AI智能視覺基礎：ccd和cmos傳感器介紹
ccd和cmos傳感器是目前最常用的數字圖像傳感器。ccd和cmos都采用光敏元件作為圖像采集的基本手段。ccd和cmos光敏元件的核心是一個光電二極管，它能在接收光照后產生輸出電流和電流強度，它對應于光的強度。
CCD
電荷耦合器件(ChargeCoupLEDDevICe)是由一種高靈敏度半導體材料制成的，它將光轉換成電荷，通過模擬轉換芯片轉換成數字信號。在壓縮后，數字信號由攝像機內的閃存或內置硬盤卡存儲，使數據易于傳輸到計算機，并可根據需要和想象通過計算機處理對圖像進行修改。當CCD表面被光照射時，每個感光單元將電荷反射到組件上，所有感光單元產生的信號加在一起形成完整的圖像。
CMOS
互補金屬氧化物半導體，也稱為互補金屬氧化物半導體，是同一種半導體，可以記錄光變化的數碼相機作為ccd。CMOS的制造技術與一般的計算機芯片沒有什么不同。它主要利用硅和鍺制成的半導體，使它們在CMOS上與N、P級半導體共存。這兩種互補效應產生的電流可以由處理芯片記錄并解釋為圖像。
兩者的優點：
CCD的優點是成像質量好，但由于制造過程的復雜性，只有少數廠家能掌握它，因此制造成本高，特別是大型CCD的價格很高。在相同的分辨率下，cmos比ccd便宜，但cmos器件產生的圖像質量比ccd低。到目前為止，絕大多數消費者和市場上的高端數碼相機使用ccd作為傳感器；cmos傳感器在一些相機中被用作低端產品。
CMOS圖像傳感器的優點之一是功耗低于CCD。為了提供優異的圖像質量，CCD支付高功耗成本。為了使電荷傳輸平滑、降低噪聲，需要通過高電壓差提高傳輸效果。然而，cmos圖像傳感器將每個像素的電荷轉換成電壓，在讀取之前將其放大，并用3.3v電源驅動，比ccd功耗低。CMOS圖像傳感器的另一個優點是它與外圍電路的高度集成，它可以將ADC與信號處理器集成在一起，大大減小了體積。
噪點
由于每個cmos光電二極管需要一個放大器，如果以百萬像素來測量，則需要超過一百萬個放大器。由于放大器是模擬電路，很難使每個放大器的結果保持一致。因此，與芯片邊緣只有一個放大器的ccd傳感器相比，cmos是一個很好的選擇。傳感器的噪聲會大大增加，影響圖像質量。
耗電量
CMOS 傳感器的圖像采集方式是活動的，光敏二極管產生的電荷將由下一個晶體管直接放大和輸出，而 CCD 傳感器必須施加電壓才能將每個像素中的電荷移動到傳輸通道。附加電壓一般需要12～18v，因此ccd必須具有更精確的電源線設計和耐壓強度。高驅動電壓使ccd的功耗大大高于cmos。
成本
由于cmos傳感器采用了一般半導體電路中最常用的cmos工藝，因此可以方便地將外圍電路（如agc、cds、定時發生器或dsp）集成到傳感器芯片中，從而節省了外圍芯片的成本；而ccd則通過電荷傳輸方式傳輸數據。r，只要不包括一個像素。ccd傳感器的成品率比cmos傳感器的成品率更難控制。即使是有經驗的廠商，在產品問世后半年內也很難突破50%的水平。因此，ccd傳感器的制造成本將高于cmos傳感器。
CCD和CMOS傳感器在圖像質量方面優于CMOS傳感器，而CMOS傳感器具有成本低、功耗低、集成度高等特點。然而，隨著ccd和cmos傳感技術的發展，二者之間的差異將逐漸減小。新一代ccd傳感器在提高功耗的同時，cmos傳感器在提高分辨率和靈敏度方面存在不足。有理由相信，CCD和CMOS傳感器的不斷改進將為帶來一個更好的視覺世界。
