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CD的诞生与工作原理
电荷耦合器件（Charge-coupled Device, CCD）是由贝尔实验室的威拉德·波伊尔和乔治·史密斯发明的。CCD是一种在光电效应基础上发展起来的半导体光电器件，自20世纪70年代后期开始广泛应用于天文观测，相较照相底片和光电倍增管，它具有量子效率高、动态范围大、线性好等优点。
图1. CCD的发明人威拉德·波伊尔（左）和乔治·史密斯（右），二人因此工作获得2009年诺贝尔物理学奖[1]
CCD的工作过程主要包括：电荷产生、电荷收集、电荷包转移和电荷包测量。光子入射到CCD上激发光电子，光电子被收集在一起形成电荷包，电荷包依次从一个像素转移到另一个像素，最终传输到输出端，完成对电荷包的测量，如图2所示[2]。
图2. CCD的工作过程：电荷产生、电荷收集、电荷包转移和电荷包测量[2]
CCD的分类
CCD种类有很多，天文观测中常用的有全帧CCD (Full-Frame CCD, FFCCD)，电子倍增CCD (Electron-Multiplying CCD, EMCCD)等。
全帧CCD具有高密度像素阵列，能够产生高分辨率的数字图像。全帧CCD在读取时，积累的电荷必须首先垂直转移到下一行，由串行读出寄存器水平读出每个像素，重复上述步骤，直至全部转移完毕，这称为“逐行扫描”，如图3所示。由于全帧CCD所有像素都参与感光，因此在电荷传输时，这些像素将被用于处理电荷传输而不能继续捕捉新的影像。这时如果探测器继续接受光线，就会影响成像质量，所以全帧CCD需要配备机械快门，用于探测器读出过程中遮挡入射光。机械快门的缺点是存在快门效应、故障率高、使用寿命有限等。
图3. 全帧CCD图像读出过程示意图[4]
EMCCD主要包括成像区、存储区和输出放大器。不同于全帧CCD，EMCCD在串行读出寄存器和输出放大器之间有数百个增益寄存器，在增益寄存器中分布有倍增电极，作用是加速载流子，高速的电荷会激发更多的载流子，从而实现信号放大，如图4所示[5]。
图4. EMCCD结构示意图[5]
EMCCD的典型工作模式为感光区按照指定曝光时间积分，待曝光结束后感光区电荷迅速转移到存储区，感光区可立刻进入下一次曝光；与此同时，存储区的电荷从上到下逐行进行转移；在读出过程中电荷转移至增益寄存器进行放大并读出。这种工作模式读出速度快，可以无需机械快门，通常可以每秒获取十几张图像，能够满足一些科学目标对短曝光、快读出的需求。
在弱光成像时，EMCCD相较CCD具有更高的灵敏度，这是由于EMCCD可以在不增加读出噪声的情况下，通过增益寄存器放大来提高图像的信噪比，而CCD只能通过增加曝光时间提高信噪比；但在观测较亮目标时，EMCCD在信号放大过程中会引入其它噪声，在相同曝光时间下，CCD或许是更好的选择。
CMOS与sCMOS
互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)诞生于20世纪80年代。CMOS图像生成机理同样是光电效应，它的工作过程也包括电荷产生、电荷收集、电荷包转移和电荷包测量。与CCD不同的是CMOS每个像素都集成了模拟电路，四个过程在一个像素里完成，即每个像素输出的是转换完的电压信号。
图5. CCD将电荷逐行扫描至输出放大器，然后将其转换为电压信号; CMOS则在像素内将电荷转换为电压信号[6]
由于结构上的差异，传统CMOS相机与CCD相机相比噪声高、填充因子低、量子效率低、动态范围小等，所以没有被广泛应用于专业天文观测。上世纪90年代末，随着手机摄像功能的开发，以及手机行业的快速发展，CMOS技术发展迅速，CMOS缺点得到了有效改善。2009年出现了科学级CMOS（scientific CMOS, sCMOS）技术，该技术基于CMOS的架构，通过片上相关多采样来降低噪声、调整半导体掺杂比例等提高像素满阱容量、大小增益双路读出合成高动态范围图像技术提高动态范围、二维无缝拼接技术实现大靶面等，克服了CMOS的一些缺点，实现了低噪声、高帧频、高动态范围、高分辨率、大靶面等。sCMOS作为CMOS一种类型，主要应用于科研领域。
CMOS应用电子快门，如卷帘快门和全局快门。对于卷帘快门来说，图像是逐行读出的，这与机械快门很像，在拍摄快速移动的物体时会出现斜坡图像、晃动等现象。全局快门像素在曝光时间积累电荷，曝光结束后所有像素同时重置、同时传输到存储区域并读出，所以拍摄快速移动物体没有变形。相比全局快门像素，卷帘快门像素读出噪声低、读出速度快，适合拍摄与相机相对静止或者一些要求低噪声和高帧频的目标图像；全局快门像素则更适合拍摄与相机之间具有相对高速运动的目标图像。电子快门相较机械快门，无需考虑快门效应和快门寿命，在实际使用中可以实现短曝光，同时维护、维修方便。
图6. 使用卷帘快门在拍摄快速移动物体时会出现变形，全局快门则不会[7]
目前sCMOS已被广泛应用于生物、物理等科研领域，而CMOS则取代了CCD，成为了民用领域最主要的感光器件。天文专用相机与生活中常见的消费级数码相机差别较大，主要区别有：1. 天文专用相机使用的感光芯片像素较大（较大的像素通常具有较大的满阱电荷）、噪声较低，所以具有较大的动态范围；使用16-bit模拟/数字转换器，可以获得16-bit的数字图像；除此之外，还具有线性好、量子效率高等优点；2.天文专用相机通常需要对感光芯片进行深度制冷，来降低暗电流，芯片需封装在密闭空间里，所以体型较大、结构复杂等；3.天文专用相机需要连接电脑，使用专用控制软件对其设置、拍摄及显示等。
图7. 左为科学级天文专用相机，右为消费级数码相机（图源：网络）
图8. 使用天文专用相机拍摄的“梅西耶天体M81和M82”（图源：邱鹏 摄，使用器材：106mm口径望远镜、LRGB滤光片和天文专用制冷 CCD，LRGB四通道总曝光时间约28小时，单次最长曝光时间30分钟）
图9. 使用数码单反相机拍摄的“沙漠中的银河”（图源：邱鹏 摄，使用器材：数码单反相机，参数设置：焦距14mm、光圈f/2.8、ISO6400、曝光时间30秒）
小结
全帧CCD、EMCCD，CMOS和sCMOS作为半导体感光器件，因其结构不同，特点不同。在实际天文观测中，根据观测需求选择合适的探测器，才能事半功倍。
参考文献：
[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编著，杨大卫等译，胡景耀等校. 天体物理方法. 原书第四版. 科学出版社，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/
作者简介：邱鹏，中国科学院国家天文台工程师，主要从事科学级天文探测器性能检测与应用、天文望远镜控制、天文技术与方法研究。
文稿编辑：赵宇豪
来源： 光明网
工们都知道，这两年云盘被封的封，被查的查，几乎没剩几个了。。
而且还隔三差五的爆出各种云盘泄露隐私的新闻。
泄露隐私就算了，反正贾维斯也不会把隐私信息传到云盘，没什么可以泄露的。。
很多时候资料存在云盘，一不小心就变成了 8 秒教育篇。。。
买个硬盘吧，安全是安全，但不能做到随用随看，带着很不方便。
贾维斯那 100 个 G 的学习资料实在是无处安放啊。。
所以今天，贾维斯就教员工们自己动手做一个专属于你自己的私密云盘。。
几种搭建方法
对于个人用户来说，主要有下面几种方法：
1、NAS + 机械硬盘
优点：省事方便，有的厂商有拓展应用，功能强大，例：群晖（Synology）
缺点：价格偏高
2、路由器自带存储空间
优点：自带 NAS 功能，里面也自带一些方便的应用，点击就能安装，例：小米路由器Pro
缺点：价格偏高
3、树莓派+机械硬盘
优点：造价低，跟着教程做就能成功
缺点：需要懂点技术，稍微麻烦
如果你是土豪你有钱，那就不要问贾维斯了，今天我们主要介绍的就是成本最低的第三种方法：树莓派 + 机械硬盘。
树莓派 1 个
机械硬盘 1 个
最终实现的效果
1、局域网内的多个设备能够方便的互传文件；
2、能快速上传和下载私有云里的文件；
3、能够在任何有网络的地方安全的上传下载私有云里的文件；
4、私有云里的文件可以直接分享给其他人；
5、新功能不断完善……比如，一回到家就会自动将你的照片文件备份到私有云；在外面丢一个下载链接到云上，回到家的时候，文件已经下载到私有云了……
搭建私有云教程（一）
第一步：为树莓派连上路由器，并获取树莓派 IP 地址。
最简单的方法是打开路由器后台，就可以看到树莓派的 IP 地址了。
第二步：打开电脑，下载并安装软件“PuTTY”（后台回复 “PuTTY” 可以获取下载链接）
将树莓派 IP 地址输入到下方的红框内，最后点击 OPEN 按钮。
（PuTTY设置页面）
设置成功后会出现下面的页面。
（登陆时的默认账号：pi，密码：raspberry）
接下来的所有操作都是在上面这个页面里面操作，主要是写一些代码。
为了方便员工们操作，贾维斯把代码引用出来了，员工们直接复制黏贴到上面的黑框就可以了。
一、更新树莓派系统
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
如果有出现这种403或者404的字样，需要重新执行一遍代码（如果一直有错误，可以试试多执行几次）
（图1）
（图2）
二、安装LAMP套件
1、安装apache2
sudo apt-get install apache2
2、安装MySQL
sudo apt-get install mysql-server
安装以后会让你设置一个 MySQL的密码，要记着，后面有用。
确认密码
3、安装php和依赖
sudo apt-get install php5 php5-gd php-xml-parser php5-intl php5-sqlite php5-mysql smbclient curl libcurl3 php5-curl
4、安装phpmyadmin
sudo apt-get install phpmyadmin
根据提示输入设置的 MySQL 用户名和密码，选择 MySQL，就可以自动配置好phpmyadmin。
这里我直接按了回车，选了第一个。
回车键
数据库账号的密码
确认密码
5、从 https://owncloud.org/install/ 下载最新的ownCloud Server，并解压到web根目录（/var/www/html）
sudo wget https://download.owncloud.org/community/owncloud-10.0.2.zip
PS：10.0.2是最新的版本号，具体最新的是什么，可以去（https://owncloud.org/install/#edition），看下面这个地方：
如果在下载未完成的情况下中断SSH、断电等意外导致下载中断的话，可以使用下面这些语句来继续下载，不用从头开始。
sudo wget -c https://download.owncloud.org/community/owncloud-10.0.2.zip
解压下载的压缩包
sudo unzip owncloud-10.0.2.zip -d /var/www/html/
进入owncloud web目录
cd /var/www/html/owncloud
建立数据库目录
sudo mkdir data
6、修改目录权限
OwnCloud在安装的过程中需要对一些目录有写的权限，所以，我们需要在在/owncloud 目录下运行以下命令：
sudo chown -R www-data:www-data data
sudo chown -R www-data:www-data config
sudo chown -R www-data:www-data apps
到这里，所有需要在树莓派上安装的东西就完成了，接下来只需要配置好数据库和ownCloud就可以使用了
三、配置MySQL（数据库）
1、登录数据库
mysql -u root -p
2、输入之前安装MySQL的时候设置的密码
（出现下图这样的字样，就是登陆成功了）
3、成功登陆后，在MySQL这个软件中建立一个数据库
CREATE DATABASE 数据库名称（自定义）;
例如：
CREATE DATABASE owncloud;
警告：代码最后的分号一定要有！！！
出现这个提示应该就是可以了
4、为刚才建立的数据库建立自己的账户
GRANT ALL ON mysql数据库名称.* to 'mysql数据库用户名'@'localhost' IDENTIFIED BY 'mysql数据库密码';
例如：
GRANT ALL ON owncloud.* to 'Jarvis'@'localhost' IDENTIFIED BY '23333333';
5、执行下面命令分配权限
FLUSH PRIVILEGES;
6、到此MySQL就配置完毕，输入 exit 退出即可
到这里，树莓派上需要弄的东西就都完成了！！！
不过，还需要让树莓派重启才能使用，重启代码：
sudo reboot
PuTTY软件里所有的设置到此结束
打开我们电脑浏览器，并在地址栏里输入
树莓派IP地址/owncloud
例如：
192.168.31.202/owncloud
就会看到这个画面
填写完以后，按下回车就可以了
PS：数据库用户名、密码和数据库名是我们在 PuTTY 中设置的
设置完成之后就可以用我们设置的账户名和密码登录后台了。
（后台跟很多云盘差不多）
然后我们就可以将自己的文件上传到这个私有云，并且下载私有云平台的所有文件，速度都是快的飞起啊。。
嗯，第一期就先教大家如何搭建一个私有云，不过这样搭建的私有云只能在局域网内使用，而且存储空间比较小，第二期会有扩展内容：
1、利用机械硬盘扩展私有云空间；
2、打破局域网的限制，在任何有网络的地方都可以上传下载。
3、私有云平台内容分享
立刻关注【差评】头条号，每天三分钟学些新知识，看到更大的世界！
高人民检察院8月6日消息，全国政协人口资源环境委员会原副主任，陕西省政协原党组书记、主席韩勇涉嫌受贿一案，由国家监察委员会调查终结，经最高人民检察院依法指定，由广西壮族自治区南宁市人民检察院审查起诉。近日，南宁市人民检察院已向南宁市中级人民法院提起公诉。
检察机关在审查起诉阶段依法告知了被告人韩勇享有的诉讼权利，并讯问了被告人，听取了辩护人的意见。
检察机关起诉指控：韩勇利用担任吉林省松原市人民检察院党组书记、检察长，吉林省人民检察院党组成员、副检察长，吉林省纪委副书记，新疆维吾尔自治区党委常委、组织部部长、副书记，陕西省政协党组书记、主席等职务上的便利以及职权、地位形成的便利条件，为他人在企业经营、工程承揽、干部任用等事项上谋取利益，非法收受他人给予的财物，数额特别巨大，依法应当以受贿罪追究其刑事责任。
图片来源：中央纪委国家监委网站
曾任中央扫黑除恶督导组组长
督办孙小果案
据检察日报正义网消息，公开资料显示，韩勇，汉族，出生于1956年10月，吉林九台人，1974年6月参加工作，1976年4月加入中国共产党，中央党校研究生学历。
韩勇早年在吉林省工作，1992年12月至2004年7月，任吉林省松原市检察院检察长，吉林省检察院副检察长兼反贪局局长，吉林省纪委常委、吉林省纪委副书记、省监察厅厅长等职。2004年调任新疆维吾尔自治区，任新疆维吾尔自治区组织部部长、党委副书记等职。
2016年1月，韩勇转任陕西省政协主席、党组书记，至2022年1月卸任。2022年3月，韩勇任全国政协人口资源环境委员会副主任。
正义网记者注意到，2019年4月，韩勇曾作为中央扫黑除恶第20督导组组长带队进驻云南。该督导组进驻期间，昆明市打掉了一批涉黑涉恶犯罪团伙。其中，就包括引发社会高度关注的孙小果团伙。据新华社此前报道，同年5月24日，中央第20督导组向云南省反馈督导情况，专门听取了孙小果案件情况汇报。与此同时，全国扫黑办将孙小果涉黑案例作为重点案件，实行挂牌督办。
然而，韩勇在上任全国政协人口资源环境委员会副主任一年后退休，于2023年10月19日被查。
同时，2023年11月8日，政协陕西省第十三届委员会常务委员会第四次会议撤销韩勇政协陕西省第十三届委员会委员资格。
卖官鬻爵
违规干预执纪执法活动
据中央纪委国家监委网站2024年4月22日消息，全国政协人口资源环境委原副主任，陕西省政协原党组书记、主席韩勇严重违纪违法被开除党籍。
通报称，韩勇丧失理想信念，背离初心使命，政治意识淡漠，不敢担当斗争，结交政治骗子、搞政治投机；违反中央八项规定精神，违规接受他人安排的宴请和旅游活动；违背组织原则，任人唯亲唯利，卖官鬻爵；廉洁底线失守，违规收受礼品礼金，违规低价购房；违规干预和插手执纪执法活动；家风不正；将公权力当作攫取私利的工具，大搞权钱交易，利用职务便利为他人在企业经营、干部任用、工程承揽等方面谋利，并非法收受巨额财物。
韩勇严重违反党的政治纪律、组织纪律、廉洁纪律、工作纪律和生活纪律，构成严重职务违法并涉嫌受贿犯罪，且在党的十八大后不收敛、不收手，性质严重，影响恶劣，应予严肃处理。依据《中国共产党纪律处分条例》《中华人民共和国监察法》《中华人民共和国公职人员政务处分法》等有关规定，经中央纪委常委会会议研究并报中共中央批准，决定给予韩勇开除党籍处分；按规定取消其享受的待遇；收缴其违纪违法所得；将其涉嫌犯罪问题移送检察机关依法审查起诉，所涉财物一并移送。
4月29日，最高人民检察院依法以涉嫌受贿罪对韩勇作出逮捕决定。
综合：@最高人民检察院、检察日报正义网
来源： 政法频道
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