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CD的誕生與工作原理
電荷耦合器件（Charge-coupled Device, CCD）是由貝爾實驗室的威拉德·波伊爾和喬治·史密斯發明的。CCD是一種在光電效應基礎上發展起來的半導體光電器件，自20世紀70年代后期開始廣泛應用于天文觀測，相較照相底片和光電倍增管，它具有量子效率高、動態范圍大、線性好等優點。
圖1. CCD的發明人威拉德·波伊爾（左）和喬治·史密斯（右），二人因此工作獲得2009年諾貝爾物理學獎[1]
CCD的工作過程主要包括：電荷產生、電荷收集、電荷包轉移和電荷包測量。光子入射到CCD上激發光電子，光電子被收集在一起形成電荷包，電荷包依次從一個像素轉移到另一個像素，最終傳輸到輸出端，完成對電荷包的測量，如圖2所示[2]。
圖2. CCD的工作過程：電荷產生、電荷收集、電荷包轉移和電荷包測量[2]
CCD的分類
CCD種類有很多，天文觀測中常用的有全幀CCD (Full-Frame CCD, FFCCD)，電子倍增CCD (Electron-Multiplying CCD, EMCCD)等。
全幀CCD具有高密度像素陣列，能夠產生高分辨率的數字圖像。全幀CCD在讀取時，積累的電荷必須首先垂直轉移到下一行，由串行讀出寄存器水平讀出每個像素，重復上述步驟，直至全部轉移完畢，這稱為“逐行掃描”，如圖3所示。由于全幀CCD所有像素都參與感光，因此在電荷傳輸時，這些像素將被用于處理電荷傳輸而不能繼續捕捉新的影像。這時如果探測器繼續接受光線，就會影響成像質量，所以全幀CCD需要配備機械快門，用于探測器讀出過程中遮擋入射光。機械快門的缺點是存在快門效應、故障率高、使用壽命有限等。
圖3. 全幀CCD圖像讀出過程示意圖[4]
EMCCD主要包括成像區、存儲區和輸出放大器。不同于全幀CCD，EMCCD在串行讀出寄存器和輸出放大器之間有數百個增益寄存器，在增益寄存器中分布有倍增電極，作用是加速載流子，高速的電荷會激發更多的載流子，從而實現信號放大，如圖4所示[5]。
圖4. EMCCD結構示意圖[5]
EMCCD的典型工作模式為感光區按照指定曝光時間積分，待曝光結束后感光區電荷迅速轉移到存儲區，感光區可立刻進入下一次曝光；與此同時，存儲區的電荷從上到下逐行進行轉移；在讀出過程中電荷轉移至增益寄存器進行放大并讀出。這種工作模式讀出速度快，可以無需機械快門，通常可以每秒獲取十幾張圖像，能夠滿足一些科學目標對短曝光、快讀出的需求。
在弱光成像時，EMCCD相較CCD具有更高的靈敏度，這是由于EMCCD可以在不增加讀出噪聲的情況下，通過增益寄存器放大來提高圖像的信噪比，而CCD只能通過增加曝光時間提高信噪比；但在觀測較亮目標時，EMCCD在信號放大過程中會引入其它噪聲，在相同曝光時間下，CCD或許是更好的選擇。
CMOS與sCMOS
互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)誕生于20世紀80年代。CMOS圖像生成機理同樣是光電效應，它的工作過程也包括電荷產生、電荷收集、電荷包轉移和電荷包測量。與CCD不同的是CMOS每個像素都集成了模擬電路，四個過程在一個像素里完成，即每個像素輸出的是轉換完的電壓信號。
圖5. CCD將電荷逐行掃描至輸出放大器，然后將其轉換為電壓信號; CMOS則在像素內將電荷轉換為電壓信號[6]
由于結構上的差異，傳統CMOS相機與CCD相機相比噪聲高、填充因子低、量子效率低、動態范圍小等，所以沒有被廣泛應用于專業天文觀測。上世紀90年代末，隨著手機攝像功能的開發，以及手機行業的快速發展，CMOS技術發展迅速，CMOS缺點得到了有效改善。2009年出現了科學級CMOS（scientific CMOS, sCMOS）技術，該技術基于CMOS的架構，通過片上相關多采樣來降低噪聲、調整半導體摻雜比例等提高像素滿阱容量、大小增益雙路讀出合成高動態范圍圖像技術提高動態范圍、二維無縫拼接技術實現大靶面等，克服了CMOS的一些缺點，實現了低噪聲、高幀頻、高動態范圍、高分辨率、大靶面等。sCMOS作為CMOS一種類型，主要應用于科研領域。
CMOS應用電子快門，如卷簾快門和全局快門。對于卷簾快門來說，圖像是逐行讀出的，這與機械快門很像，在拍攝快速移動的物體時會出現斜坡圖像、晃動等現象。全局快門像素在曝光時間積累電荷，曝光結束后所有像素同時重置、同時傳輸到存儲區域并讀出，所以拍攝快速移動物體沒有變形。相比全局快門像素，卷簾快門像素讀出噪聲低、讀出速度快，適合拍攝與相機相對靜止或者一些要求低噪聲和高幀頻的目標圖像；全局快門像素則更適合拍攝與相機之間具有相對高速運動的目標圖像。電子快門相較機械快門，無需考慮快門效應和快門壽命，在實際使用中可以實現短曝光，同時維護、維修方便。
圖6. 使用卷簾快門在拍攝快速移動物體時會出現變形，全局快門則不會[7]
目前sCMOS已被廣泛應用于生物、物理等科研領域，而CMOS則取代了CCD，成為了民用領域最主要的感光器件。天文專用相機與生活中常見的消費級數碼相機差別較大，主要區別有：1. 天文專用相機使用的感光芯片像素較大（較大的像素通常具有較大的滿阱電荷）、噪聲較低，所以具有較大的動態范圍；使用16-bit模擬/數字轉換器，可以獲得16-bit的數字圖像；除此之外，還具有線性好、量子效率高等優點；2.天文專用相機通常需要對感光芯片進行深度制冷，來降低暗電流，芯片需封裝在密閉空間里，所以體型較大、結構復雜等；3.天文專用相機需要連接電腦，使用專用控制軟件對其設置、拍攝及顯示等。
圖7. 左為科學級天文專用相機，右為消費級數碼相機（圖源：網絡）
圖8. 使用天文專用相機拍攝的“梅西耶天體M81和M82”（圖源：邱鵬 攝，使用器材：106mm口徑望遠鏡、LRGB濾光片和天文專用制冷 CCD，LRGB四通道總曝光時間約28小時，單次最長曝光時間30分鐘）
圖9. 使用數碼單反相機拍攝的“沙漠中的銀河”（圖源：邱鵬 攝，使用器材：數碼單反相機，參數設置：焦距14mm、光圈f/2.8、ISO6400、曝光時間30秒）
小結
全幀CCD、EMCCD，CMOS和sCMOS作為半導體感光器件，因其結構不同，特點不同。在實際天文觀測中，根據觀測需求選擇合適的探測器，才能事半功倍。
參考文獻：
[1] http://tech.sina.com.cn/digi/dc/2009-10-09/05373490569.shtml
[2] James Janesick. Dueling Detectors. SPIE, 2002: pp30-33
[3] C.R Kitchin編著，楊大衛等譯，胡景耀等校. 天體物理方法. 原書第四版. 科學出版社，2009，1-23,149-160
[4] Introduction to CCDs，
http://spiff.rit.edu/classes/ast613/lectures/ccds_kids/ccds_kids.html
[5] What is an Electron Multiplying CCD (EMCCD) Camera,
https://andor.oxinst.com/learning/view/article/electron-multiplying-ccd-cameras
[6] Dave Litwiller, Dalsa. CMOS vs. CCD: Maturing Technologies, Maturing Markets. Phoeonics Spectra. 2005
[7] Rolling shutter VS Global shutter,
https://www.premiumbeat.com/blog/know-the-basics-of-global-shutter-vs-rolling-shutter/
作者簡介：邱鵬，中國科學院國家天文臺工程師，主要從事科學級天文探測器性能檢測與應用、天文望遠鏡控制、天文技術與方法研究。
文稿編輯：趙宇豪
來源： 光明網
工們都知道，這兩年云盤被封的封，被查的查，幾乎沒剩幾個了。。
而且還隔三差五的爆出各種云盤泄露隱私的新聞。
泄露隱私就算了，反正賈維斯也不會把隱私信息傳到云盤，沒什么可以泄露的。。
很多時候資料存在云盤，一不小心就變成了 8 秒教育篇。。。
買個硬盤吧，安全是安全，但不能做到隨用隨看，帶著很不方便。
賈維斯那 100 個 G 的學習資料實在是無處安放啊。。
所以今天，賈維斯就教員工們自己動手做一個專屬于你自己的私密云盤。。
幾種搭建方法
對于個人用戶來說，主要有下面幾種方法：
1、NAS + 機械硬盤
優點：省事方便，有的廠商有拓展應用，功能強大，例：群暉（Synology）
缺點：價格偏高
2、路由器自帶存儲空間
優點：自帶 NAS 功能，里面也自帶一些方便的應用，點擊就能安裝，例：小米路由器Pro
缺點：價格偏高
3、樹莓派+機械硬盤
優點：造價低，跟著教程做就能成功
缺點：需要懂點技術，稍微麻煩
如果你是土豪你有錢，那就不要問賈維斯了，今天我們主要介紹的就是成本最低的第三種方法：樹莓派 + 機械硬盤。
樹莓派 1 個
機械硬盤 1 個
最終實現的效果
1、局域網內的多個設備能夠方便的互傳文件；
2、能快速上傳和下載私有云里的文件；
3、能夠在任何有網絡的地方安全的上傳下載私有云里的文件；
4、私有云里的文件可以直接分享給其他人；
5、新功能不斷完善……比如，一回到家就會自動將你的照片文件備份到私有云；在外面丟一個下載鏈接到云上，回到家的時候，文件已經下載到私有云了……
搭建私有云教程（一）
第一步：為樹莓派連上路由器，并獲取樹莓派 IP 地址。
最簡單的方法是打開路由器后臺，就可以看到樹莓派的 IP 地址了。
第二步：打開電腦，下載并安裝軟件“PuTTY”（后臺回復 “PuTTY” 可以獲取下載鏈接）
將樹莓派 IP 地址輸入到下方的紅框內，最后點擊 OPEN 按鈕。
（PuTTY設置頁面）
設置成功后會出現下面的頁面。
（登陸時的默認賬號：pi，密碼：raspberry）
接下來的所有操作都是在上面這個頁面里面操作，主要是寫一些代碼。
為了方便員工們操作，賈維斯把代碼引用出來了，員工們直接復制黏貼到上面的黑框就可以了。
一、更新樹莓派系統
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
如果有出現這種403或者404的字樣，需要重新執行一遍代碼（如果一直有錯誤，可以試試多執行幾次）
（圖1）
（圖2）
二、安裝LAMP套件
1、安裝apache2
sudo apt-get install apache2
2、安裝MySQL
sudo apt-get install mysql-server
安裝以后會讓你設置一個 MySQL的密碼，要記著，后面有用。
確認密碼
3、安裝php和依賴
sudo apt-get install php5 php5-gd php-xml-parser php5-intl php5-sqlite php5-mysql smbclient curl libcurl3 php5-curl
4、安裝phpmyadmin
sudo apt-get install phpmyadmin
根據提示輸入設置的 MySQL 用戶名和密碼，選擇 MySQL，就可以自動配置好phpmyadmin。
這里我直接按了回車，選了第一個。
回車鍵
數據庫賬號的密碼
確認密碼
5、從 https://owncloud.org/install/ 下載最新的ownCloud Server，并解壓到web根目錄（/var/www/html）
sudo wget https://download.owncloud.org/community/owncloud-10.0.2.zip
PS：10.0.2是最新的版本號，具體最新的是什么，可以去（https://owncloud.org/install/#edition），看下面這個地方：
如果在下載未完成的情況下中斷SSH、斷電等意外導致下載中斷的話，可以使用下面這些語句來繼續下載，不用從頭開始。
sudo wget -c https://download.owncloud.org/community/owncloud-10.0.2.zip
解壓下載的壓縮包
sudo unzip owncloud-10.0.2.zip -d /var/www/html/
進入owncloud web目錄
cd /var/www/html/owncloud
建立數據庫目錄
sudo mkdir data
6、修改目錄權限
OwnCloud在安裝的過程中需要對一些目錄有寫的權限，所以，我們需要在在/owncloud 目錄下運行以下命令：
sudo chown -R www-data:www-data data
sudo chown -R www-data:www-data config
sudo chown -R www-data:www-data apps
到這里，所有需要在樹莓派上安裝的東西就完成了，接下來只需要配置好數據庫和ownCloud就可以使用了
三、配置MySQL（數據庫）
1、登錄數據庫
mysql -u root -p
2、輸入之前安裝MySQL的時候設置的密碼
（出現下圖這樣的字樣，就是登陸成功了）
3、成功登陸后，在MySQL這個軟件中建立一個數據庫
CREATE DATABASE 數據庫名稱（自定義）;
例如：
CREATE DATABASE owncloud;
警告：代碼最后的分號一定要有！！！
出現這個提示應該就是可以了
4、為剛才建立的數據庫建立自己的賬戶
GRANT ALL ON mysql數據庫名稱.* to 'mysql數據庫用戶名'@'localhost' IDENTIFIED BY 'mysql數據庫密碼';
例如：
GRANT ALL ON owncloud.* to 'Jarvis'@'localhost' IDENTIFIED BY '23333333';
5、執行下面命令分配權限
FLUSH PRIVILEGES;
6、到此MySQL就配置完畢，輸入 exit 退出即可
到這里，樹莓派上需要弄的東西就都完成了！！！
不過，還需要讓樹莓派重啟才能使用，重啟代碼：
sudo reboot
PuTTY軟件里所有的設置到此結束
打開我們電腦瀏覽器，并在地址欄里輸入
樹莓派IP地址/owncloud
例如：
192.168.31.202/owncloud
就會看到這個畫面
填寫完以后，按下回車就可以了
PS：數據庫用戶名、密碼和數據庫名是我們在 PuTTY 中設置的
設置完成之后就可以用我們設置的賬戶名和密碼登錄后臺了。
（后臺跟很多云盤差不多）
然后我們就可以將自己的文件上傳到這個私有云，并且下載私有云平臺的所有文件，速度都是快的飛起啊。。
嗯，第一期就先教大家如何搭建一個私有云，不過這樣搭建的私有云只能在局域網內使用，而且存儲空間比較小，第二期會有擴展內容：
1、利用機械硬盤擴展私有云空間；
2、打破局域網的限制，在任何有網絡的地方都可以上傳下載。
3、私有云平臺內容分享
立刻關注【差評】頭條號，每天三分鐘學些新知識，看到更大的世界！
高人民檢察院8月6日消息，全國政協人口資源環境委員會原副主任，陜西省政協原黨組書記、主席韓勇涉嫌受賄一案，由國家監察委員會調查終結，經最高人民檢察院依法指定，由廣西壯族自治區南寧市人民檢察院審查起訴。近日，南寧市人民檢察院已向南寧市中級人民法院提起公訴。
檢察機關在審查起訴階段依法告知了被告人韓勇享有的訴訟權利，并訊問了被告人，聽取了辯護人的意見。
檢察機關起訴指控：韓勇利用擔任吉林省松原市人民檢察院黨組書記、檢察長，吉林省人民檢察院黨組成員、副檢察長，吉林省紀委副書記，新疆維吾爾自治區黨委常委、組織部部長、副書記，陜西省政協黨組書記、主席等職務上的便利以及職權、地位形成的便利條件，為他人在企業經營、工程承攬、干部任用等事項上謀取利益，非法收受他人給予的財物，數額特別巨大，依法應當以受賄罪追究其刑事責任。
圖片來源：中央紀委國家監委網站
曾任中央掃黑除惡督導組組長
督辦孫小果案
據檢察日報正義網消息，公開資料顯示，韓勇，漢族，出生于1956年10月，吉林九臺人，1974年6月參加工作，1976年4月加入中國共產黨，中央黨校研究生學歷。
韓勇早年在吉林省工作，1992年12月至2004年7月，任吉林省松原市檢察院檢察長，吉林省檢察院副檢察長兼反貪局局長，吉林省紀委常委、吉林省紀委副書記、省監察廳廳長等職。2004年調任新疆維吾爾自治區，任新疆維吾爾自治區組織部部長、黨委副書記等職。
2016年1月，韓勇轉任陜西省政協主席、黨組書記，至2022年1月卸任。2022年3月，韓勇任全國政協人口資源環境委員會副主任。
正義網記者注意到，2019年4月，韓勇曾作為中央掃黑除惡第20督導組組長帶隊進駐云南。該督導組進駐期間，昆明市打掉了一批涉黑涉惡犯罪團伙。其中，就包括引發社會高度關注的孫小果團伙。據新華社此前報道，同年5月24日，中央第20督導組向云南省反饋督導情況，專門聽取了孫小果案件情況匯報。與此同時，全國掃黑辦將孫小果涉黑案例作為重點案件，實行掛牌督辦。
然而，韓勇在上任全國政協人口資源環境委員會副主任一年后退休，于2023年10月19日被查。
同時，2023年11月8日，政協陜西省第十三屆委員會常務委員會第四次會議撤銷韓勇政協陜西省第十三屆委員會委員資格。
賣官鬻爵
違規干預執紀執法活動
據中央紀委國家監委網站2024年4月22日消息，全國政協人口資源環境委原副主任，陜西省政協原黨組書記、主席韓勇嚴重違紀違法被開除黨籍。
通報稱，韓勇喪失理想信念，背離初心使命，政治意識淡漠，不敢擔當斗爭，結交政治騙子、搞政治投機；違反中央八項規定精神，違規接受他人安排的宴請和旅游活動；違背組織原則，任人唯親唯利，賣官鬻爵；廉潔底線失守，違規收受禮品禮金，違規低價購房；違規干預和插手執紀執法活動；家風不正；將公權力當作攫取私利的工具，大搞權錢交易，利用職務便利為他人在企業經營、干部任用、工程承攬等方面謀利，并非法收受巨額財物。
韓勇嚴重違反黨的政治紀律、組織紀律、廉潔紀律、工作紀律和生活紀律，構成嚴重職務違法并涉嫌受賄犯罪，且在黨的十八大后不收斂、不收手，性質嚴重，影響惡劣，應予嚴肅處理。依據《中國共產黨紀律處分條例》《中華人民共和國監察法》《中華人民共和國公職人員政務處分法》等有關規定，經中央紀委常委會會議研究并報中共中央批準，決定給予韓勇開除黨籍處分；按規定取消其享受的待遇；收繳其違紀違法所得；將其涉嫌犯罪問題移送檢察機關依法審查起訴，所涉財物一并移送。
4月29日，最高人民檢察院依法以涉嫌受賄罪對韓勇作出逮捕決定。
綜合：@最高人民檢察院、檢察日報正義網
來源： 政法頻道
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