提升视频画质 CMOS图像传感器成主流技术

2012-12-24 18:54:02来源: 中国安防展览网

    CCD是应用在摄影摄像方面的高端技术元件,CMOS则应用于较低影像品质的产品中,它的优点是制造成本较CCD更低,功耗也低得多,这也是市场很多采用USB接口的产品无须外接电源且价格便宜的原因。尽管在技术上有较大的不同,但CCD和CMOS两者性能差距不是很大,只是CMOS摄像头对光源的要求要高一些,但现在该问题已经基本得到解决。评判一款产品性能好坏,总有几个技术指标。对于CCD和CMOS传感器来说,同样也有几个硬性指标。

    图像传感器发展硬性指标

    传感器的主要技术指标有像素、靶面尺寸、感光度、电子快门、帧率、信噪比等。

    像素:传感器上有许多感光单元,它们可以将光线转换成电荷,从而形成对应于景物的电子图像。而在传感器中,每一个感光单元对应一个像素(Pixels),像素越多,代表着它能够感测到更多的物体细节,从而图像就越清晰。像素越高,意味着成像效果越清晰。

    靶面尺寸:据天地伟业的郭辉介绍:“图像传感器感光部分的大小。一般用英寸来表示,和电视机一样,通常这个数据指的是这个图像传感器的对角线长度,如常见的有1/3英寸,靶面越大,意味着通光量越好,而靶面越小则比较容易获得更大的景深。比如1/2英寸可以有比较大的通光量,而1/4英寸可以比较容易获得较大的景深。”

    感光度:即是通过CCD或CMOS以及相关的电子线路感应入射光线的强弱。感光度越高,感光面对光的敏感度就越强,快门速度就越高,这在拍摄运动车辆,夜间监控的时候尤其显得重要。

    电子快门:是比照照相机的机械快门功能提出的一个术语。其控制图像传感器的感光时间,由于图像传感器的感光值就是信号电荷的积累,感光越长,信号电荷积累时间也越长,输出信号电流的幅值也越大。电子快门越快,感光度越低,适合在强光下拍摄。

    帧率:既指单位时间所记录或者播放的图片的数量,连续播放一系列图片就会产生动画效果,根据人类的视觉系统,当图片的播放速度大于15幅/秒的时候,人眼就基本看不出来图片的跳跃;在达到24幅/s~30幅/s之间时就已经基本觉察不到闪烁现象了。每秒的帧数(fps)或者说帧率表示图形传感器在处理场时每秒钟能够更新的次数。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的视觉体验。

    信噪比:是信号电压对于噪声电压的比值,信噪比的单位用dB来表示。一般摄像机给出的信噪比值均是AGC(自动增益控制)关闭时的值,因为当AGC接通时,会对小信号进行提升,使得噪声电平也相应提高。信噪比的典型值为45~55dB,若为50dB,则图像有少量噪声,但图像质量良好;若为60dB,则图像质量优良,不出现噪声,信噪比越大说明对噪声的控制越好。

    CMOS图像传感器渐成主流

    随着视频监控行业对图像的要求朝着高品质、高帧率、高动态、低照度的方向迈进,以CCD传感器为载体的高清摄像机在成本、分辨率等压力下很难突破以上的技术瓶颈,使得CMOS传感器技术的发展得以填补这一空间,从而越来越成为安防行业高清视频图像、高成像速度应用的主流图像传感器技术。

    在目前的监控用高清摄像机产品中,以130万和200万像素为主,且200万及以下像素的产品在传感器方面以CCD、CMOS平分秋色,200万像素以上的产品则主要以CMOS为主,但总体而言,高清摄像机在低照度、宽动态方面的表现仍有待提高。

    CMOS传感器技术的主要优势是:价格低廉,制造工艺简单,功耗低。同时,经过近几年的发展,CMOS传感器在成像晶元技术以及成像工艺上取得了长足的进步。其中,成像晶元技术从早期3T技术,经历4T、5T、6T、7T,一直到最新的8T技术,使得CMOS的成像技术逐步走向成熟应用,这一技术的应用在很大程度上规避了CMOS的缺点,而优点也得到了很大的增强。此外,CMOSSensor技术在行业应用方面也取得了很好的适应性(如ITS/安防的高速抓拍、Anti-Blooming、Anti-Smear等等)。而CMOSSensor的半导体工艺使低成本、高清晰度、大画面的成像效果成为可能。

    目前,市场上专业供应安防监控用CMOS传感器芯片的供应厂商包括:索尼、Aptina,以及台湾凌云光电子等。今年四月,CMOS成像解决方案提供商Aptina宣布推出AR0130CS图像传感器,这款1/3英寸的光学格式高清(720p/60fps)传感器可通过其3.75微米的近红外(NIR)探测像素提供主流监控摄像机一流的弱光(0Lux)性能。在此之前,Aptina还推出了宽动态范围(WDR)COMS解决方案,如AR0331SR(1080p/60fps)和MT9M034(720p/60fps),以及标准动态范围的AR0330CS(1080p/60fps)。

    另外,值得注意的是,松下最近也推出了面向便携式数码相机和网络摄像机产品的1/3.06"1340万像素SmartFSI图像传感器MN34130PL,该传感器预计于今年12月开始量产。这款新型MOS图像传感器成功地在小尺寸像素(1.12×1.12μm)上使用了大而深的高感光度光电二极管形成技术,像素面积缩小了71%,信噪比比现有产品提高了3.2倍,即使在暗处也可明亮如实地再现拍摄物体颜色。

 

关键字:传感器

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2012/1224/article_5259.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
传感器

小广播

独家专题更多

TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 视频监控 智能卡 防盗报警 智能管理 处理器 传感器 其他技术 综合资讯 安防论坛

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved