成像系統

成像系統是以非攝影方式獲取地物遙感影像的各類遙感器系統的統稱。通常採用掃描方式成像，磁帶記錄或間接記錄在膠片上。

基本介紹

• 中文名：成像系統
• 外文名：image-forming system
• 原理：掃描方式成像，
• 優勢：影像密度便於機助處理和分類

結構

按系統的結構、掃描方式和探測器件的不同，大致分為：

①光學機械掃描。如多光譜掃瞄器。多採用反射鏡對物面進行掃描，經分光、檢波和光電轉換後輸出影像數據。

②電子掃描。如返束光導管電視攝像機，屬像面掃描方式。其過程是光學成像於光導管靶面，經電子束掃描後將信號放大輸出。

③固體自掃描。如法國SPOT衛星的光電掃描感測器，亦屬像面掃描方式。景物經物鏡成像在由許多電荷耦合器件（CCD）組成的探測器面陣上，經光電轉換後輸出。

④天線掃描。如側視雷達，屬物面掃描方式的一種主動式遙感成像系統。它通過天線發射微波波束並接收景物反射的回波經解調後輸出。

優點

同攝影系統相比，掃描成像系統的優點是：

①工作波段約在0.38～14.0微米，範圍大，並可靈活確定波段劃分數量及波段頻寬。

②採用儀器內部分光，有利於不同波段影像的精確配準。

③經輻射校準後的影像密度便於機助處理和分類。

缺點

1. 由於採用動態掃描成像，影像的幾何關係及其校正較為複雜。
   
2. 空間解析度低於攝影系統。
   
3. 成像系統及其影像處理設備較昂貴。
   

發展趨勢

高解析度

高解析度圖像對觀察著而言有兩種意義，一種意義是在相同的空間解析度下（每個像素對應的空間幾個尺寸相同時），高解析度意味著能看到更廣闊的視野範圍。

另一個意義是在相同的視場範圍下，高解析度能夠提供更多的細節。無論是CCD和CMOS晶片都在向高解析度發展，提高解析度的方法一是增加晶片晶元的尺寸，二是縮小像元尺寸，以在同樣面積的晶元上獲得更多的圖像像素。

目前相機的像元尺寸可以從20μm到2.8μm，Sony公司稱即將推出1.2μm的晶片，主要的集中在9μm到4μm之間。但通過像元尺寸的縮小來增加相機解析度的趨勢並不是無限制的，由於像元尺寸越小對光學鏡頭的要求越高，同時晶片的生產工藝越複雜，生產成本越高，因此這種趨勢必將逐漸減緩。

高速

速度是CCD相機的另一個重要要求，CCD工業相機主要套用在配合工業產品線的裝配引導和質量檢查，隨著現代生產效率的不斷提升，對CCD相機的成像速度，機內的處理速度都有越來越高的要求。

在特殊的高速故障診斷、運動分析和過程監控中，要求相機能夠達到500-2000fps的幀頻，隨著CMOS的技術的不斷發展，通過ROI視窗設定，現在可以輕鬆找到7500fps的圖像。而在普通的工業套用中100-200fps的相機也已經不再是很難找到的產品。

高圖像質量

高圖像質量一直是成像晶片所追求的目標，儘管之前CCD在圖像質量上有先天的優勢，但隨著CMOS技術的發展，目前提高高圖像質量的CMOS晶片已經成為可能。目前CMOS光刻技術已可以達到0.25μm和0.18μm，微透鏡技術已經被廣泛使用，採用4T、5T和MultiT技術，使CMOS晶片在抗噪聲和提高靈敏度方面取得了很多重大突破。