IP高清橫空出世 CMOS傳感器趁機(jī)上位

從之前的分析不難看出，IPC所有的構(gòu)成部件中，最為關(guān)鍵的是圖像傳感器，其指標(biāo)優(yōu)秀與否直接影響到網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)畫(huà)面效果。明日實(shí)業(yè)楊祖棟認(rèn)為，目前市場(chǎng)上大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)均采用CMOS作為感光元件，但與CCD傳感器相比，其在高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)上的應(yīng)用具有優(yōu)勢(shì)。中瀛鑫科技吳勇華說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)高清CCD主要是索尼，CMOS傳感器芯片供應(yīng)商比較多，高端的如索尼、松下，中端的如美光，中低端的如Omnivision(蘋(píng)果手機(jī)用的也是這種)。CCD和CMOS傳感器在網(wǎng)絡(luò)高清上的表現(xiàn)主要由他們不同的處理技術(shù)決定，CCD采用全局曝光技術(shù)，低照度下效果優(yōu)勢(shì)明顯，但工藝復(fù)雜，成品率低，價(jià)格居高不下;CMOS采用逐行曝光技術(shù)，工藝簡(jiǎn)單，可大批量生產(chǎn)，具有較強(qiáng)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但低照度下的效果有待繼續(xù)改善，不過(guò)高端的CMOS傳感器在低照度下的效果甚至好過(guò)CCD。毋庸置疑，CMOS傳感器是IP高清的主流技術(shù)趨勢(shì)。

海康威視(002415,股吧)于學(xué)海談到CCD傳感器在靈敏度、噪聲控制等方面都優(yōu)于CMOS傳感器，而CMOS傳感器則具有低成本、低功耗、高整合度的特點(diǎn)。不過(guò)，隨著CCD與CMOS傳感器技術(shù)的進(jìn)步，兩者的差異已經(jīng)逐漸縮小。然而CCD的成本高，集成度低，信息讀取慢，相比下CMOS的特點(diǎn)更適合當(dāng)下的高清相機(jī)，將會(huì)引領(lǐng)高清相機(jī)的未來(lái)。浙江大華黃維儉說(shuō)，CCD傳感器技術(shù)起步較早，技術(shù)相對(duì)成熟，具有感光度高、噪點(diǎn)低的優(yōu)點(diǎn)，在成像質(zhì)量方面存在優(yōu)勢(shì)，但是其處理速度相對(duì)較慢、功耗及成本較高，目前只在130萬(wàn)像素及200萬(wàn)像素上有所使用;CMOS傳感器則有處理速度相對(duì)較快、功耗低及成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，使其在高清監(jiān)控中發(fā)展迅速，經(jīng)過(guò)幾年時(shí)間的技術(shù)的沉淀與創(chuàng)新，目前CMOS傳感器已克服了照度等問(wèn)題，再加上CMOS有著較高的動(dòng)態(tài)范圍，使CMOS產(chǎn)品在高清攝像機(jī)的地位越來(lái)越重要，市場(chǎng)上也是采用CMOS傳感器的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)占了大部分。波?？萍伎锶空J(rèn)為在模擬時(shí)代，主要是都是CCD做模擬攝像機(jī)，而到了數(shù)字高清時(shí)代，則是以CMOS為主的數(shù)字百萬(wàn)高清攝像機(jī)。CCD的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、解析力強(qiáng)、信噪比高、低照度效果好。但CCD不適于做數(shù)字高清攝像機(jī)，且價(jià)格較貴，其核心技術(shù)被日系廠商把控，國(guó)內(nèi)廠家難以做深層次的開(kāi)發(fā)。而CMOS價(jià)格低廉、自主開(kāi)發(fā)程度高，符合開(kāi)放、合作的現(xiàn)代科技理念，此外近幾年隨著國(guó)內(nèi)有實(shí)力的高清廠商的研發(fā)，CMOS攝像機(jī)在低照度、紅外性有了突破性的發(fā)展，其性能遠(yuǎn)超CCD模擬攝像機(jī)。

天地偉業(yè)馬可威認(rèn)為CCD特有的工藝，具有低照度效果好、信噪比高、通透感強(qiáng)、色彩還原能力佳等優(yōu)點(diǎn)，在交通、醫(yī)療等高端領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。由于其成像方面的優(yōu)勢(shì)，在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)還會(huì)延續(xù)采用，但同時(shí)由于其成本高、功耗大也制約了其市場(chǎng)發(fā)展的空間。CMOS傳感器采用一般半導(dǎo)體電路最常用的CMOS工藝，具有集成度高、功耗小、速度快、成本低等特點(diǎn)，最近幾年在寬動(dòng)態(tài)、低照度方面發(fā)展迅速。市場(chǎng)上推出的最新的超低照度、超寬動(dòng)態(tài)等CMOS SENSOR產(chǎn)品，效果表現(xiàn)優(yōu)秀，相比早期的CCD傳感器在低照性能上已經(jīng)沒(méi)有差距。CMOS傳感器大多使用Rolling Shutter(卷簾快門(mén))曝光模式，在捕捉高速運(yùn)動(dòng)物體時(shí)，會(huì)有扭曲、畸變現(xiàn)象。

金三立張智安采訪中說(shuō)，在同等面積下，CCD的優(yōu)勢(shì)是靈敏度較高、色彩還原真實(shí)、整體圖像品質(zhì)好、解析度高、噪點(diǎn)控制好、低照度下成像效果好，然而其功率大、成本高。信息讀取方式上，CCD需外部電路控制，較為復(fù)雜。CMOS優(yōu)勢(shì)是信號(hào)讀取速度快、低功耗、集成度高、成本低，略顯不足的是其靈敏度稍低，但信息讀取方式上看，CMOS直接讀取電流(或電壓)信號(hào)，速度是CCD的10倍以上。蘇州科達(dá)郭俊偉也談到CCD目前最大的優(yōu)勢(shì)在于global shutter，因此目前成為高清卡口相機(jī)的不二選擇，缺點(diǎn)就是像素難以繼續(xù)提高，發(fā)熱量較大;而CMOS本身像素可以做的更高且發(fā)熱量小，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，CMOS在低照度、噪聲等方面已經(jīng)取得了非常大的進(jìn)步，目前高清監(jiān)控相機(jī)中CMOS占據(jù)了相對(duì)較大的比例。保千里陳德銀對(duì)于此問(wèn)題詳細(xì)談到，感光器件是攝像機(jī)最為核心的部分，在模擬攝像機(jī)及標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中，CCD最為廣泛使用。

但隨著百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的出現(xiàn)，其主要采用高分辨率的逐行掃描方式，逐行掃描的CMOS傳感器比隔行掃描CCD芯片更有優(yōu)勢(shì)，其依次掃描每條電視線，而不是將電視線分成奇數(shù)和偶數(shù)線條后再疊加成一副完整圖像。采用隔行掃描，快速運(yùn)動(dòng)的物體在奇數(shù)場(chǎng)掃描和偶數(shù)場(chǎng)掃描中的位置存在較大差異，導(dǎo)致畫(huà)面模糊不清，對(duì)于交通等領(lǐng)域而言，需要的是清晰、無(wú)鋸齒的運(yùn)動(dòng)車(chē)輛圖像，CMOS在像素密度上的優(yōu)勢(shì)使其處于領(lǐng)先地位。目前，130萬(wàn)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)沿襲模擬的優(yōu)勢(shì)，較多采用CCD，而200萬(wàn)像素以上的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)則更多傾向于CMOS。CCD的特點(diǎn)是靈敏度高，但其響應(yīng)速度較低，而CMOS除了像素密集度的優(yōu)勢(shì)之外，成本、功耗等優(yōu)勢(shì)更為廠家青睞;當(dāng)然“金無(wú)赤足，人無(wú)完人”，CMOS存在著不足，其在低照度環(huán)境下噪點(diǎn)較多，如果沒(méi)有補(bǔ)光措施，在低照度環(huán)境下使用很難達(dá)到理想效果。

依據(jù)以上觀點(diǎn)，記者總結(jié)得出在視頻監(jiān)控處于模擬階段一直是CCD的天下，索尼、夏普兩大CCD廠家在市場(chǎng)上呼風(fēng)喚雨。時(shí)過(guò)境遷，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)高清橫空出世，CMOS趁機(jī)上位，一步步蠶食CCD的市場(chǎng)份額，如今已形成與CCD分庭抗禮之勢(shì)，甚至出現(xiàn)趕超之勢(shì)。