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- 圖像傳感器兩種芯片CCD與CMOS的區(qū)別
- 來(lái)源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2014/7/16
CCD與CMOS的區(qū)別體現(xiàn)在四個(gè)方面
1、信息讀取方式:CCD電荷耦合器存儲(chǔ)的電荷信息,需在同步信號(hào)控制下一位一位地實(shí)施轉(zhuǎn)移后讀取,電荷信息轉(zhuǎn)移和讀取輸出需要有時(shí)鐘控制電路和三組不同的電源相配合,整個(gè)電路較為復(fù)雜。CMOS光電傳感器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后直接產(chǎn)生電流(或電壓)信號(hào),信號(hào)讀取十分簡(jiǎn)單。
2、速度:CCD電荷耦合器需在同步時(shí)鐘的控制下,以行為單位一位一位地輸出信息,速度較慢;而CMOS光電傳感器采集光信號(hào)的同時(shí)就可以取出電信號(hào),還能同時(shí)處理各單元的圖像信息,速度比CCD電荷耦合器快很多。
3、電源及耗電量:CCD電荷耦合器大多需要三組電源供電,耗電量較大;CMOS光電傳感器只需使用一個(gè)電源,耗電量非常小,僅為CCD電荷耦合器的1/8到1/10,CMOS光電傳感器在節(jié)能方面具有很大優(yōu)勢(shì)。
4、成像質(zhì)量:CCD電荷耦合器制作技術(shù)起步早,技術(shù)成熟,采用PN結(jié)或二氧化硅(SiO2)隔離層隔離噪聲,成像質(zhì)量相對(duì)CMOS光電傳感器有一定優(yōu)勢(shì)。由于CMOS光電傳感器集成度高,各光電傳感元件、電路之間距離很近,相互之間的光、電、磁干擾較嚴(yán)重,噪聲對(duì)圖像質(zhì)量影響很大,使CMOS光電傳感器很長(zhǎng)一段時(shí)間無(wú)法進(jìn)入實(shí)用。近年,隨著CMOS電路消噪技術(shù)的不斷發(fā)展,為生產(chǎn)高密度優(yōu)質(zhì)的CMOS圖像傳感器提供了良好的條件。
高清時(shí)代誰(shuí)更合適?
傳感器作為攝像機(jī)的核心部件,決定著圖像質(zhì)量。被攝物體的圖像經(jīng)過(guò)鏡頭聚焦至傳感器芯片上,傳感器根據(jù)光的強(qiáng)弱進(jìn)行處理,形成視頻信號(hào)輸出。CCD和CMOS是當(dāng)前被普遍采用兩種圖像傳感器,兩者都利用感光二極管(photodiode)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),而其主要差異是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送的方式不同。以性能來(lái)區(qū)分,他們基本主要體現(xiàn)在靈敏度,噪點(diǎn)處理以及功耗等方面。在相同大小面積傳感器的對(duì)比中,CCD的分辨率一般也要比CMOS高出不少。因此,我們?cè)谑忻娉R?jiàn)的低照度標(biāo)清攝像機(jī)基本都以CCD技術(shù)作為自己的傳感設(shè)備。標(biāo)清時(shí)代,CCD無(wú)疑比CMOS更受青睞。
CCD制造工藝復(fù)雜,只掌握在少數(shù)廠家手中,導(dǎo)致其制造成本居高不下,CCD尺寸每增大一點(diǎn),成本就呈幾何數(shù)增長(zhǎng),因此如果監(jiān)控要走高清化,CCD顯然發(fā)展前景有限。而CMOS最大特點(diǎn)在于其成本低、功耗低。在獲得相同像素?cái)?shù)的情況下,價(jià)格更低,具有很高性價(jià)比可以不斷朝更高像素、更高分辨率發(fā)展,而高清監(jiān)控對(duì)成本是非常敏感的,也因此市面上大部分高清攝像機(jī)都采用CMOS。
要做到高清,還需要在寬動(dòng)態(tài)、自動(dòng)白平衡、圖像的銳利度、以及數(shù)字降噪、色彩調(diào)整、光線補(bǔ)償?shù)榷喾矫婕夹g(shù)協(xié)作。只有在這些綜合性能都能夠得到很好體現(xiàn),并且彼此能夠相互協(xié)調(diào)情況下,才可以說(shuō)是高清的真正實(shí)現(xiàn)。CMOS與其他圖像處理技術(shù)的結(jié)合要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)CCD,動(dòng)態(tài)范圍更高,響應(yīng)速度也更快,更適合高清監(jiān)控的大數(shù)據(jù)量特點(diǎn)。此外,隨著技術(shù)的發(fā)展,CMOS的靈敏度也得到極大改善,在效果上,如今一些CMOS傳感器與CCD已經(jīng)不相上下。
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