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发表人:dferf4646 发表时间:2015/6/2 14:28:00  

 

 本栏论题: CCD与CMOS摄像头比较  [1133]

    CMOS传感器通常比CCD传感器低10倍的感光度。人眼能看到1Lux照度(满月的夜晚)以下的目标,CCD传感器通常能看到比人眼略好,大约能看到在0.1~3Lux照度以下的目标,是CMOS传感器感光度的3到10倍。
   
      CMOS传感器的感光度一般在6到15Lux的范围内,CMOS传感器有固定比CCD传感器高10倍的噪音,固定的图案噪音始终停留在屏幕上好像那就是一个图案,因为CMOS传感器在10Lux以下基本没用,因此大量应用的工业及广播级摄像机都是用了CCD传感器,CMOS传感器一般用于非常低端的家用产品。
   
      CMOS传感器可以将所有逻辑和控制环都放在同一个硅芯片块上,可以使摄像机变得简单并易于携带,因此CMOS摄像机可以做得非常小。尽管CCD表示“电荷耦合器件”而CMOS表示“互补金属氧化物半导体”,但是不论CCD或者CMOS对于图像感应都没有用,真正感应的传感器称做“图像半导体”,CCD和CMOS传感器(暂且如此称呼)实际使用的都是同一种传感器“图像半导体”,图像半导体是一个P N结合半导体,能够转换光线的光子爆炸结合处成为成比例数量的电子。电子的数量被计算信号的电压,光线进入图像半导体得越多,电子产生的也越多,从传感器输出的电压也越高。
   
      CMOS摄像机和CCD摄像机有差异分析
   
      CMOS传感器是一种通常比CCD传感器低10倍感光度的传感器。
   
      因为人眼能看到1Lux照度(满月的夜晚)以下的目标,CCD传感器通常能看到比人眼略好在0.1~3Lux,是CMOS传感器感光度的3到10倍。
   
      CMOS传感器的感光度一般在6到15Lux的范围内,CMOS传感器有固定比CCD传感器高10倍的噪音,固定的图案噪音始终停留在屏幕上好像那就是一个图案,因为CMOS传感器在10Lux以下基本没用,因此大量应用的所有摄像机都是用了CCD传感器,CMOS传感器一般用于非常低端的家庭安全方面。
   
      有2个例外,CMOS传感器可以做得非常大并有和CCD传感器同样的感光度,CMOS传感器非常快速,比CCD传感器要快10到100倍,因此非常适用于特殊应用如high ens DSC camera ( Cannon D-30 )或者高帧摄像机。
   
      CMOS传感器可以将所有逻辑和控制环都放在同一个硅芯片块上,可以使摄像机变得简单并易于携带,因此CMOS摄像机可以做得非常小。CMOS摄像机尽管耗能同样或者高于CCD摄像机,但是CMOS传感器使用很少的圆环如CDS, TG和DSP环,所以同样尺寸的总能量消耗比CCD摄像机减少了1/2到1/4。只有一个例外,敏通C系列摄像机只使用12伏特/65毫安电源,几乎和 CMOS摄像机一样,但是具有好得多的影像质量,C系列摄像机使用0.35um3.3伏特数字讯号处理器,因此消耗非常少的能量(54C0,54C1,54C2,54C1,54C5,54C6)。所有其它公司生产的CCD摄像机的消耗12伏特/150到300毫安,因此比CMOS 的5到12伏特和35到70毫安高出了2到4倍。
   
      有趣的是,尽管CCD表示“电荷耦合器件”而CMOS表示“互补金属氧化物半导体”,但是不论CCD或者CMOS对于图像感应都没有用,真正感应的传感器称做“图像半导体”,CCD和CMOS传感器(暂且如此称呼)实际使用的都是同一种传感器“图像半导体”,图像半导体是一个P N结合半导体,能够转换光线的光子爆炸结合处成为成比例数量的电子。电子的数量被计算信号的电压,光线进入图像半导体得越多,电子产生的也越多,从传感器输出的电压也越高。CCD称为“电荷耦合器件” ,CCD实际上只是一个把从图像半导体中出来的电子有组织地储存起来的方法。
   
      CMOS称为“互补金属氧化物半导体”,CMOS实际上只是将晶体管放在硅块上的技术,没有更多的含义。传感器被称为CMOS传感器只是为了区别于CCD传感器,与传感器处理影像的真正方法无关。
   
      CMOS传感器不需要复杂的处理过程,直接将图像半导体产生的电子转变成电压信号,因此就非常快。这个优点使得CMOS传感器对于高帧摄像机非常有用,高帧速度能达到400到2000帧/秒。这个优点对于眺望高速移动的物体非常有用,然而由于没有高速的数字讯号处理器,所以市场上只有很少的高速摄像机并一般价格都非常高,每个单位$3000到300,000。敏通生产的75帧CCD摄像机已经比PAL TV标准的25帧/秒快了3倍,并且达到了CCD设备的物理极限。
   
      CCD称为“电荷耦合器件” ,CCD实际上只是一个把从图像半导体中出来的电子有组织地储存起来的方法。CMOS称为“互补金属氧化物半导体”,CMOS实际上只是将晶体管放在硅块上的技术,没有更多的含义。传感器被称为CMOS传感器只是为了区别于CCD传感器,与传感器处理影像的真正方法无关。
   
      CMOS传感器不需要复杂的处理过程,直接将图像半导体产生的电子转变成电压信号。
   
      电脑用的摄像头与监控用摄像头的区别
   
      目前市面上的摄像头基本有两种:一种是数字摄像头,可以独立与微机配合使用,较简单,属于家用级。另一种是模拟摄像头,要配合视频捕捉卡一起使用,有负载的处理电路,属于工业级。
   
      数字摄像头:数字摄像头是一种数字视频的输入设备,利用光电技术采集影像,而不像视频采集卡那样首先用模拟的采集工具采集影像,再通过专用的模数转换组件完成影像的输入。数字摄像头的优点是使用简单,一般都通过微机并行通讯口连接或USB连接的,是即插即用的,安装简单。尤其适合便携式电脑和不能打开机箱的品牌台式电脑。整体的价格往往要比买同档次的摄像头和捕捉卡要便宜。
   
      不过数字摄像机的缺点也是比较明显的,由于使用了CMOS作为感光器件,使得在640*480以上捕捉速度不是很快(小于30帧)。现在市场上大多数的摄像头的分辨率都在640x480左右,一般在352x288时能够达到每秒30帧。数字摄像头的价格也相对便宜,一般定位在1000元以下,可以被大众所接受。一般的家庭用户可考虑买数字摄像头。
   
      模拟摄像头:模拟摄像头多为CCD的,按不同档次分辨率不同。与数字摄像头同级的模拟摄像头为例,一般用于工业用途,有较高的分辨率,较好的实时性,较低的分辨率。模拟摄像头要与电脑配合工作,需要有视频捕捉卡或外置捕捉卡。视频捕捉卡档次拉的很大,从六百多元到上万元都有,昂贵的视频捕捉卡往往带有实时视频压缩功能,适用于专业运用。
   
      CCD摄像机的工作方式
   
      1. 什么是CCD摄像机?
   
      CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写,它是一种半导体成像器件,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。
   
      2. CCD摄像机的工作方式
   
      被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上,CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷,各个像素积累的电荷在视频时序的控制下,逐点外移,经滤波、放大处理后,形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。
   
      3. 分辨率的选择
   
      评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率,其单位为线对,即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600,彩色为380 -480,其数值越大成像越清晰。一般的监视场合,用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图像处理等特殊场合,用600线的摄像机能得到更清晰的图像。
   
    此文章来源于网络,了解更多信息请点击:工业CMOS:http://www.lustervision.com/mvmzxj//
   

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