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CMOS技术发展迅速,已在高清领域应用颇多
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时间:2014-10-27 14:20:55

        机器视觉系统中,科学级相机是核心部件,直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等问题,同时也与整个系统的运行模式直接相关。而科研相机性能的好坏主要取决于传感器的性能。作为科学级相机核心部件,传感器主要有CCD和CMOS两种。

        今天,北京萨尔笛将和大家一起分析CCD和CMOS的多个特点:

        成像过程:CCD和CMOS使用相同的光敏材料,因而受光后产生电子的基本原理相同,但是读取过程不同:CCD是在同步信号和时钟信号的配合下以帧或行的方式转移,整个电路非常复杂,读出速率慢;CMOS则以类似DRAM的方式读出信号,电路简单,读出速率高。

        集成度:采用特殊制造工艺的CCD读出电路比较复杂,很难将A/D转换、信号处理、自动增益控制、精密放大和存储功能集成到一块芯片上,一般需要多个芯片组合实现,同时还需要一个多通道非标准供电电压。借助于大规模集成制造工艺,CMOS图像传感器能非常容易地把上述功能集成到单一芯片上,多数CMOS图像传感器同时具有模拟和数字输出信号。

        电源、功耗和体积:CCD需多种电源供电,功耗较大,体积也比较大。CMOS只需一个单电源(3V~5V)供电,其功耗相当于CCD的1/10,高度集成CMOS芯片可以做的相当小。

        性能指标发展成熟:CCD技术已经相当成熟,而CMOS正处于蓬勃发展时期,虽然目前高端CMOS图像质量暂时不如CCD,但有些指标(如传输速率等方面)已超过CCD。由于CMOS具有诸多优点,国内外许多机构已经应用CMOS图像传感器开发出众多产品。

        CMOS传感器关键技术取得突破:CMOS传感器的技术发展跟随摩尔定律快速发展,尤其是几年来在市场需求的推动下,关键技术不断取得突破。对于用户关注的CMOS的照度和噪点等问题,实际上可见光下CMOS的信噪比远高于CCD。

        一方面,随着国际CMOS大厂的不断改进,CMOS还继续在成像的通透性、对实物的色彩还原能力等方面迎头赶上。研发了感光度增强技术,进而通过使用大尺寸传感器提高开口率,这正是提高CMOS感光能力的最直接办法。即便是在噪音控制方面,有公司将专门的噪声检测算法直接整合于CMOS图像传感器的控制逻辑中。通过这项技术,固定噪声就可以成功剔除了。更何况CMOS的价格远低于CCD设备。另一方面,在ISP中采用多种技术革新,如去噪技术来提升CMOS的噪点问题。

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