从概念到应用高清监控设备CCD/CMOS全面PK

【天极网网络频道】【天极网网络办公群组10月19日消息】大家都很清楚，安防行业正在迎来一个大爆炸的时期，而现在被讨论最多的就数百万像素高清，诚然，做监控自然是越清楚越好，这本无可厚非，而今天笔者主要就百万像素高清摄像机的图像传感器的CCD与CMOS两大阵营进行一下比较，所谓是骡子是马牵出来遛遛是也。

CCD和CMOS传感器的工作原理

CCD是英文ChargeCoupledDevice的缩写，中文翻译为电荷耦合器件。它是1969年美国贝尔实验室的W·B·博伊尔(W·B·Boyle)和G·E·史密斯(G·E·Smith)等人研制出来的，其使用一种高感光度的半导体材料制成，包含众多感光元件，每个感光元件叫一个像素，CCD可以看做这些像素的集合体。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。

而CMOS英文全称是Comple-mentaryMetal-OxideSemicon-ductor,即互补金属氧化物半导体，与CCD一样也是记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带负电(N极)和正电(P极)的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。再透过芯片上的模数转换器(ADC)将获得的模拟影像信号转变为数字信号输出。

可以看到，无论是CCD还是CMOS,它们都采用感光元件作为影像捕获的基本手段，其核心都是一个感光二极管(photodiode)，该二极管在接受光线照射之后能够产生输出电流，而电流的强度则与光照的强度对应。

像素结构不同

CCD与CMOS的第一个区别体现在感光单位即像素结构不同。前者的感光元件除了感光二极管之外，包括一个用于控制相邻电荷的存储单元，感光二极管占据了绝大部分面积。而CMOS感光元件的构成比较复杂，除处于核心地位的感光二极管之外，它还包括放大器与模数转换电路，每个像点构成为一个感光二极管和三颗晶体管，而感光二极管占据的面积只是整个元件的一小部分。

相较于CMOS传感器，CCD感光元件中的有效感光面积大，在同等条件下可接收较强的光信号，对应的输出电信号也更强;体现在输出结果上，就是CMOS传感器捕捉到的图像内容不如CCD传感器丰富、锐度较差、图像细节丢失情况严重且噪点明显，这也是早期CMOS传感器大多用于低端场合的原因。