安防之家讯： 微光成像(低照度成像)Low-lightOperation

当需要在微光下成像时，CCD和CMOS感光器采用的技术是不同的，在微光条件下，读出放大器非常重要，CCD采用统一的放大器读出，相应的，一致性比CMOS要好。微光条件意味着信号和噪声的量级接近，噪声对图像的质量影响会很大。每个CMOS感光器像素上的读出放大器都是低带宽放大器，比CCD感光器中用的高带宽放大器噪声更小，因此，可以通过提高信号增益来获得更好的信噪比。而通常CCD比CMOS的填充因子要高，同样条件下收集的电荷数会更多。同时CCD可以通过电荷倍增技术，在读出前，通过多级的电荷倍增，每次增加小幅度增益，获得更高的信噪比。此外，像素组合功能(Binning)也可以提高CCD的灵敏度，对N个像素进行Binning可将信噪比提升N倍。CMOS也可以进行类似的Binning，往往是对相邻像素电压信号进行采样叠加，由于采样也会引入一定的随机噪声，因此，CMOS中对N个像素进行Binning所得的信噪比的提升只能达到倍。

非可见光成像OtherWavelenghs

CCD和CMOS感光器在对可见光以外的光谱成像方面也有很大的不同，如红外光(IR)射到传感芯片上时会比可见光打得更深，因此要想充分收集这些电荷，就需要将硅衬底做得更厚些。这对于CCD芯片，在工艺上会容易些。而对于CMOS，工艺还会有些问题。将感光部分硅衬底做得更厚，意味着要将其他的光电二极管做得同样厚，这样会影响这些控制门、放大器等器件的性能。

对于紫外光(UV)，无法透过大多数集成电路电极层，或者是电路电机层对紫外线根本不响应。这就导致如果采用前照的方式，紫外光引起的响应会很弱，要解决这个效应问题，可以通过去掉基底层，采用背照的方式来实现。CCD感光器的减薄技术已经非常成熟，而CMOS的减薄技术也取得了很大的突破。

CCD还是CMOS

从CCD和CMOS感光器对电子快门、帧率、微光成像及非可见光成像的不同工艺技术所带来的不同影响，可以不难看出，选择CCD或CMOS传感器应取决于具体应用。对于需要微光或非可见光成像的应用，CCD技术的优势非常明显;对于需要高帧率和低能耗的应用，或需要对一些感兴趣区域成像的应用，CMOS则是更好的选择;如果对电子快门有特别的需求，这两种技术则各有利弊。

可以看到，对于交通抓拍而言，传感器必须要Globalshutter的，这样才能避免车牌的变形;同时，如果对夜间效果要求比较高，最好是选择灵敏度高的传感器(CCD或者高端CMOS芯片);而为了避免产生拖影挡住车牌，应选择CMOS，以有效弥补这个缺陷;而对于视频监控而言，图像的实时性和流畅性更为重要，所以帧率更具优势的CMOS就成为最佳选择。

针对交通抓拍和高清视频监控，现在有厂商推出将各类主要成熟技术集成在高端CMOS传感器上的整体解决方案。

CMOS后劲勃发

CCD和CMOS的主要区别是感光单元及读出电路结构不同而导致制造工艺的不同。CCD感光单元实现光电转换后，以电荷方式存贮并以电荷转移的方式顺序输出，需要专用的工艺制程实现。CMOS图像感光单元为光电二极管，可在通用CMOS集成电路工艺制程中实现，除此之外还可将图像处理电路集成，实现更高的集成度和更低的功耗。

由于CCD技术出现较早，相对成熟，占据了绝大部分的高端市场。早期CMOS与CCD相比，仅只功耗与成本优势，现在随着CMOS技术的不断进步，性能已不断提升，而CCD技术提升空间有限，进步缓慢。

目前，图像传感器技术趋势是向高速发展，而CMOS是高速成像所青睐的技术。有资料说，高速图像传感器有三大发展动向，一是向超高速、二是向单片上多功能集成、三是向通用高速图像传感器方向发展。

现在，CMOS不仅占据几乎全部的便携产品和部分高端DSC(DigitalStillCamera)市场，更是向CCD传统优势市场——监控市场发起了冲击。

上述介绍只是想说明选择CCD或CMOS要“量才录用”，要根据应用的环境和要求来合适选择CCD或CMOS技术的监控摄像机。这就要求工程和设备商不但要熟悉各类技术摄像机的性能和特点，还要对应用环境和要求进行周密考察，唯如此，才能达到监控的预期效果，否则只能是“事倍而功半”。

最后，CMOS作为上升的感光传感器技术，尽管现在仍有一些性能比不上CCD,但CCD和CMOS在制造上的主要区别是CCD是集成在半导体单晶材料上，而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上，工作原理没有本质区别，CCD制造工艺较复杂。目前CCD和CMOS实际效果的差距已大大缩小，与CCD相比，CMOS体积小、耗电量低、成本低廉;CMOS是标准工艺制造，可利用现有半导体设备，品质可随半导体技术的提升而进步;CMOS传感器具有高度系统整合的条件，即图像传感器所需的功能，都可集成在一颗晶片上。综上所说，CMOS后劲勃发是其发展的必然。



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