從歷史的角度出發,CCD(電荷耦合元件)傳感器比CMOS傳感器早40年"誕生"。由于不斷的改進和優化,多年來CCD成像幾乎成為高質量圖像的標桿;直到90年代中期,CMOS才得以在商業市場上出現,而它的成功也是10年技術終成正果的肯定。
說起監控攝像機,更多的人關注的就是圖像清晰度,自然圖像傳感器就成為討論的核心,也正是出于大多數人的邏輯思維,筆者在文章開頭就把CCD與CMOS的歷史簡單描述了一下。但是定義攝像機性能只看傳感器嗎?CCD/CMOS一步定乾坤,也可能太過絕對。
CCD與CMOS誰敏感度更好?
既然傳感器是重頭戲,那么不妨就先說一說他們。不知從何開始,CCD與CMOS的較量成為視頻監控或安防領域的一大熱點。無論二者在細節之處有多大的分歧,總是基于相同的物理原理下,傳感器在為高清視頻默默付出。傳感器的好壞決定了圖像畫質的成敗,特別是在對光的靈敏度和敏感度問題上,二者較量不相上下。
在筆者剛剛進入安防行業時,很多監控攝像機都采用CCD傳感器,價位較低的CMOS攝像機也占據一部分市場,為了提高攝像機成像水平,可采用2~3個傳感器。但多個傳感器自然會引起許多弊端,如果以單一傳感器對比來說,二者靈敏度有何區別呢?
CMOS傳感器最大的靈敏度在紅色光譜區(650 - 700納米),CCD技術創新應用并不多,但其殺手锏正是人眼最敏感區域-550納米?;诜N種技術原因,CMOS被當做是低效率光電信號轉換設備;由于感光面積只占像素區的一小部分,成為其最大的軟肋。隨著近幾年技術的改進,CMOS光敏感區域大小已經接近CCD傳感器水平,得以讓CMOS傳感器大翻身。
既然在透光度和敏感度上二者并沒有太明顯差距,那么CCD與CMOS的紛爭又在于哪里呢?或許是害怕"后來者居上",CCD不得不提防CMOS的超越。特別注意的是,基于CMOS芯片和數字像素系統圖像處理技術的攝像機的超寬動態已經超過了CCD芯片攝像機的水平。
像素值與水平分辨率
除了核心傳感器外,其實傳感器與像素值、水平分辨率也有不解之緣。首先來說說像素值,像素越多,則圖像分辨率越高、越清晰。根據目前主流像素值來看,大多模擬監控設備輸出為D1系列,有效像素為720*576,高清圖像分辨率大多為720P或1080P,像素值也可以達到百萬級別。
與像素值十分接近的就是水平分辨率,也是在測試過程中我們??吹降腦X線數,用電視線TVL來表示其單位。水平分辨率是衡量圖像清晰度的標準,像素值與水平分辨率均可以表示畫面的清晰度。在廣電行業視頻垂直分辨率超過720p或1080i的才能稱為高清。
判斷一款監控攝像機畫質清晰與否,像素值與水平分辨率更能夠說明問題。傳感器是左右成像的關鍵,但以用戶角度出發,視覺效果判定則是由最直觀的圖像像素和分辨率權衡。
當然,衡量監控攝像機性能指標還有很多,只不過針對不同功能的監控攝像機,我們要選擇的種類和參考不同。低照度、信噪比、寬動態等等或許對網絡監控攝像機才有這樣的要求。