Sự khác biệt giữa cảm biến CCD và cảm biến CMOS

5) Năng suất lượng tử [%]
Một cảm biến hình ảnh biến đổi photon thành các electron. Tỷ lệ chuyển đổi, năng suất lượng tử (QE), phụ thuộc vào bước sóng. Số lượng photon biến thành các electron càng cao, cảm biến càng nhạy cảm và lượng thông tin phát ra càng nhiều. Các giá trị đo của máy ảnh có thể khác với dữ liệu từ nhà sản xuất P. bán tại. Trong trường hợp sử dụng kính bảo vệ hoặc bộ lọc.

Chế độ hoạt động và đặc điểm của cảm biến CMOS

Chế độ hoạt động, đặc điểm và so sánh hiệu suất của máy ảnh và cảm biến theo tiêu chuẩn EMVA 1288

Nguyên tắc hoạt động

Cảm biến hình ảnh biến đổi photon thành tải điện bằng hiệu ứng quang điện. Không giống như các cảm biến CCD (không tải trọng tải). Điều này được khuếch đại, định lượng và truyền ở dạng kỹ thuật số.

Cảm biến CMOS hiện tại quyến rũ với tốc độ hình ảnh cao và chất lượng hình ảnh tuyệt vời của chúng. Họ cho phép các máy ảnh công nghiệp hiệu quả thực hiện một phân tích chính xác về hình ảnh. Do tiến trình công nghệ, họ đã thay thế các cảm biến CCD trong hầu hết các ứng dụng.

Bài thuyết trình sau đây đưa ra một cái nhìn tổng quan về nguyên tắc hoạt động cơ bản và các đặc điểm thiết yếu của cảm biến CMOS.

1) toàn bộ công suất [e – ] và khả năng bão hòa [e –
Hãy tưởng tượng rằng một pixel là một “thùng” và công suất đầy đủ là số lượng điện tử tối đa có thể được tích lũy trong “xô” này. Khả năng bão hòa thực sự được sử dụng để mô tả đặc tính của máy ảnh được đo trực tiếp trong hình ảnh của máy ảnh. Giá trị thường thấp hơn toàn bộ công suất, để tránh phi tuyến tính. Khả năng bão hòa cao cho phép thời gian tiếp xúc lâu hơn. Một pixel siêu được đặt ở giá trị kỹ thuật số DN tối đa và do đó không chứa bất kỳ thông tin hữu ích nào.

2) Ngưỡng độ nhạy tuyệt đối [e –
Ngưỡng độ nhạy tuyệt đối (AST, ngưỡng độ nhạy tuyệt đối) mô tả số lượng photon tối thiểu (bức xạ có thể phát hiện tối thiểu) mà máy ảnh có thể phân biệt thông tin hữu ích trong hình ảnh của nhiễu. Điều này có nghĩa là ngưỡng càng thấp, máy ảnh càng nhạy. Ngưỡng độ nhạy tuyệt đối bao gồm hiệu quả lượng tử, nhiễu tối cũng như nhiễu quang tử và nó phải được tính đến khi sử dụng ánh sáng yếu, thay vì xem xét năng suất lượng tử.
Ngưỡng độ nhạy tuyệt đối tương ứng với giá trị của ngưỡng mà SNR có giá trị 1 (tín hiệu tương đương với nhiễu).

3) Tiếng ồn vượt thời gian của bóng tối [e –
Mỗi pixel tạo ra một tín hiệu (tối) ngay cả khi cảm biến không được chiếu sáng. Các electron thậm chí được tạo ra mà không có ánh sáng trong mỗi pixel nếu thời gian tiếp xúc và nhiệt độ tăng. Sự thay đổi trong tín hiệu bóng tối được mô tả là tiếng ồn của bóng tối (được đo trong các electron). Một bóng tối thấp của bóng tối là lợi thế cho hầu hết các ứng dụng. Tiếng ồn của bóng tối với tiếng ồn quang tử và tiếng ồn định lượng mô tả tiếng ồn của máy ảnh.

4) Động lực học [DB]
Động lực học là tỷ lệ giữa số lượng điện tử tối đa và tối thiểu có thể đo được có khả năng bão hòa. Máy ảnh động cao có thể đồng thời cung cấp thông tin chi tiết về các khu vực tối và rõ ràng của cùng một hình ảnh. Đây là lý do tại sao một động lực cao đặc biệt quan trọng khi hình ảnh có các khu vực tối và rõ ràng hoặc điều kiện ánh sáng thay đổi nhanh chóng.

5) Năng suất lượng tử [%]
Một cảm biến hình ảnh biến đổi photon thành các electron. Tỷ lệ chuyển đổi, năng suất lượng tử (QE), phụ thuộc vào bước sóng. Số lượng photon biến thành các electron càng cao, cảm biến càng nhạy cảm và lượng thông tin phát ra càng nhiều. Các giá trị đo của máy ảnh có thể khác với dữ liệu từ nhà sản xuất P. bán tại. Trong trường hợp sử dụng kính bảo vệ hoặc bộ lọc.

5) Tín hiệu tối đa (SNRMAX) [DB]
Tỷ lệ tín hiệu (SNR) là tỷ lệ giữa giá trị của màu xám (được hiệu chỉnh cho nhiễu tối) và âm thanh của tín hiệu. Nó thường được thể hiện bằng db. SNR phụ thuộc chủ yếu vào hệ số k và tiếng ồn của bóng tối và tăng theo số lượng photon. SNR tối đa (SNRMAX) đạt được khi pixel đã tích lũy được số lượng điện tử tối đa của công suất bão hòa có thể.

7) Keffict k (DN/E – ))
Một camera biến đổi các electron (e -) của cảm biến hình ảnh thành giá trị số (DN). Chuyển đổi này được biểu thị bằng khuếch đại chung k của hệ thống, được biểu thị bằng giá trị số (dn) bằng cách bầu cử (e -): k electron được yêu cầu để tăng giá trị xám của DN. Hệ số K phụ thuộc vào thiết kế nhiệt và thiết bị điện tử của máy ảnh. Hệ số k tốt hơn có thể cải thiện tính tuyến tính với chi phí độ bão hòa.

So sánh hiệu suất

Với tiêu chuẩn EMVA 1288, EMVA (Hiệp hội tầm nhìn máy châu Âu) xác định các phương pháp đo lường và mô tả đồng đều và khách quan cho các cảm biến hình ảnh và máy ảnh trong quá trình xử lý hình ảnh công nghiệp, và do đó khuyến khích sự so sánh giữa các nhà phân phối máy ảnh.

Sự khác biệt giữa cảm biến CCD và cảm biến CMOS

Cảm biến hình ảnh là một trong những thành phần chính ảnh hưởng Chất lượng máy ảnh. Nó đảm bảo chuyển đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện. Trong giám sát video, chúng tôi tìm thấy Hai công nghệ: Cảm biến CCD (thiết bị ghép nối được tải) và cảm biến CMOS (chất bán dẫn oxit kim loại bổ sung).

Cảm biến CCD

Công nghệ CCD đã được phát triển đặc biệt, hơn 20 năm trước cho điện ảnh, và do đó Cho ngành công nghiệp máy ảnh.

Anh ấy đến từ Chất lượng tốt hơn cảm biến CMOS đặc biệt là về mặt của nó Tính nhạy sáng cho phép hiển thị hình ảnh tốt hơn ngay cả khi bị thiếu sáng.

Một quy trình sản xuất không đạt tiêu chuẩn và khó khăn trong việc tích hợp vào máy ảnh làm cho công nghệ Ccd một công nghệ phức tạp hơn và do đó đắt hơn.

Một cảm biến CCD tiêu thụ nhiều năng lượng hơn và sản xuất nhiệt kết quả thúc đẩy sự xuất hiện của Tín hiệu ký sinh (Bồi thường bằng các hệ thống làm mát). Chúng tôi cũng thấy một Hiện tượng được gọi là “phết tế bào”, Đường mòn dọc khi quay một vật thể quá sáng.

Cảm biến CMOS

Công nghệ CMOS đã được tạo để tích hợp vào máy tính, Nó đơn giản hơn và gần đây hơn.

Cô ấy đến ngày nay trưởng thành Và chất lượng của kết xuất gần với công nghệ CCD.

Do sự đơn giản của công nghệ và mức tiêu thụ năng lượng thấp, Các cảm biến CMOS ít tốn kém hơn và cho phép bạn có máy ảnh với chi phí thấp hơn. Giới hạn hiện tại của CMOS nằm ở Độ nhạy ánh sáng thấp. Thật vậy, ngay khi chúng tôi quay các cảnh không có một Một hình ảnh rất tối hoặc đầy “tiếng ồn” (ký sinh trùng). Chúng tôi cũng thấy, trong một số trường hợp, Biến dạng hình ảnh trong quá trình chuyển động nhanh.

Các yếu tố khác chơi về chất lượng

Tóm lại là, chúng ta có thể nói về điều đó Công nghệ CMOS (gần đây hơn) trưởng thành Nhưng đó, trong Miền cụ thể của máy quay video, nó chưa (chưa) công nghệ CCD bằng nhau về mặt nhạy cảm và kết xuất định tính của hình ảnh.

Lưu ý rằng chất lượng của hình ảnh video cũng được liên kết với chất lượng của mục tiêu và các công nghệ liên quan: Điều khiển khuếch đại (AGC), Phần mềm bù trắng (AWB), Quản lý bộ đếm tự động (WDR).

Liên kết đến cửa hàng

Sự tham gia của chúng tôi

Hỗ trợ kỹ thuật miễn phí
Cấu hình và đào tạo

bảo hành 2 năm
Trao đổi tiêu chuẩn

Hài lòng hoặc hoàn trả
14 ngày để thay đổi suy nghĩ của bạn

Vận chuyển
Ở nhà trong 24/48h

Theo chúng tôi

Báo giá miễn phí

Liên hệ với các nhóm của chúng tôi để có được báo giá hoàn toàn phù hợp với nhu cầu của bạn.

Nhờ vào lời khuyên của nhân viên bán hàng của chúng tôi, bạn có thể xây dựng, sửa đổi, tinh chỉnh và hoàn thiện các dự án lưu động video của bạn, đồng thời làm chủ chi phí của họ.

Vì vậy, đừng ngần ngại, đăng ký báo giá.

Liên hệ chúng tôi

Théo Media
97 Alexandre Borodine Allée
Công viên công nghệ Lyon
Tòa nhà gỗ
69800 ST PRIEST
Tư thư hai đên thư sau
Từ 9 giờ sáng đến 6h30 chiều