工業(yè)攝像機(jī)CCD與CMOS的區(qū)別

時(shí)間：2019-08-22  08:50:37  來(lái)源: 軒展科技  瀏覽數(shù): 1107

  CCD和CMOS，本質(zhì)上是傳感器工藝的不同。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，CCD的感光元件，每行的像素點(diǎn)都只使用一個(gè)“放大器”來(lái)進(jìn)行處理，而CMOS則是每個(gè)像素都有一個(gè)單獨(dú)的放大器。因此CCD上，從像素點(diǎn)來(lái)看，用于感光的區(qū)域要遠(yuǎn)大于CMOS，畢竟CMOS上還要集成許多復(fù)雜的電路，所以CCD的畫(huà)質(zhì)，的確比CMOS好。但是CCD有兩個(gè)天生的缺陷，一個(gè)是速度慢，畢竟一個(gè)處理器要處理上個(gè)個(gè)像素點(diǎn)的信息，運(yùn)算量和發(fā)熱量是不言而喻的，而且發(fā)熱量巨大的，導(dǎo)致CCD的熱噪普遍很高。

  CCD和CMOS在制造上的主要區(qū)別是CCD是集成在半導(dǎo)體單晶材料上，而CMOS是集成在被稱做金屬氧化物的半導(dǎo)體材料上，工作原理沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。事實(shí)上經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，目前CCD和CMOS的實(shí)際效果的差距已經(jīng)減小了不少。而且CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD不少，所以很多攝像頭生產(chǎn)廠商采用的CMOS感光元件。

  成像方面：在相同像素下CCD的成像通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準(zhǔn)確。  而CMOS的產(chǎn)品往往通透性一般，對(duì)實(shí)物的色彩還原能力偏弱，曝光也都不太好，由于自身物理特性的原因，CMOS的成像質(zhì)量和CCD還是有一定距離的。但由于價(jià)格差異以及高度的整合性，因此在攝像頭領(lǐng)域還是得到了廣泛的應(yīng)用。

  衡量CCD好壞的指標(biāo)很多，有像素?cái)?shù)量，CCD尺寸，靈敏度，信噪比等，其中像素?cái)?shù)以及CCD尺寸是重要的指標(biāo)。像素?cái)?shù)是指CCD上感光元件的數(shù)量。攝像機(jī)拍攝的畫(huà)面可以理解為由很多個(gè)小的點(diǎn)組成，每個(gè)點(diǎn)就是一個(gè)像素。顯然，像素?cái)?shù)越多，畫(huà)面就會(huì)越清晰，如果CCD沒(méi)有足夠的像素的話，拍攝出來(lái)的畫(huà)面的清晰度就會(huì)大受影響。

  CMOS傳感器在處理速度和功率效率方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)。CCD傳感器具有有限數(shù)量的節(jié)點(diǎn)來(lái)轉(zhuǎn)換傳感器上的每個(gè)像素電荷。 這會(huì)導(dǎo)致處理速度變慢。 但是，由于所有的像素都可以用于CCD結(jié)構(gòu)上的光線捕捉，因此整體輸出更加清晰明亮。

  對(duì)于機(jī)器視覺(jué)而言，重要的KPI指處理速度和圖像噪聲。 CMOS傳感器允許每個(gè)像素進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，從而帶寬更低。 或者，高速CCD傳感器不像高速CMOS成像器那樣大規(guī)模并行。 結(jié)果，每個(gè)CCD放大器具有更高的帶寬，導(dǎo)致產(chǎn)生的圖像上更大的噪聲。 這就是為什么大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用都使用最新的CMOS傳感器，這種傳感器可以被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生噪聲少得多的圖像。

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