Det grundl?ggende koncept af sensor

Sensor: Den henviser til en billedsensor, hvis overflade indeholder flere millioner til titusinder af millioner fotodioder. Det er en halvlederchip, der konverterer optiske billeder til elektriske signaler.
Pixel: En pixel er den grundl?ggende enhed for en sensor. Et billede er sammensat af pixels, og antallet af pixels indikerer m?ngden af ??fotosf?lsomme elementer indeholdt i kameraet.
Opl?sning: Det henviser til det maksimale antal pixels, som et billede kan rumme i b?de de vandrette og lodrette retninger.
Pixelst?rrelse: Den henviser til den faktiske st?rrelse repr?senteret af en pixel i b?de l?ngden og bredden.
Livt repr?senteret af ovenst?ende figur repr?senterer pixels det samlede antal sorte gitter i dette billede, som er 91 pixels, mens opl?sningen henviser til antallet af sorte gitter i henholdsvis l?ngde og bredde. Figuren vist ovenfor er 13*7. Pixelst?rrelse er den st?rrelse, der er repr?senteret af hvert sort gitter i dette billede, og enheden er generelt mikrometer. N?r billedst?rrelsen er konstant, jo st?rre er pixelst?rrelsen, jo lavere opl?sning og jo lavere er klarheden.

Bayer Color Filter Array

Baggrund: Efter at folk havde sensorer, der kunne fornemme lysets intensitet, kunne de kun tage sorte - og - hvide fotos (gr?tonebilleder), fordi sensorerne p? det tidspunkt kun kunne fornemme lysets intensitet, men ikke farve. Hvis man ?nskede at f? et farvebillede, var den mest direkte metode at tilf?je filtre i forskellige farver. Derfor blev Bayer Array udviklet. Det er sammensat af r?de, gr?nne og bl? filtre arrangeret skiftevis i et almindeligt m?nster. Et filter p? en af ??RGB -farverne placeres p? hver pixel, hvilket kun tillader lyset af en bestemt farve at passere.
Bayer Formation: Af Eastman. Bayer Array, opfundet af Bryce Bayer, en videnskabsmand fra Kodak, i 1976, er stadig vidt brugt inden for digital billedbehandling indtil i dag.
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?———————————-? ?

Human ?jenceller

I det menneskelige ?je er der to typer af visuelle celler: kegle - formet og stang - formet.
Kegleceller klassificeres yderligere i tre typer: r?de fotoreceptorceller, gr?nne fotoreceptorceller (de mest f?lsomme) og bl? fotoreceptorceller. De er ikke f?lsomme, n?r belysningen er lav. F?rst n?r lysintensiteten n?r en bestemt tilstand, kan keglecellerne fungere.
Rodceller er meget f?lsomme over for lys og kan danne billeder af genstande under meget svage lysforhold, men de kan ikke fornemme farver.
Dette forklarer ogs?, hvorfor folk kan se genstande om natten, men kan ikke effektivt skelne deres farver.


Forskellen mellem CCD og CMOS

CCD (opladningsparenhed): opladning - koblet enhed, integreret p? halvlederens enkeltkrystallmaterialer.
CMOS (komplement?r metaloxid halvleder): komplement?r metaloxid halvleder, integreret p? halvledermaterialer af metaloxider.

P? nuv?rende tidspunkt p? sikkerhedsmarkedet er billedsensorerne p? kameraer enten CCD eller CMOS. I ?raen med standard - Definitionsoverv?gning anvendte b?de analoge kameraer og standard - Definition Netv?rkskameraer generelt CCD -sensorer. I de sidste par ?r har CMO'er imidlertid slukket CCD -markedet. I ?raen med h?j - Definitionsoverv?gning har CMO'er gradvist erstattet CCD -sensorer.

1. Information L?sningshastighed
Opladningsoplysningerne, der er gemt i CCD -opladningen - Koblet enhed, skal overf?res bit efter bit nedad under kontrol af det synkrone signal og derefter ensartet amplificeret til ADC -konvertering. Overf?rslen og l?seudgangen af ??ladningsoplysningerne kr?ver et urkontrolkredsl?b, og det samlede kredsl?b er relativt kompliceret. CMOS -sensorer udf?rer direkte forst?rkningsgevinst og analog - til - digital konvertering inden for den lette - f?lsom enhed, hvilket g?r signall?sning meget enkel. De kan ogs? behandle billedoplysninger fra hver enhed samtidig. Derfor er CMO'ernes l?sehastighed hurtigere end CCD.
2. F?lsomhed
Fordi hver pixel af en CMOS -sensor indeholder yderligere kredsl?b (forst?rkere og A/D -konverteringskredsl?b), optager det lys - f?lsomme omr?de for hver pixel kun en lille del af pixels eget omr?de. N?r pixelst?rrelsen er den samme, er f?lsomheden af ??en CMOS -sensor derfor lavere end for en CCD -sensor.
3. st?j
Da hver fotodiode i CMO'er kr?ver en forst?rker, hvis det m?les i megapixel, er der behov for millioner af forst?rkere. Da forst?rkere er analoge kredsl?b, er det vanskeligt at holde forst?rkningsfor?gelsen for hver pixel konsistent. Sammenlignet med CCD -sensorer, der kun har en forst?rker, vil st?j fra CMOS -sensorer stige markant, hvilket p?virker billedkvaliteten.
4. str?mforbrug
Metoden til billedoptagelsesmetode for CMOS -sensorer er aktiv. Opladningen genereret af fotodioden amplificeres og konverteres direkte af det tilst?dende kredsl?b. CCD -sensorer er imidlertid passive ved erhvervelse. En p?f?rt sp?nding skal p?f?res for at f? ladningen i hver pixel til at bev?ge sig nedad, og den p?f?rte sp?nding kr?ver normalt 12 til 18V. Derfor kr?ver CCD ogs? pr?cis design af str?mforsyningslinjelinjen og modst? sp?ndingsstyrke. Den h?je k?rselssp?nding g?r str?mforbruget for CCD meget h?jere end CMOS.
5. Omkostninger
Da CMOS -sensorer vedtager MOS -processen, som er de mest almindeligt anvendte i generelle halvlederkredsl?b, kan perifere kredsl?b (s?som timingkontrol, CDS, ISP osv.) Let integreres i sensorchippen, hvilket sparer omkostningerne ved perifere chips. CCD transmitterer data gennem opladningsoverf?rsel. Hvis kun en pixel ikke fungerer, kan hele r?kken med data ikke overf?res. Derfor er udbyttet af CCD relativt lavt. Desuden er dens fremstillingsproces kompleks, og kun f? producenter kan mestre den. Dette er ogs? grunden til de h?je omkostninger.

Lukkerhastighed

Lukkeren er en enhed, der bruges til at kontrollere eksponeringstiden og er en vigtig komponent i et kamera. Dens struktur, form og funktion er vigtige faktorer til m?ling af et kamera. B?de CCD- og CMOS -billedsensorer bruger elektroniske skodder, herunder globale skodder og rullende skodder.
Global lukker: Alle pixels af sensoren indsamler lys samtidig og uds?ttes samtidig. Det vil sige, i begyndelsen af ??eksponeringen, begynder sensoren at samle lys. Ved afslutningen af ??eksponeringen afsk?res lysopsamlingskredsl?bet, og derefter l?ses sensorv?rdien som en ramme.
Alle pixels uds?ttes p? samme ?jeblik, svarende til at fryse et bev?gende objekt, s? det er velegnet til at optage hurtigt - bev?gelige genstande.
Rullende lukker: Sensoren opn?r dette gennem progressiv eksponering. I begyndelsen af ??eksponeringen scanner sensoren linje for linje og uds?tter linje for linje, indtil alle pixels er udsat. Naturligvis er alle handlinger afsluttet p? en ekstremt kort tid, og eksponeringstiden for forskellige r?kkepixels varierer.
Det er linje - efter - linje sekventiel eksponering, s? det er ikke egnet til at skyde bev?gelige genstande. Hvis objektet eller kameraet er i en tilstand af hurtig bev?gelse under optagelse, er det meget sandsynligt, at skyde -resultatet viser f?nomener som "vipping", "svingende" eller "delvis eksponering".

Udviklingstrenden for CMOS

1. Lav - Lyseffekt
Udviklingen fra den traditionelle FSI (forsidebelysning) front - oplyste CMOS -sensor til BSI (bagsidebelysning) tilbage - oplyste CMOS -sensor er et vigtigt teknologisk spring. Den st?rste optimering af ryggen - oplyste CMOS -sensor ligger i ?ndringen af ??den interne struktur af komponenten. Tilbage - oplyste CMOS vender orienteringen af ??de lys - f?lsomme lagkomponenter, hvilket g?r det muligt for lys direkte at komme ind bagfra. Dette undg?r p?virkningen af ??kredsl?bet mellem mikrolenerne og fotodioden og transistoren i den traditionelle CMOS -sensorstruktur, hvilket markant forbedrer effektiviteten af ??lys og forbedrer optagelseseffekten i h?je - lysforhold. Tilbage - oplyste CMOS -sensorer har gjort et kvalitativt spring i f?lsomhed sammenlignet med traditionelle CMOS -sensorer. Som et resultat er deres fokuseringsevne og billedkvalitet meget forbedret under lav belysning.

2. st?jundertrykkelse
P? den ene side er den specialiserede st?jdetekteringsalgoritme direkte integreret i kontrollogikken for CMOS -billedf?leren. Gennem denne teknologi kan fast st?j fjernes med succes. P? den anden side vedtages forskellige teknologiske innovationer i internetudbyderen, s?som denoising -teknologi, for at forbedre st?jproblemet for CMO'er.

3. h?j integration
En af de st?rste fordele ved CMOS -sensorer. Det er et kredsl?b med andre funktioner integreret i dens sensor. For eksempel er den lancerede OV10633 en 720p HD bred dynamisk r?kkevidde sensor. OV10633 -modellen integrerer WDR Wide Dynamic Range og ISP -billedsignalbehandling fungerer p? den samme chip som billedf?leren.

Tidligere:

N?ste: Hvordan dobbelt - Spectrum AI -kameraer beskytter dyreliv: Globale applikationer og p?virkning