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CCD摄像机与CMOS摄像机区别

来源://m.macyrichardson.com/ 作者:武汉华中威盛科技有限公司 发布时间:2024-11-05 19:15:38

  在图像传感器中,主要有CCD和CMOS两种芯片。早期我们通常认为图像画质好的设备都采用CCD传感器,而低成本产品则使用CMOS传感器。但是新的CMOS芯片技术已经克服了早期的技术弱点,传感器的设计上相比老产品提升了低照性能、曝光模式等。


  1.CCD


  CCD(ChargeCoupledDevice),即电荷耦合器件,以百万像素为单位。数码相机规格中的多少百万像素,指的就是CCD的分辨率。CCD是一种感光半导体芯片,用于捕捉图形,广泛运用于扫描仪、复印机以及无胶片相机等设备。与胶卷的原理相似,光线穿过一个镜头,将图形信息投射到CCD上。但与胶卷不同的是,CCD既没有能力记录图形数据,也没有能力永远保存下来,甚至不具备“曝光”能力。所有图形数据都会不停留地送入一个“模—数”转换器、一个信号处理器以及一个存储设备(比如内存芯片或内存卡)。


  2,CMOS


  CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor),即互补金属氧化物半导体。它是计算机系统内一种重要的芯片,保存了系统引导所需的大量资料。有人发现将CMOS加工也可以作为数码相机中的感光传感器,其具备便于大规模生产和成本低廉的特性。


  3.CCD与CMOS的区别


  CCD与CMOS的区别体现在4个方面:


  (1)信息读取方式CCD电荷耦合器存储的电荷信息,需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取,电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和3组不同的电源相配合,整个电路较为复杂。CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流(或电压)信号,信号读取十分简单。


  (2)速度CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下,以行为单位一位一位地输出信息,速度较慢;而CMOS光电传感器采集光信号的同时就可以取出电信号,还能同时处理各单元的图像信息,速度比CCD电荷耦合器快很多。


  (3)电源及耗电量CCD电荷耦合器大多需要3组电源供电,耗电量较大;CMOS光电传感器只需使用一个电源,耗电量非常小,仅为CCD电荷耦合器的1/10~1/8,CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。


  (4)成像质量CCD电荷耦合器制作技术起步早,技术成熟,采用PN结或二氧化硅(SiO₂)隔离层隔离噪声,成像质量相对CMOS光电传感器有一定优势。由于CMOS光电传感器集成度高,各光电传感元件、电路之间距离很近,相互之间的光、电、磁干扰较严重,噪声对图像质量影响很大,使CMOS光电传感器很长一段时间无法进入实用。近年,随着CMOS电路消噪技术的不断发展,为生产高密度的CMOS图像传感器提供了良好的条件。


  要做到高清,还需要在宽动态、自动白平衡、图像的锐利度,以及数字降噪、色彩调整、光线补偿等多方面技术协作。只有在这些综合性能都能够得到很好体现,并且彼此能够相互协调的情况下,才可以说是高清的实现。CMOS与其他图像处理技术的结合要远远超过CCD,动态范围更高,响应速度也更快,更适合高清监控的大数据量特点。此外,随着技术的发展,CMOS的灵敏度也得到很大改善,在效果上,如今一些CMOS传感器与CCD已经不相上下。