CCD Sensor 里的 blooming现象

CCD Sensor 里的 blooming高光电荷溢出 / 开花光晕中文常称溢出现象、高光开花、光晕核心原理每个CCD像素内部有一个势阱well用来存放光照产生的光电子势阱有固定最大容量叫满阱容量 Full Well Capacity。1. 强光照射单点像素产生电子超出势阱容纳上限 → 像素饱和2. 多余电子没有地方存放会物理溢出、流进上下左右相邻像素3. 相邻像素也被多余电荷填满全部显示纯白饱和亮区向外扩散变大像花朵炸开因此叫 blooming。画面视觉表现点光源太阳、路灯、车灯周围出现大片发白光晕亮斑沿电荷转移的垂直列扩散最明显形成一块扩散白斑严重时高光完全糊成一片丢失所有亮部细节。和 Smear垂直拖尾区分CCD两大强光瑕疵很多人混淆两者本质完全不同Blooming曝光阶段电荷直接横向/纵向溢出是饱和像素电荷扩散表现为光源周边圆形/块状白斑Smear电荷读取转移时感光区持续受光额外电荷混入读出通道表现为贯穿整张图的垂直亮线一条竖带穿过光源上下整张画面。Anti-blooming 抗溢出结构CCD会内置泄放通道overflow drain像素快饱和时多余电子直接导入泄放极排走不流入邻像素大幅抑制blooming。缺点抗溢出结构会占用像素面积轻微降低传感器灵敏度、减少满阱容量。复古CCD相机的特殊观感老式无抗溢出CCD的blooming不会生硬一刀切纯白高光会柔和渐变扩散这种朦胧光晕也是老CCD数码相机氛围感的来源之一。一句话总结Blooming CCD像素强光饱和后多余光电子溢出到相邻像素造成光源周围大面积发白扩散的成像缺陷。