1.9 工频闪烁 (flicker)
工频闪烁，通常发生在室内场景，曝光时间设置如果不是光源能量周期的整数倍，则图像不同位置处积累的信号强度不同，并呈周期性变化，这是单帧图像的情况。在视频序列上，如果满足一定条件，视频会出现条纹模式在垂直方向上缓慢移动。
工频闪烁的形成原因与CMOS sensor rolling shutter的工作原理相关，并且受交流电的频率影响。对于同样的积分时间t，sensor不同位置处的像点开始积分时所处电信号的相位不同，所以同样时间t 内能够积累的光子数也不同。如下图所示。
flicker 的本质是像素曝光起始点相对交流电的相位关系在不断变化。这个问题不仅存在于一帧图像内部，在帧与帧之间也存在同样的问题。
以电频率50Hz为例，如果sensor 工作在25或50fps（frame per second），则帧频率刚好与电频率同步，每帧图像的flicker 表现（明暗位置）与上一帧完全相同，所以明暗条纹在视频上是静止不动的。如果sensor工作在30或60fps，则每帧的flicker与上一帧会产生固定的相移，视频上的明暗条纹图样会在画面垂直方向上缓慢移动。
在室内，为了避免工频闪烁，曝光时间应设置为光源能量周期的整数倍。在中国，光源能量周期为10ms(交流电周期的1/2)，在美国则为8.3ms，调整曝光时间时要特别注意这一点。
1.10 与CCD的对比
CCD技术的发展起源于1960年代，在2000年以前曾是image sensor 的主流解决方案，下图对比了CCD和CMOS读出方式的主要区别。
如图所示，CCD 器件通常只有一个电荷-电压转换器（Charge-Voltage Converter），当sensor读出像素数据时，每一行像素中积累的电荷需要在行电压的控制下一步步“蠕动”到下一行，直到最终抵达阵列所属的行缓冲（row buffer），然后开始在列电压的控制下继续一步步“蠕动”到阵列出口处的电荷-电压转换器，完成读出过程。
CCD的一个主要优点在于所有像素共享同一个电荷-电压转换器，所以像素一致性非常好。相比之下CMOS每个像素都有自己专用的电荷-电压转换器，一致性很不容易控制。
当CCD像素数多于200万时，所有像素共用一个电荷-电压转换器会严重影响读出速度，所以此时会考虑把像素设计成两个或四个阵列，每个阵列配备专用的行缓冲和电荷-电压转换器，可以成倍加快读出速度。
写到此处笔者回忆起一个沉痛的往事。笔者一好友曾试图对接某国产高端sensor，由于自己研发实力有限，便求助于北京的朋友空闲之余帮忙做做，结果不出意料地半年没什么结果。朋友有点着急了，付了50万研发费委托深圳本地的公司帮忙开发，该公司的主要业务是设计生产国产FPGA，接单的主要动力是推广自家的FPGA。sensor出图到是比较顺利，但是朋友很快发现国产FPGA 体积大功耗高，无法满足量产需求，于是朋友要求承接方提供源代码以迁移到X家FPGA，不料承接方以合同金额不包括源代码为由拒绝提供，于是50万瞬间沉没。万般无奈朋友只好雇人自己开发FPGA，如是就遇到了sensor四个阵列输出不同步的问题，厂家也讲不清楚四个阵列的输出时序到底该如何预测，好像是sensor想输出谁就输出谁，什么时候高兴什么时候输出。这就给FPGA设计增添了巨大的难度，朋友雇的年轻人无法应对如此巨大的技术挑战，坚持半年后离职，项目最终流产。
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