如果你問一個做安防的人,監控攝像頭最核心的部分是什麼?那答案一定是芯片!
一個完整的高清網絡攝像機芯片方案包括圖像傳感器模塊,圖像處理模塊(ISP),網絡攝編碼壓縮模塊,每個模塊都扮演着重要角色。
圖像傳感器是攝像機的重要組成部分。根據元件的不同,可分為CCD和CMOS兩大類。監控攝像頭接受到的光信号越強,視頻信号的幅值就越大,視頻信号連接到監視器或電視機的視頻輸入端便可以看到視頻圖像,提高圖像清晰的根本就在于提高攝像機的感光能力,今天我們就來詳細了解CMOS與CCD這兩者之間的差異:
五大差異:
整體來說,CCD與CMOS 兩種設計的應用,反應在成像效果上,形成包括ISO感光度、制造成本、解析度、噪點與耗電量等,不同類型的差異。
1、ISO感光度差異:
由于CMOS 每個像素包含了放大器與A/D轉換電路,過多的額外設備壓縮單一像素的感光區域的表面積,因此相同像素下,同樣大小之感光器尺寸,CMOS的感光度會低于CCD。
2、成本差異:
CMOS 應用半導體工業常用的MOS制程,可以一次整合全部周邊設施于單晶片中,節省加工晶片所需負擔的成本和良率的損失;相對地 CCD 采用電荷傳遞的方式輸出資訊,必須另辟傳輸通道,如果通道中有一個像素故障(Fail),就會導緻一整排的訊号壅塞,無法傳遞,因此CCD的良率比CMOS低,加上另辟傳輸通道和外加 ADC 等周邊,CCD的制造成本相對高于CMOS。
3、解析度差異:
在第一點“感光度差異”中,由于 CMOS 每個像素的結構比 CCD 複雜,其感光開口不及CCD大, 相對比較相同尺寸的CCD與CMOS感光器時,CCD感光器的解析度通常會優于CMOS。不過,如果跳脫尺寸限制,目前業界的CMOS 感光原件已經可達到1400萬像素 / 全片幅的設計,CMOS 技術在量率上的優勢可以克服大尺寸感光原件制造上的困難,特别是全片幅 24mm-by-36mm 這樣的大小。
4、噪點差異:
由于CMOS每個感光二極體旁都搭配一個 ADC 放大器,如果以百萬像素計,那麼就需要百萬個以上的ADC 放大器,雖然是統一制造下的産品,但是每個放大器或多或少都有些微的差異存在,很難達到放大同步的效果,對比單一個放大器的CCD,CMOS最終計算出的噪點就比較多。
5、耗電量差異:
CMOS的影像電荷驅動方式為主動式,感光二極體所産生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出;但CCD卻為被動式, 必須外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12伏特(V)以上的水平,因此 CCD 還必須要有更精密的電源線路設計和耐壓強度,高驅動電壓使 CCD 的電量遠高于CMOS。
雖然目前來看,兩者尚有不少差異,但随着 CCD與CMOS傳感器技術的進步,兩者的差異有逐漸縮小的态勢,例如CCD傳感器持續在耗電量上作改進,以期應用于行動通訊市場;CMOS傳感器則持續改善分辨率與靈敏度的不足,以期應用于更高階的影像産品市場。
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