老将CCD新锐COMS斗法传感器市场

二者技术更新的亮点

一款产品未来发展，仅仅看其现有特性是不够的，其技术更新速度、技术更新方向，更决定了其未来市场格局。CCD与CMOS图像传感器各自在技术更新方面有什么亮点呢？

金敬洙：CCD技术更新方向包括，增加像素、提高传感器的灵敏度、WDR(或者HDR)传感器的出现。1.增加像素。CCD传感器是根据模拟影像传输方式的NTSC/PAL制式来决定它的像素，并且以510H，760H像素的传感器作为市场的主流。但最近由于索尼的市场推动政策，逐渐形成960H传感器的市场。与760H传感器相比，虽然960H传感器的引进提高了100TVL以上水平分辨率，但因DVR设备的视频输入是720H的水平分辨率，区域受限制，所以录制/播放的图像质量仍然是720H级的分辨率，这点是需要解决的问题。不过，相信在不久的将来是可以解决的。2.提高传感器的灵敏度。CCD传感器制造商在不断地提高灵敏度，而且与传统的产品相比，CCD传感器的灵敏度已经提高了2.5倍以上。这使低照度环境下的视频监控环境得到了很大的改善。3.WDR(或者HDR)传感器的出现。通常，使用背光补偿技术时，在一个区域内出现照度差别较大的情况下，图像传感器一般不得不针对其中一种极端条件进行优化，代价则是另一种条件下的性能被降低。但如果使用WDR传感器，即使在同一区域内出现极暗、极亮环境下都可以清晰地捕捉图像。但是，为了使用WDR传感器，必须要使用能够针对一个图像可以进行多重曝光控制（长时间曝光和短时间曝光），并且可以把多重曝光的多个图像合成单一图像的摄像机ISP。现在模拟CCTV市场中SONY公司的市场操纵力是最强的。就CCD传感器在市场上的发展方向而言，目前，业界存在根据SONY公司的政策而决定的倾向。

CMOS技术更新包括提高传感器的灵敏度、在小的Optical Size中实现高灵敏度、引进高速传输接口及增加最大帧率、WDR(或者 HDR)Sensor的出现、引进Global Shutter方式。1.提高传感器的灵敏度。与CCD相比，灵敏度性能稍差一些的CMOS传感器，通过持续灵敏度性能的调整，已经开始相继出现了可以在低照度环境下存在低噪点，捕获高灵敏度图像的产品。这些灵敏度性能的提高，让CMOS传感器低灵敏度而使使用环境受限制的环境壁垒问题逐渐消失。2.在小的Optical Size中实现高灵敏度。监控系统中通常使用的传感器的Optical Size是1/4英寸和1/3英寸，尤其是在高清级传感器的情况下，普遍出现1/3英寸，但现在也有出现即使将Optical Size缩小到1/4英寸，也可以确保相同灵敏度的传感器。随着传感器Optical Size的减小，高价的Mega级别的CMOS传感器的价格也出现了下降。3.引进高速传输接口及增加最大帧率。随着从高清级传感器中输出的原始数据量增大，最大帧率也随之增加，高速串行传送需求逐渐兴起，因此，逐渐出现了采用从现有的并行接口转换成串行接口的Sub LVDS产品。最大帧率也从原来的高清级传感器的15frame/sec（帧/每秒）提高到现在的60frame/sec以上，已经达到可以实时传输百万级图像的水平。4.WDR(或者 HDR) Sensor的出现。现已有内置Logic Block Design的CMOS传感器，在此特性基础上，CMOS传感器可以直接输出WDR图像信号给ISP，无需ISP处理,所以安防制造商离带有WDR功能的高清CMOS摄像机越来越近了。5.引进Global Shutter方式。通常，CMOS传感器主要使用行曝光形式的卷帘快门（Rolling shutter）方式。由于Rolling Shutter方式，在平移或者倾斜摄像机时，图像的上半部跟下半部不会按照垂直方向排列，而是出现倾斜的Jello现象，降低图像的质量。目前，一些Automotive application中会使用拥有D1级分辨率的Global Shutter方式的CMOS传感器。在不久的将来，会出现应用Global Shutter方式的高清级别的CMOS传感器，这也将会突破应用CMOS传感器的环境壁垒问题。

黄振中：CCD的规格影响成本与设计，越来越多的LCD宽荧幕为了满足人类视觉比例，跳脱传统4：3的规格走向16：9/16：10及更宽广的界线。有人说，模拟监控，CCD称王；高清监控，CMOS后来居上。现实情况是这样吗？企业们会如何选用二者，安排其岗位呢？然而，大多数DSC消费型数位相机的CCD长宽比，依然沿袭二十世纪50年代电视规格标准刚制订时的4：3的标准（3：2主要仍为DSLR数位单眼机身所采用，另中片幅、专业数位机背享有1：1之正方形特殊规格）。主要原因是这方面设计变更不仅会影响成本，也会牵动至后续相机与镜头的设计。CMOS的更新较为灵活，比亚迪为CMOS感光芯片专门开发了“增强型影像处理器”，它使用了一种全新的算法，能够很好地提升获取影像的动态范围，平衡光暗度，表现影像的层次感。所谓“动态范围”是指一台摄像机在大范围亮度（即明暗差别较大）拍摄物体时候的影像再现能力，这是考察数码摄像机成像质量的一个重要标准，高动态范围可以在大范围亮度（即明暗差别较大）实现原始影像真实重现并同时有很好的细节表现力。“增强型影像处理器”把原始的影像信号分离成为“图像信号”和“亮度信号”，画面的明暗处被分别优化处理，更加逼真传神，高清晰的视频信号就这样实现了。

随着技术的革新，CMOS更好一些，不但最终成品的能耗低，能实现原始影像真实重现且具有很好的细节表现力，可以更好的达到监控的目的；同时产品方案简洁，成品体积可控性强，适用场合更广。

高默冉：从传感器产品发展来看，目前COMS传感器新产品、新技术更新速率明显要快于CCD产品。CCD产品虽然目前在致力于降低成本，但是在未来高清领域内所需要的高清/超高清传感器方面取得的进展依然是非常有限。而COMS产品借助于已经十分成熟的CMOS工艺，其新技术的发展成果可以很容易地应用到新产品的生产当中去。随之而来研发和生产转化周期的缩短也有利于整体市场成本的有效降低。因此一些传统的老牌CCD厂家（如SONY等）也开始进行CMOS产品的研发工作以保持其新兴市场占有率。

未来CMOS产品将会在WDR方面发挥其固有的优势，实现更宽动态的图像捕捉。在CCD传统优势的低照度环境下通过不断增大传感器开口率，改进图像放大器工艺流程等措施提升低光图像的表现力，争取获得能与CCD传感器相匹敌的低光效果。Arecontvision最新产品中的binning技术能够有效提高低光环境下的信噪比和色彩还原度就是一个明显的例证。另一方面CMOS传感器在高清领域不断研发出1000万，2000万，3000万以上级超高像素传感器。今后Arecontvision将一如既往地不断给客户带来能够拥有更高像素、更快帧速率（实时性）和更优异画质表现的百万至千万像素高清工业级监控摄像机，将实时高清晰度的千万像素级别监控画面带进我们的生活。

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