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监控摄像头CCD和CMOS哪个好

作者:admin 来源: 日期:2013-02-02 19:29:53 人气:1580 加入收藏 评论:0 标签:监控评测

首先说一下在闭路电视监控闭路电视监控闭路电视监控闭路电视监控摄像机的CCD 和CMOS 的结构,ADC的位置和数量是最大的不同。简单的说,CCD每曝光一次,在快门关闭后进行像素转移处理,将每一行中每一个像素(pixel)的电荷信号依序传入“缓冲器”中,由底端的线路引导输出至 CCD 旁的放大器进行放大,再串联 ADC 输出;相对地,CMOS 的设计中每个像素旁就直接连着 ADC(放大兼类比数字信号转换器),讯号直接放大并转换成数字信号。

由于构造上的基本差异,我们可以表列出两者在性能上的表现之不同。CCD的特色在于充分保持信号在传输时不失真(专属通道设计),透过每一个像素集合至单一放大器上再做统一处理,可以保持资料的完整性;CMOS的制程较简单,没有专属通道的设计,因此必须先行放大再整合各个像素的资料。      整体来说,CCD与CMOS 两种设计的应用,反应在成像效果上,形成包括 ISO 感光度、制造成本、解析度、噪点与耗电量等,不同类型的差异:      ISO 感光度差异:由于CMOS 每个像素包含了放大器与A/D转换电路,过多的额外设备压缩单一像素的感光区域的表面积,因此相同像素下,同样大小之感光器尺寸,CMOS的感光度会低于CCD。      成本差异:CMOS 应用半导体工业常用的MOS制程,可以一次整合全部周边设施于单晶片中,节省加工晶片所需负担的成本和良率的损失;相对地 CCD 采用电荷传递的方式输出资讯,必须另辟传输通道,如果通道中有一个像素故障(Fail),就会导致一整排的讯号壅塞,无法传递,因此CCD的良率比CMOS低,加上另辟传输通道和外加 ADC 等周边,CCD的制造成本相对高于CMOS。

解析度差异:在第一点“感光度差异”中,由于 CMOS 每个像素的结构比 CCD 复杂,其感光开口不及CCD大, 相对比较相同尺寸的CCD与CMOS感光器时,CCD感光器的解析度通常会优于CMOS。不过,如果跳脱尺寸限制,目前业界的CMOS 感光原件已经可达到1400万像素 / 全片幅的设计,CMOS 技术在量率上的优势可以克服大尺寸感光原件制造上的困难,特别是全片幅 24mm-by-36mm 这样的大小。      

噪点差异:由于CMOS每个感光二极体旁都搭配一个 ADC 放大器,如果以百万像素计,那么就需要百万个以上的ADC 放大器,虽然是统一制造下的产品,但是每个放大器或多或少都有些微的差异存在,很难达到放大同步的效果,对比单一个放大器的CCD,CMOS最终计算出的噪点就比较多。      

耗电量差异:CMOS的影像电荷驱动方式为主动式,感光二极体所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出;但CCD却为被动式, 必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。而这外加电压通常需要12伏特(V)以上的水平,因此 CCD 还必须要有更精密的电源线路设计和耐压强度,高驱动电压使 CCD 的电量远高于CMOS

两种芯片优缺点比较:

CCD芯片:

设计  单一感光器

灵敏度   同样面积下高

成本线路  品质影响程度高

解析度  连接复杂度低,解析度高

噪点比  单一放大,噪点低

功耗比  需外加电压,功耗高

CMOS芯片:

设计  感光器连接放大器

灵敏度   感光开口小,灵敏度低

成本线路  成本高 CMOS整合集成,成本低

解析度  低,新技术高

噪点比  百万放大,噪点高

功耗比  直接放大,功耗低

如此分析下来可以看到两种感光芯片各有优缺点,所以得出的结论并不是大家讨论的单纯的CCD的好抑或是CMOS的好。我们工程使用过程中都是需要交叉使用的。具体的:

1,安防工程低照度环境下宜使用CCD摄像机:由于CCD感光单元有效面积大,在光照强度较低的环境中,能相对清晰地呈现出被摄物体原貌。在低照度环境下,如灯光较暗的停车场、楼梯间、封闭通道和暗室等,宜选用感光灵敏的CCD摄像机。,

 2,安防工程隐蔽环境中使用CMOS摄像机:CMOS传感器可以做的很小,因此CMOS摄像机可以做得非常小。而CCD摄像机限于外围复杂电路影响,体积无法做到CMOS般微型化。对于道路、门口等摄像机易受不法分子攻击破坏的场合,选用CMOS摄像机能达到隐蔽执法、避免攻击的作用。

 3,安防工程图像质量要求高的场合选用CCD摄像机:CCD结构中由于每行仅有一个ADC,信号放大比例一致,所以图像还原真实自然、噪点低,在对画质要求苛刻的场合宜选用CCD摄像机。像素越高、尺寸越大的CCD拥有更好的图像品质。目前监控用CCD摄像机已能做到200万至500万高像素。

4,高帧摄像时选用CMOS摄像机更佳.CMOS传感器可以直接将图像半导体产生的光电信号转变成数字信号,处理速度非常快。这个优点使得CMOS传感器对于高帧摄像机非常有用,速度能达到4002000/秒。所以对于高速摄像场所,选用CMOS摄像机效果更佳。

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