高清摄像中CCD与CMOS的分析比较

　　功耗

　　CCD传感器除了在电源管理电路设计上的难度更高之外，电荷耦合器大多需要三组电源供电，耗电量较大；而CMOS光电传感器只需使用一个电源，耗电量非常小，仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10,CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。

　　CCD与CMOS摄像机应用场合

　　通过以上比较分析，能看出CCD与CMOS各有优势。基于此，我们可以做到扬长避短，在不同应用场合合理选择CCD或CMOS摄像机。

　　低照度环境下宜使用CCD摄像机

　　由于CCD感光单元有效面积大，在光照强度较低的环境中，能相对清晰地呈现出被摄物体原貌。相反，CMOS传感器灵敏度低，ISO感光度差，低照时成像清晰度大大降低。所以，在低照度环境下，如灯光较暗的停车场、楼梯间、封闭通道和暗室等，宜选用感光灵敏的CCD摄像机。

　　隐蔽环境中使用CMOS摄像机

　　CMOS传感器可以将所有逻糪-和控制环都放在同一个硅芯片块上，使摄像机变得简单灵巧，因此CMOS摄像机可以做得非常小。而CCD摄像机限于外围复杂电路影响，体积无法做到CMOS般微型化。对于道路、门口等摄像机易受不法分子攻击破坏的场合，选用CMOS摄像机能达到隐蔽执法、避免攻击的作用。

　　图像质量要求高的场合选用CCD摄像机

　　CCD结构中由于每行仅有一个ADC,信号放大比例一致，所以图像还原真实自然、噪点低，在对画质要求苛刻的场合宜选用CCD摄像机。像素越高、尺寸越大的CCD拥有更好的图像品质。目前监控用CCD摄像机已能做到200万至500万高像素，而CCD也囊括了1英寸（12.8mm×9.6mm）、2/3英寸（8.8mm×6.6mm）、1/2英寸（6.4mm×4.8mm）、1/3英寸（4.8mm×3.6mm）、1/4英寸（3.2mm×2.4mm）等多种尺寸。

　　高帧摄像时选用CMOS摄像机更佳

　　CCD在工作时，上百万个像素感光后会生成上百万个电荷，每个专用通道中的电荷全部经过一个"放大器"进行电压转变。因此，这个"放大器"就成为了制约图像处理速度的瓶颈。所有电荷由单一通道输出，当数据量大时就容易发生信号拥堵。而像素越高，需要传输和处理的数据也就越多，使用单CCD无法满足高速读取大量高清数据的需要。而CMOS传感器不需要复杂的处理过程，直接将图像半导体产生的光电信号转变成数字信号，因此处理非常快。这个优点使得CMOS传感器对于高帧摄像机非常有用，速度能达到400到2000帧/秒。所以对于高速摄像场所，选用CMOS摄像机效果更佳。

　　结束语

　　随着高清监控的发展，百万像素网络摄像机需求激增。CCD在影像品质等方面优于CMOS,但CMOS具有低成本、低耗电以及高整合度的特性。CMOS的成熟工艺和大批量产，极大地降低了成本，提高了产品稳定性，也正是由于技术和工艺的不断改良更新，使得CCD与CMOS间的差异逐渐缩小。新一代的CCD将多CCD和低功耗作为改进目标；CMOS系列则开始朝大尺寸与高速影像处理晶片相结合、借由后续的影像处理修正噪点、提升画质的方向发展。相信随着CCD和CMOS在竞争中的改进和提高，未来的高清摄像领域必将精彩纷呈、惊喜不断。　（作者单位：深圳英飞拓科技股份有限公司）