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监控工程商创通宝科技浅析CMOS图像传感器的应用优势及现状
发布时间:2015-6-18 浏览:3277 次

        CMOS和CCD图像传感器在安防视频监控领域一直占着各自的市场份额,而近年来,由于8TCMOS技术的推出,CMOS传感器在高清网络摄像机中的应用部断增加,大有逐步取代CCD传感器的趋势。相比之下,CMOS传感器具有更低的成本、更高的集成度、更快的速度、更低的功耗、更高的分辨率以及更好的宽动态范围,这些都是CCD传感器无法比拟的。

第一、更低的成本

       CCD传感器结构采用电荷传递的方式传送数据,制造工艺相当复杂,只有少数的房厂商能够掌握,而且成品率非常低,一般来说,新产品问世的半年内都比较难突破50%。而CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺,不仅制程相对简单,而且成品率高,因此CMOS传感器的成本比较低。

第二、更高的集成度

       CCD感光元件本身无法与模/数转换等周边电路整合,整个模块的小型化比较困难,而且需要比较复杂的外围电路。而CMOS传感器可以轻易地将周边电路集成到芯片中,集成度高、体积小,使得高清网络摄像机可以实现小型化。

第三、更快的速度

      CCD传感器需要在同步时钟的控制下,所有像素的电荷由单一的通道输出,速度相对较慢;而CMOS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传感器快很多。因此,对于高分辨率和高帧率的处理,CMOS传感器拥有绝对优势。

第四、更低的功耗

      CCD传感器的图像采集方式为被动式,需要外加电压实现各个像素的电荷移动,此外加电压通常会达到12-18V,功耗较大。而CMOS采用主动式采集方式,感光二极管产生的电荷直接由晶体管放大输出,需要的外加电压较小,其功耗仅为CCD传感器的1/8-1/10。因此,CMOS传感器在功耗方面具有极大的优势,对产品的散热结构要求也随之降低。

第五、更高的分辨率

       从理论上讲,相同感光尺寸的CCD传感器会比CMOS传感器获得更高的分辨率,但CCD传感器提升分辨率的难度比较大。CCD传感器提升分辨率只有两个途径:增大感光面积集成更多的感光元件,缩小感光元件的单位面积。前者会造成成本更高、功耗更大;后者则会降低CCD整体的灵敏度和动态范围,影响画质。而CMOS传感器由于其先进的制程,可以轻松克服空间限制,使用较大尺寸感光面积以获得更丰富的光源,提供更清晰的图像。目前的高清网络摄像机产品中,200万像素以及上的产品主要以CMOS传感器为主。

第六、更高的宽动态范围

       CCD传感器下的宽动态表现,基本上都是采用CCD与DSP微处理器来实现。由于CCD的特性限制,即使采用多次曝光取样方式,宽动态范围最大只能到66dB,并且由于CCD感光特性的限制,在技术上很难再有重大突破。而CMOS传感器采用搭配DPS技术的方式,不仅动态范围可达95bB,甚至120dB,而且解决了CCD传感器在处理动态范围和色彩真实性上的不足,提升了成像质量。

       目前由于SOC芯片厂商的方案越来越强大,各种软件包功能也越来越丰富,使得ISP技术门槛不断降低,采用CMOS传感器制作摄像机已经成为一件比较容易的事情。目前,720P、1080P的网络摄像机机几乎都是CMOS传感器的天下,300W、500W及更高分辨的网络摄像机也主要使用CMOS传感器。

        进年来,在市场需求的推动下,CMOS传感器的关键技术不断取得突破,对于用户关注的低照度、噪声、图像通透性、色彩还原能力等方面,不断追赶CCD传感器,而且成绩喜人。相信CMOS传感器会一直占据着高清网络摄像机领域的主导地位,并且给用户带来越来越多的惊喜。

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