CCD和CMOS監控攝像頭的區別-上海監控安裝-安防設備-監控布線-停車場-小區學校別墅工程公司-秦唯網絡

我們先說一下在監控攝像頭的CCD 和CMOS 的結構,ADC的位置和數量是最大的不同。簡單的說,CCD每曝光一次,在快門關閉后進行像素轉移處理,將每一行中每一個像素(pixel)的電荷信號依序傳入“緩沖器”中,由底端的線路引導輸出至 CCD 旁的放大器進行放大,再串聯 ADC 輸出;相對地,CMOS 的設計中每個像素旁就直接連著 ADC(放大兼類比數字信號轉換器),訊號直接放大并轉換成數字信號。

監控攝像頭的CCD 和CMOS兩者優缺點的比較如下:

      CCD? ?            CMOS?

? ?設計? ? ? 單一感光器? ?         感光器連接放大器?

? ?靈敏度?   同樣面積下高?         感光開口小,靈敏度低?

? ?成本線路  品質影響程度高,? ?      成本高? ? CMOS整合集成,成本低?

? ?解析度? ? 連接復雜度低,解析度高?    低,新技術高?

? ?噪點比? ? 單一放大,噪點低? ?      百萬放大,噪點高?

? ?功耗比? ? 需外加電壓,功耗高?      直接放大,功耗低

在構造上的基本差異,我們可以表列出兩者在性能上的表現之不同。CCD的特色在于充分保持信號在傳輸時不失真(專屬通道設計),透過每一個像素集合至單一放大器上再做統一處理,可以保持資料的完整性;CMOS的制程較簡單,沒有專屬通道的設計,因此必須先行放大再整合各個像素的資料。

整體來說,監控攝像頭的CCD與CMOS 兩種設計的應用,反應在成像效果上,形成包括 ISO 感光度、制造成本、解析度、噪點與耗電量等,不同類型的差異:

?監控攝像頭的CCD與CMOS的ISO 感光度差異:由于CMOS 每個像素包含了放大器與A/D轉換電路,過多的額外設備壓縮單一像素的感光區域的表面積,因此相同像素下,同樣大小之感光器尺寸,CMOS的感光度會低于CCD。

監控攝像頭CCD與CMOS的成本差異:CMOS 應用半導體工業常用的MOS制程,可以一次整合全部周邊設施于單晶片中,節省加工晶片所需負擔的成本和良率的損失;相對地 CCD 采用電荷傳遞的方式輸出資訊,必須另辟傳輸通道,如果通道中有一個像素故障(Fail),就會導致一整排的訊號壅塞,無法傳遞,因此CCD的良率比CMOS低,加上另辟傳輸通道和外加 ADC 等周邊,CCD的制造成本相對高于CMOS。

? 監控攝像頭CCD與CMOS的解析度差異:在第一點“感光度差異”中,由于 CMOS 每個像素的結構比 CCD 復雜,其感光開口不及CCD大, 相對比較相同尺寸的CCD與CMOS感光器時,CCD感光器的解析度通常會優于CMOS。不過,如果跳脫尺寸限制,目前業界的CMOS 感光原件已經可達到1400萬像素 / 全片幅的設計,CMOS 技術在量率上的優勢可以克服大尺寸感光原件制造上的困難,特別是全片幅 24mm-by-36mm 這樣的大小。

監控攝像頭CCD與CMOS的噪點差異:由于CMOS每個感光二極體旁都搭配一個 ADC 放大器,如果以百萬像素計,那么就需要百萬個以上的ADC 放大器,雖然是統一制造下的產品,但是每個放大器或多或少都有些微的差異存在,很難達到放大同步的效果,對比單一個放大器的CCD,CMOS最終計算出的噪點就比較多。

監控攝像頭CCD與CMOS的耗電量差異:CMOS的影像電荷驅動方式為主動式,感光二極體所產生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出;但CCD卻為被動式, 必須外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12伏特(V)以上的水平,因此 CCD 還必須要有更精密的電源線路設計和耐壓強度,高驅動電壓使 CCD 的電量遠高于CMOS。