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[评测导购] CMOS摄像机与CCD摄像机区别相关概念详解

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发表于 2015-9-14 14:09:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
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CMOS摄像机与CCD摄像机区别相关概念详解



CMOS摄像机是什么
  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。
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  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。
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  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。
  一般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。
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  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。
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  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。

  CCD摄像机是电荷耦合器件(Charge Coupled Device)的简称,它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移,也可将存储之电荷取出使电压发生变化,因此是理想的摄像机元件,以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。
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CCD摄像机分类
  CCD摄像机大致可分为下列几大类:
  依成像色彩划分
  (1)彩色摄像机:适用于景物细部辨别,如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大,信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。
  (2)黑白摄像机:是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区,在仅监视景物的位置或移动时,可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。
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依摄像机分辨率划分
  (1)影像像素在25万像素(pixel)左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率400线左右的低档型。
  (2)影像像素在25万~38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型
  (3)影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率,600线以上的高分辨率。
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依摄像机灵敏度划分
  (1)普通型:正常工作所需照度为1~3 LUX(勒克斯)
  (2)月光型:正常工作所需照度为0.1 LUX左右
  (3)星光型:正常工作所需照度为0.01 LUX以下
  (4)红外照明型:原则上可以为零照度,采用红外光源成像。
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按摄像元件的CCD靶面的大小划分
  (1)1in靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm
  (2)2/3in靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm
  (3)1/2in靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm
  (4)1/3in靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm
  (5)1/4in靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm
  (6)1/5in正在开发之中,尚未推出正式产品
  此外CCD摄像机有PAL制和NTSC制之分,还可以按图像信号处理方式划分或按摄像机结构区分。
CCD的工作原理
  CCD的工作原理是:被摄物体反射光线,传播到镜头,经镜头聚焦到CCD芯片上,CCD根据光的强弱积聚相应的电荷,经周期性放电,产生表示一幅幅画面的电信号,经过滤波、放大处理,通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样的,所以也可以录像或接到电视机上观看。(过期罐头电脑论坛 www.gqgtpc.com


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