传感器:IP高清横空出世CMOS趁机上位

2012-11-06 19:32:23来源: CPS中安网 关键字:传感器

    从之前的分析不难看出,IPC所有的构成部件中,最为关键的是图像传感器,其指标优秀与否直接影响到网络高清摄像机画面效果。明日实业杨祖栋认为,目前市场上大多数网络高清摄像机均采用CMOS作为感光元件,但与CCD传感器相比,其在高清网络摄像机上的应用具有优势。中瀛鑫科技吴勇华说,网络高清CCD主要是索尼,CMOS传感器芯片供应商比较多,高端的如索尼、松下,中端的如美光,中低端的如Omnivision(苹果手机用的也是这种)。CCD和CMOS传感器在网络高清上的表现主要由他们不同的处理技术决定,CCD采用全局曝光技术,低照度下效果优势明显,但工艺复杂,成品率低,价格居高不下;CMOS采用逐行曝光技术,工艺简单,可大批量生产,具有较强的价格优势,但低照度下的效果有待继续改善,不过高端的CMOS传感器在低照度下的效果甚至好过CCD。毋庸置疑,CMOS传感器是IP高清的主流技术趋势。

    海康威视于学海谈到CCD传感器在灵敏度噪声控制等方面都优于CMOS传感器,而CMOS传感器则具有低成本低功耗、高整合度的特点。不过,随着CCD与CMOS传感器技术的进步,两者的差异已经逐渐缩小。然而CCD的成本高,集成度低,信息读取慢,相比下CMOS的特点更适合当下的高清相机,将会引领高清相机的未来。浙江大华黄维俭说,CCD传感器技术起步较早,技术相对成熟,具有感光度高、噪点低的优点,在成像质量方面存在优势,但是其处理速度相对较慢、功耗及成本较高,目前只在130万像素及200万像素上有所使用;CMOS传感器则有处理速度相对较快、功耗低及成本低廉的优点,使其在高清监控中发展迅速,经过几年时间的技术的沉淀与创新,目前CMOS传感器已克服了照度等问题,再加上CMOS有着较高的动态范围,使CMOS产品在高清摄像机的地位越来越重要,市场上也是采用CMOS传感器的高清网络摄像机占了大部分。波粒科技匡全慰认为在模拟时代,主要是都是CCD做模拟摄像机,而到了数字高清时代,则是以CMOS为主的数字百万高清摄像机。CCD的优点是灵敏度高、解析力强、信噪比高、低照度效果好。但CCD不适于做数字高清摄像机,且价格较贵,其核心技术被日系厂商把控,国内厂家难以做深层次的开发。而CMOS价格低廉、自主开发程度高,符合开放、合作的现代科技理念,此外近几年随着国内有实力的高清厂商的研发,CMOS摄像机在低照度、红外性有了突破性的发展,其性能远超CCD模拟摄像机。

    天地伟业马可威认为CCD特有的工艺,具有低照度效果好、信噪比高、通透感强、色彩还原能力佳等优点,在交通、医疗等高端领域中广泛应用。由于其成像方面的优势,在很长时间内还会延续采用,但同时由于其成本高、功耗大也制约了其市场发展的空间。CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺,具有集成度高、功耗小、速度快、成本低等特点,最近几年在宽动态、低照度方面发展迅速。市场上推出的最新的超低照度、超宽动态等CMOSSENSOR产品,效果表现优秀,相比早期的CCD传感器在低照性能上已经没有差距。CMOS传感器大多使用RollingShutter(卷帘快门)曝光模式,在捕捉高速运动物体时,会有扭曲、畸变现象。

    金三立张智安采访中说,在同等面积下,CCD的优势是灵敏度较高、色彩还原真实、整体图像品质好、解析度高、噪点控制好、低照度下成像效果好,然而其功率大、成本高。

    信息读取方式上,CCD需外部电路控制,较为复杂。CMOS优势是信号读取速度快、低功耗、集成度高、成本低,略显不足的是其灵敏度稍低,但信息读取方式上看,CMOS直接读取电流(或电压)信号,速度是CCD的10倍以上。苏州科达郭俊伟也谈到CCD目前最大的优势在于globalshutter,因此目前成为高清卡口相机的不二选择,缺点就是像素难以继续提高,发热量较大;而CMOS本身像素可以做的更高且发热量小,经过多年的发展,CMOS在低照度、噪声等方面已经取得了非常大的进步,目前高清监控相机中CMOS占据了相对较大的比例。保千里陈德银对于此问题详细谈到,感光器件是摄像机最为核心的部分,在模拟摄像机及标清网络摄像机中,CCD最为广泛使用。

    但随着百万像素网络摄像机的出现,其主要采用高分辨率的逐行扫描方式,逐行扫描的CMOS传感器比隔行扫描CCD芯片更有优势,其依次扫描每条电视线,而不是将电视线分成奇数偶数线条后再叠加成一副完整图像。采用隔行扫描,快速运动的物体在奇数场扫描和偶数场扫描中的位置存在较大差异,导致画面模糊不清,对于交通等领域而言,需要的是清晰、无锯齿的运动车辆图像,CMOS在像素密度上的优势使其处于领先地位。目前,130万网络摄像机沿袭模拟的优势,较多采用CCD,而200万像素以上的网络摄像机则更多倾向于CMOS。CCD的特点是灵敏度高,但其响应速度较低,而CMOS除了像素密集度的优势之外,成本、功耗等优势更为厂家青睐;当然“金无赤足,人无完人”,CMOS存在着不足,其在低照度环境下噪点较多,如果没有补光措施,在低照度环境下使用很难达到理想效果。

    依据以上观点,记者总结得出在视频监控处于模拟阶段一直是CCD的天下,索尼、夏普两大CCD厂家在市场上呼风唤雨。时过境迁,当网络高清横空出世,CMOS趁机上位,一步步蚕食CCD的市场份额,如今已形成与CCD分庭抗礼之势,甚至出现赶超之势。   

 

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编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2012/1106/article_4982.html
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