感光度決定彼此
在監(jiān)控的世界里，存在著兩股勢(shì)力。一種是以CCD為感光元件的監(jiān)控?cái)z像機(jī)，一種是以CMOS為感光元件的監(jiān)控?cái)z像機(jī)。在目前市場(chǎng)上，這兩種產(chǎn)品互相搏殺，像憑一己之力更多的占有市場(chǎng)。那么，關(guān)于他們兄弟倆，我們又了解多少呢?今天我們就來(lái)讓CCD監(jiān)控?cái)z像機(jī)PKCMOS監(jiān)控?cái)z像機(jī)。
感光度不同
CCD監(jiān)控?cái)z像機(jī)和CMOS監(jiān)控?cái)z像機(jī)最大的不同在于它們的感光度不同。由于制作材料的不同，CMOS傳感器通常比CCD傳感器低10倍的感光度。人眼能看到1Lux照度(滿(mǎn)月的夜晚)以下的目標(biāo)，CCD傳感器通常能看到比人眼略好，大約能看到在0.1~3Lux照度以下的目標(biāo)，是CMOS傳感器感光度的3到10倍。
CMOS傳感器的感光度一般在6到15Lux的范圍內(nèi)，CMOS傳感器有固定比CCD傳感器高10倍的噪音，固定的圖案噪音始終停留在屏幕上好像那就是一個(gè)圖案，因?yàn)镃MOS傳感器在10Lux以下基本沒(méi)用，因此在工業(yè)場(chǎng)所、高端會(huì)所等重要監(jiān)控點(diǎn)監(jiān)控?cái)z像機(jī)都是用了CCD傳感器。CMOS傳感器一般用于非常低端的家用產(chǎn)品。在市場(chǎng)上，CCD材料的監(jiān)控?cái)z像要比CMOS材料的監(jiān)控?cái)z像貴很多，在價(jià)格上已經(jīng)把它們嚴(yán)格區(qū)分了。
ACD其實(shí)也很關(guān)鍵
那么，是什么造成了早期的CMOS在感光度上不如CCD呢，我們得從它的構(gòu)造說(shuō)起。
CCD與CMOS的第一個(gè)區(qū)別體現(xiàn)在感光單位即像素結(jié)構(gòu)不同。前者的感光元件除了感光二極管之外，還包括一個(gè)用于控制相鄰電荷的存儲(chǔ)單元，感光二極管占據(jù)了絕大部分面積。而CMOS感光元件的構(gòu)成比較復(fù)雜，除處于核心地位的感光二極管之外，它還包括放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，每個(gè)成像點(diǎn)構(gòu)成為一個(gè)感光二極管和三顆晶體管，而感光二極管占據(jù)的面積只是整個(gè)元件的一小部分。
相較于CMOS傳感器，CCD感光元件中的有效感光面積大，在同等條件下可接收較強(qiáng)的光信號(hào)，對(duì)應(yīng)的輸出電信號(hào)也更強(qiáng);從輸出結(jié)果方面來(lái)講，就是CMOS傳感器捕捉到的圖像內(nèi)容不如CCD傳感器豐富、銳度較差、圖像細(xì)節(jié)丟失情況嚴(yán)重且噪點(diǎn)明顯。這就是為什么早期CMOS傳感器大多不如CCD的原因了。
不過(guò)，隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在新興的CMOS已經(jīng)在感光度上有了很大的提高，在價(jià)格優(yōu)勢(shì)的情況下，通過(guò)改變自身的不足，已經(jīng)開(kāi)始對(duì)CCD的高端市場(chǎng)產(chǎn)生了挑戰(zhàn)。
ADC位置和數(shù)量不同
CCD與CMOS的第二個(gè)區(qū)別體現(xiàn)在ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)位置和數(shù)量的不同。CCD每行像素點(diǎn)只對(duì)應(yīng)著一個(gè)ADC，感光元件每曝光一次，在快門(mén)關(guān)閉后進(jìn)行像素轉(zhuǎn)移處理，由控制電路以串行的方式依序傳入"緩沖器"中，由底端的線路引導(dǎo)輸出至CCD旁的放大器進(jìn)行放大，再串聯(lián)ADC輸出;相對(duì)地，CMOS的設(shè)計(jì)中每個(gè)像素點(diǎn)旁連著一個(gè)ADC，信號(hào)直接放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
也正是由于這點(diǎn)不同，CCD傳感器中每一個(gè)感光元件的信號(hào)能形成統(tǒng)一的輸出，這些輸出數(shù)據(jù)經(jīng)放大器統(tǒng)一處理之后，每個(gè)像點(diǎn)的電信號(hào)強(qiáng)度都獲得同樣幅度的增大;而CMOS每一個(gè)感光元件攜帶一個(gè)ADC，無(wú)法保證每個(gè)像點(diǎn)的放大率嚴(yán)格一致，致使放大后的圖像數(shù)據(jù)無(wú)法很好的還原拍攝物體的原貌。最終體現(xiàn)在輸出結(jié)果上就是圖像中不可避免地出現(xiàn)噪點(diǎn)，圖像品質(zhì)、抗噪性遠(yuǎn)低于低于CCD傳感器。
那么如此講來(lái)，是不是CMOS對(duì)比CCD就完全處于劣勢(shì)?答案是否定的。
采集信號(hào)的不同
CCD攝像機(jī)與CMOS攝像機(jī)在信號(hào)采集上有很大的不同，前者采集的是模擬信號(hào)，以線數(shù)來(lái)區(qū)分，后者采集的是數(shù)字信號(hào)以像素區(qū)分?；谶@個(gè)基礎(chǔ)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)谋O(jiān)控?cái)z像機(jī)都是采用CMOS鏡頭的，而傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控?cái)z像機(jī)則都采用CCD為感光元件。目前網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)雖然"資質(zhì)尚淺"，但是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)監(jiān)控?cái)z像機(jī)肯定會(huì)向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，這點(diǎn)給了CMOS極大地發(fā)展前景。
再者，CMOS由于構(gòu)造上的不同，在價(jià)格上比CCD更加的優(yōu)惠，在制作工藝上沒(méi)有CCD那么復(fù)雜。加上高科技使得后起之秀CMOS在感光、成像上不輸于現(xiàn)在的CCD。所以，CMOS發(fā)展的前景一片大好。就目前的市場(chǎng)上的產(chǎn)品來(lái)看，CCD攝像機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于夜間感光度好，但是CMOS攝像機(jī)可以獲得100萬(wàn)以上像素的高清畫(huà)面，這是CCD攝像機(jī)無(wú)法比擬的。由此可以得出結(jié)論，目前在行業(yè)內(nèi)CCD攝像機(jī)和CMOS攝像機(jī)各有千秋。
總結(jié)：
CCD和CMOS在視頻監(jiān)控領(lǐng)域就像雙子座一樣是孿生兄弟，就目前的市場(chǎng)形勢(shì)看來(lái)，二者的可謂是各有千秋。但隨著監(jiān)控?cái)z像機(jī)的發(fā)展，未來(lái)CMOS除了占有價(jià)格和制造工藝兩塊優(yōu)勢(shì)以外，在成像很抗噪能力及時(shí)提升，會(huì)慢慢地脫穎而出，將在視頻監(jiān)控領(lǐng)域獨(dú)占鰲頭。
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