被拾取并向下移动，使得该区域上下每个像素都包含这个多出来的电荷。 呈现的结果是整个图像上出现一条相对更亮的垂直条纹。

积分时间和镜头光圈对漏光的影响

通常在使用非常短（微秒）快门时间时，漏光会更明显。 这是因为，CCD 的感光区域中采集的电荷数因曝光时间而异，而在垂直传输寄存器中采集的电荷数是基于传感器读出速率的，该速率恒定。 曝光时间较短之时，光传感器的积分时间与垂直传输的积分时间之比降低。 该比率降低可能会加剧漏光。

另一个影响漏光的因素是光线对传感器的照射角度。 许多 CCD 使用装在芯片上的微透镜，它覆盖每个像素以提高灵敏度。 传感器的入射光不是非常准直（广角镜通常出现这种情况）时，会被镜头的外边缘折射，进而入射到 CCD 的遮光部分。 

减少漏光

漏光可以通过减少照射传感器的亮光源、缩小光圈以及使用能更有效实现准直的镜头来解决。 其他更具体的解决方式包括：

• • 延长快门（积分）时间 这样将延长光传感器相对于垂直传输寄存器采集光的时间。
  • 使用机械或 LCD 快门，在曝光前后关闭光源。
  • 使用脉冲或闪光灯光源。 大多数情况下，1/10,000 时长的脉冲光就足以实现不会出现漏光现象的 100ns 极短曝光。
  • 使用可变光圈镜头并缩小光圈或使用较小光圈镜头，提高光的准直度。 注意，关闭光圈会让图像变暗。
  • 有些摄像头具备减少漏光的特殊机制。 更多信息，请查询摄像头的《技术参考手册》。