TDI CCD原理

TDI CCD是一种特殊的线阵CCD图像传感器，普通的线阵CCD在横向配置单排CCD，TDI CCD在纵向也配置了多排CCD像元。对于多排纵向CCD像元可以进行积分曝光处理，使得该传感器可以多次曝光成像物体，提高了图像质量与信噪比。

TDI CCD器件的工作原理与其自身结构有着很大的关系的，下图为时延积分示意图。它的结构为在横向配置多排CCD，在垂直方向也配置多排CCD。例如，在为按一定速度和方向移动的物体拍照时，器件将使CCD电荷的移动方向和速度与拍摄对象的移动方向和速度相吻合，并且只让垂直段的CCD进行反复曝光拍照。第一排CCD拍到的图像原样传送给第二排CCD，第二排CCD将自己拍到的图像加上第一排CCD发送过来的图像，再发送给第三排CCD。这样，第N排CCD获得的图像将是N-1排CCD获得的图像总和再加上自身拍到的图像，最后发送给N+1排CCD。也就是说，具有X排CCD的图像传感器最终获得的图像是CCD拍到图像的X倍的累积总和，X倍的积分曝光可以获得X倍的对比效果和损耗

的信号。利用这种累积的曝光方法,图像传感器可以获得特别高的灵敏度，同时实现高速移动物体的拍摄。

时延积分示意图

图像传感器经过积分曝光可获得高分辦率的色彩明亮鲜艳的图像，与普通CCD图像传感器为解决亮度不足而采用的降低对象物的移动速度或停止移动等解决方法相比，可以高速度短时间处理并获得高分辦率、色君明亮鲜艳的图像。正是这些优点，使其在一些应用领域中备受工程师们的青睐。

参考：张明宇,赵变红著.TDI CCD相机图像采集与处理技术研究[M]科学出版社,2019:115页