图像传感器CMOS和CCD优劣势的对比分析

据悉，随着数字网络摄像机的发展和普及，图像传感器正逐渐从CCD独大向CCD和CMOS并举的态势转变。先不去探讨此观点的正确性，下面笔者先参照上文中提及的图像传感器技术指标，来具体比较CCD和CMOS两者的优劣势。

据苏州科达科技有限公司监控产品经理郭俊伟表示：“CCD和CMOS两种传感器各有长短，CMOS传感器具备低成本、高集成度、高速率、底功耗等优势;而CCD能提供更好的感光度和更好的图质，可谓可有千秋。”具体对比分析如下表(表1为CCD和CMOS优劣势对比)。

表1为CCD和CMOS优劣势对比

·像素构成。科达郭俊伟表示：“CCD由于像素点中没有放大电路，其光电二极管的感光面较大，所以相比同尺寸的CMOS能提供更好的感光度和更大分辨率。但因为所有电荷都要逐个像素移位，在经过放大器处理，由此制造工艺要远比CMOS复杂且成品率低，所以CCD的成本要远比CMOS高。”

·数据读取效率。科达郭俊伟同时表示：“CMOS具备高速的读取效率，对于处理高分辨的大量数据具有天然的优势。一但其制作工艺成熟后且便于与其它SOC集成。其整体方案的成本要明显优于CCD。同时，基于它的像素结构的特点，它的功耗相对较小。”

·感光度。据悉，由于CMOS传感器每个电荷都先经放大再转移，带来问题就是噪声多而影响图像品质。加上其每个像素点中都含有放大器件，缩小了单位感光面积，所以它的感光度明显不如CCD;

·成像效果。四川艾普视达数码科技有限公司市场部经理范清华表示：“CCD因为感光灵敏度较好，故在低照度下的成像具有优势，而CMOS的高像素优势，在高清监控时由于数据处理量大，CCD实现起来成本相对较高，故多以CMOS传感器居多。”据悉，苏州科达高清传感器CCD和CMOS均有采用，如普通枪机和半球选用高清CMOS传感器，在实现高清分辨率和色彩还原好的同时，仍确保售价较低廉;而对于激光和红外摄像机，则采用了CCD图像传感器，其主要保证夜间红外补光效果;

·曝光时间。艾普视达范清华表示：“CCD通常采用Global Shutter快门方式，曝光时间更短，适合道路抓拍场合应用。由于CMOS多是采用Rolling Shutter电子快门方式，当物体移动较快时，会出现部分曝光、倾斜、抖动等现象，厂商方面也有开始着手在CMOS上使用Global Shutter技术，或者是通过长延时闪光灯来解决现有Rolling Shutter模式下的闪光同步问题。”

由此看来，CCD和CMOS各有千秋。但随着索尼Exmor CMOS的推出，CMOS的低照效果和噪声控制得到了很大的改善，在低照这方面已将达到可以媲美CCD的效果，如天地伟业最新产品选用的传感器就均为背照式EXMOR CMOS;而艾普视达公司高清产品也主要用的是基于CMOS图像传感器，难怪艾普视达范清华表示：“目前，在各主力厂商的不断努力下，新的CMOS器件不断推陈出新，高动态范围CMOS器件已经出现，这一技术消除了对快门、光圈、自动增益控制及伽玛校正的需要，使网络摄像机接近且超过CCD的成像质量。另外由于CMOS先天的可塑性，可以做出高分辨率像素的大型CMOS感光器而成本却不上升多少。相对于CCD，CMOS作为新生事物而展示出了蓬勃的活力。作为百万像素高清网络摄像机的核心部件，CMOS图像传感器以已经有逐渐取代CCD感光器的趋势。”