风水轮流转 看CMOS怎捕获百万像素芳心

当然了，面对CCD如此的衰落，恐怕也有不少的用户在疑问，到底CMOS在近些年被赋予了什么样的“神力”，就把曾经神一般的CCD直接捣下了神坛，这又是怎么一回事儿呢？

风水轮流转 看CMOS怎捕获百万像素芳心

CMOS与CCD有何不同？

对于两者构造上的差异，基本可以看出而这在性能上的不同。对于CCD来说，它的特点在于可以借助专属通道设计，充分保证信号在传输时的不失真。透过每一个像素集合至单一放大器上，再进行统一的处理，以至于CCD可以在工作中保证资料更好的完整性。而对于CMOS来说，它的制程则比较简单，也没有专属的通道设计，那么他们又是靠啥“打天下”的呢？

CCD优势何在？

如果关注模拟摄像机的朋友都知道，在模拟摄像机，尤其是低照度模拟摄像机的器件配置中，CCD传感器一直是这类设备的首要选择。这主要是因为由于CMOS传感器的每个像素包含了放大器A/D转换电路，因而造成过多的额外设备压缩了单一像素的感光区域的面积，最终导致了CMOS芯片采光能力的下降。所以对于相同大小的传感器来说，CMOS的感光度都会低于CCD芯片。因此，这也是CCD一直占据低照度设备主流应用的主要原因。

此外，由于CMOS每一个感光二级管的旁边都会搭配一个ADC的放大器，因而如果以百万像素计算的话，就需要拥数百万个以上的放大器。这些放大器尽管基本都属于统一制式的产品。但由于这种精密的设备对任何极小的差别都会有着明显的反应。所以对比单一一个放大器的CCD传感器，它所面临的噪点也要大很多。

上面这两点，可以说是CCD在于CMOS的对比中，优势最为明显的地方。而对于CMOS来说，又有什么CCD不具备的特点呢？

传感器逐渐给我们带来更清晰的图像

CMOS靠何夺取江山？

在上面的介绍中，我们了解到，感光度以及噪点高是CMOS传感器最为明显的弊端。那么，为何在如此重要的环节上都不敌CCD的CMOS如今却能稳坐网络高清应用的头把交椅呢？

工作原理的优势

上面提到过，由于CMOS传感器上众多的放大器设置，因而出现了更多的噪点显现。但是，它并非就造成了CMOS芯片的绝对劣势。在百万像素的成像过程中，由于期间会产生与像素数量一样的电荷，而这些电荷都要同时经过放大器的处理。因此，这对于只有一个放大器的CCD来说，必然会造成严重拥堵。这也就是我们所说的延时情况。而对于CMOS传感器来说，由于其每个像素点上都有一个放大器装置。因此就能够在短时间内处理大量的数据，在同一时刻保持满屏的高质输出，因此，也就彻底满足了高清网络在此环节的技术需要。

解析度上的优势

在两种传感器的对比中，由于CMOS的像素结果要比CCD复杂的多，因此在感光度上，CMOS也要比CCD弱很多。但是，如果脱离尺寸的限制，CMOS对于CCD的劣势可能就会逐渐的被更大的感光元件所消化。当前，CMOS感光元件已经可以达到上千万的像素的设计，所以在这样的潜质下，它的光学劣势几乎已经不值一提。

耗电量与成本的差异

对于CCD与CMOS耗电量与成本的差异，这恐怕也是老生常谈的问题了。而且在很早这两者就已经被视为CMOS获得更多青睐的重要因素。CMOS的影像电荷驱动方式为主动式，感光二极体所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出；但CCD却为被动式，必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。由于CCD芯片还需具备更精密的线路设计和耐压强度，所以CCD的耗电量基本在CMOS的3到10倍以上。

CCD与CMOS的技术特点对比

在价格上，CMOS应用半导体工业常用的CMOS制程，可以一次整合全部周边设施于单晶片中，节省加工晶片所需负担的成本和良率的损失；相对的CCD采用电荷传递的方式输出资讯，必须另辟传输通道。因而这也增加了CCD的制造成本。

CMOS靠什么俘获百万高清监控的芳心？

在不少的用户看来，低照度以及感光度可以说是保证视频成像质量的重要因素。因此，这部分的缺陷注定了CMOS踏入高质成像的艰难。但是，我们同样不可以忽视另一点的是，尽管如今的很多模拟摄像机已经把自身的分辨率提升到了600线以上的水平，但是由于BNC传输接口的限制，最终的效果也终究会降至三四十万的水平。因而这也注定了模拟监控与百万高清的无缘。

而基于CMOS的百万高清到底效果如何呢？从目前已有的应用案例来看，CMOS传感器下的高清设备已经取得了不错的效果。而从技术上来说，由于CMOS传感器直接输出数字信息，避免了A/D转换的数据损耗，同时逐行扫描的CMOS也可以有效的避免隔行扫描时出现的运动模糊和撕裂等问题。因此，CMOS的劳动成果也使画面比CCD更加的细腻与动人。

而对于很多人关心的低照度和噪点等问题。目前，已经有不少的厂商研发了感光度增强技术，通过扩大尺寸的方式增强感光度，这对于CMOS来说，无疑是最合适，最省钱也是最为有效的方式。而对于噪点影响的处理，有的制造厂商将专门的算法植入了CMOS传感器的控制逻辑中，而通过这项技术，则可以实现对噪点的有效控制，并且大大的降低了噪点对于画面的影响。

可以说，正是上面这些曾经对CCD弊端的有效弥补，使CMOS几乎可以用天衣无缝来形容。再加上其更高效的图像处理能力，与百万高清的联姻也就更显得水到渠成了。

结语

通过上述的分析我们不难发现，在新技术的整合下，CMOS已经在工艺，技术等方面取得了明显的改进。而且在创造力上，CMOS产品也有着更出色的发挥。因此，CMOS的主流化已经成为不可扭转的趋势。尤其在当前CMOS被大家获得更多的认可，并且更多的厂商进行持续更新的趋势下，CMOS的发展也受到了更多来自外界的推动力。这也促使了CMOS对CCD传感器的进一步超越。

目前，在各自厂商的探索下，更宽动态范围的CMOS芯片已经日益涌现，而且这一技术也大大消除了中途对快门、光圈等环节的调整，使CMOS的成像质量变得更强。可以说，相比于老迈的CCD传感器，CMOS已经展现出了更多的活力，并且展示出了自己极大的发展潜力。这也注定了在今后高技术、高端应用的道路上，CMOS将会成为我们眼中新的主角。