分析CCD与CMOS五个方面互有优劣

    CCD和CMOS都是图像传感器的核心部分。但其工作原理还是有很多不同的，也许大家会认为CCD成像清晰、噪点少，所以相对CMOS优势明显。其实不然，虽然大量的ADC给CMOS带来了低噪点的缺陷，但也在其他方面显示出了极大的好处。比较CCD与CMOS,它们在以下五个方面互有优劣： 

　　灵敏度 
　　由于CMOS每个像素包含一个感光二极管、一个电荷/电压转换单元、一个晶体管以及一个放大器，导致感光二极管占据的面积只是整个元件的一小部分。过多的额外设备压缩单一像素的有效感光区域的表面积，因此在像素尺寸相同的情况下，CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。直接的后果就是低照度环境下，CMOS无法像CCD一样灵敏，成像清晰度大大降低。 

    成本 
　　CCD电荷耦合器存储的电荷信息，需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取，电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复杂。如果专用通道中有一个像素故障，就会导致一整排的信号拥塞而无法传递。因此CCD的良率比CMOS低。而CMOS应用半导体工业常用的MOS制程，可以一次整合全部周边设施于单晶片中，节省加工晶片所需负担的成本和良率的损失，成本大为降低。

　　噪点 
　　由于CMOS每个感光二极体旁都搭配一个ADC放大器，如果以百万像素计，那么就需要百万个以上的ADC放大器。由于放大器属于模拟器件，无法保证每个像点的放大率严格一致，致使放大后的图像无法代表拍摄物体的原貌。因此，对比每行只有单个放大器的CCD,CMOS最终计算出的噪点就比较多。 

    速度 
　　CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下，以行为单位一位一位地输出信息，速度较慢；而CMOS光电传感器采集光信号的同时就可以取出电信号，还能同时处理各单元的图像信息，速度比CCD电荷耦合器快很多。 

    功耗 
　　CCD传感器除了在电源管理电路设计上的难度更高之外，电荷耦合器大多需要三组电源供电，耗电量较大；而CMOS光电传感器只需使用一个电源，耗电量非常小，仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10,CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。
 
　　CCD与CMOS摄像机应用场合 
　　通过以上比较分析，能看出CCD与CMOS各有优势。基于此，我们可以做到扬长避短，在不同应用场合合理选择CCD或CMOS摄像机。 

    低照度环境下宜使用CCD摄像机 
　　由于CCD感光单元有效面积大，在光照强度较低的环境中，能相对清晰地呈现出被摄物体原貌。相反，CMOS传感器灵敏度低，ISO感光度差，低照时成像清晰度大大降低。所以，在低照度环境下，如灯光较暗的停车场、楼梯间、封闭通道和暗室等，宜选用感光灵敏的CCD摄像机。 

　　隐蔽环境中使用CMOS摄像机 
　　CMOS传感器可以将所有逻糪-和控制环都放在同一个硅芯片块上，使摄像机变得简单灵巧，因此CMOS摄像机可以做得非常小。而CCD摄像机限于外围复杂电路影响，体积无法做到CMOS般微型化。对于道路、门口等摄像机易受不法分子攻击破坏的场合，选用CMOS摄像机能达到隐蔽执法、避免攻击的作用。 

　　图像质量要求高的场合选用CCD摄像机 
　　CCD结构中由于每行仅有一个ADC,信号放大比例一致，所以图像还原真实自然、噪点低，在对画质要求苛刻的场合宜选用CCD摄像机。像素越高、尺寸越大的CCD拥有更好的图像品质。目前监控用CCD摄像机已能做到200万至500万高像素，而CCD也囊括了1英寸（12.8mm×9.6mm）、2/3英寸（8.8mm×6.6mm）、1/2英寸（6.4mm×4.8mm）、1/3英寸（4.8mm×3.6mm）、1/4英寸（3.2mm×2.4mm）等多种尺寸。 

　　高帧摄像时选用CMOS摄像机更佳 
　　CCD在工作时，上百万个像素感光后会生成上百万个电荷，每个专用通道中的电荷全部经过一个'放大器'进行电压转变。因此，这个'放大器'就成为了制约图像处理速度的瓶颈。所有电荷由单一通道输出，当数据量大时就容易发生信号拥堵。而像素越高，需要传输和处理的数据也就越多，使用单CCD无法满足高速读取大量高清数据的需要。而CMOS传感器不需要复杂的处理过程，直接将图像半导体产生的光电信号转变成数字信号，因此处理非常快。这个优点使得CMOS传感器对于高帧摄像机非常有用，速度能达到400到2000帧/秒。所以对于高速摄像场所，选用CMOS摄像机效果更佳。