Capteur: il fait référence à un capteur d'image, dont la surface contient plusieurs à des dizaines de millions de photodiodes. Il s'agit d'une puce semi-conductrice qui convertit les images optiques en signaux électriques.
Pixel: Un pixel est l'unité de base d'un capteur. Une image est composée de pixels, et le nombre de pixels indique la quantité d'éléments photosensibles contenus dans l'appareil photo.
Résolution: il fait référence au nombre maximum de pixels qu'une image peut accueillir dans les directions horizontales et verticales.
Taille des pixels: il fait référence à la taille réelle représentée par un pixel dans les directions de longueur et de largeur.
Bénéficieusement représentés par la figure ci-dessus, les pixels représentent le nombre total de grilles noires dans cette image, qui est de 91 pixels, tandis que la résolution fait référence au nombre de grilles noires respectivement de la longueur et de la largeur. La figure illustrée ci-dessus est 13 * 7. La taille des pixels est la taille représentée par chaque grille noire de cette image, et l'unité est généralement des micromètres. Lorsque la taille de l'image est constante, plus la taille des pixels est grande, plus la résolution est faible et plus la clarté est faible.
Tableau de filtre de couleur BayerCONTEXTE: Après que les gens avaient des capteurs qui pouvaient ressentir l'intensité de la lumière, ils ne pouvaient prendre que des photos noires - et - images de gris) parce que les capteurs à l'époque ne pouvaient que sentir l'intensité de la lumière mais pas de couleur. Si l'on voulait obtenir une image couleur, la méthode la plus directe était d'ajouter des filtres de différentes couleurs. Par conséquent, le réseau Bayer a été développé. Il est composé de filtres rouges, verts et bleus disposés alternativement selon un motif régulier. Un filtre de l'une des couleurs RVB est placé sur chaque pixel, permettant uniquement à la lumière d'une couleur spécifique.
Formation de Bayer: par Eastman. Le tableau Bayer, inventé par Bryce Bayer, un scientifique de Kodak, en 1976, est encore largement utilisé dans le domaine du traitement numérique d'image à ce jour.
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Cellules de l'?il humain
Dans l'?il humain, il existe deux types de cellules visuelles: le c?ne - forme et la tige - fa?onnée.
Les cellules coniques sont en outre classées en trois types: les cellules photoréceptrices rouges, les cellules de photorécepteurs vertes (les plus sensibles) et les cellules photoréceptrices bleues. Ils ne sont pas sensibles lorsque l'illuminance est faible. Ce n'est que lorsque l'intensité lumineuse atteint une certaine condition que les cellules du c?ne peuvent fonctionner.
Les cellules de tige sont très sensibles à la lumière et peuvent former des images d'objets dans des conditions d'éclairage très faibles, mais elles ne peuvent pas sentir les couleurs.
Cela explique également pourquoi les gens peuvent voir des objets la nuit mais ne peuvent pas distinguer efficacement leurs couleurs.
La différence entre le CCD et les CMO
CCD (chargement de charge de charge): Charge - Dispositif couplé, intégré sur des matériaux monocristallés semi-conducteurs.
CMOS (semi-conducteur d'oxyde métallique complémentaire): semi-conducteur d'oxyde métallique complémentaire, intégré sur des matériaux semi-conducteurs d'oxydes métalliques.
à l'heure actuelle, sur le marché de la sécurité, les capteurs d'image des caméras sont soit CCD ou CMOS. à l'ère de la surveillance standard - Définition, les caméras analogiques et les caméras de réseau standard - Définition ont généralement utilisé des capteurs CCD. Cependant, au cours des dernières années, CMOS a avalé le marché du CCD. à l'ère de la surveillance élevée de définition, les CMOS ont progressivement remplacé les capteurs CCD.
1. vitesse de lecture d'informations
Les informations de charge stockées dans le périphérique couplé CCD doivent être transférées bit par bit vers le bas sous le contr?le du signal synchrone, puis uniformément amplifiée pour la conversion ADC. La sortie de transfert et de lecture des informations de charge nécessite un circuit de commande d'horloge et le circuit global est relativement complexe. Les capteurs CMOS effectuent directement un gain d'amplification et un analogue - à - Conversion numérique dans l'unité de lumière - sensible, ce qui rend la lecture du signal très simple. Ils peuvent également traiter simultanément les informations de l'image de chaque unité. Par conséquent, la vitesse de lecture des CMOS est plus rapide que celle du CCD.
2. Sensibilité
étant donné que chaque pixel d'un capteur CMOS contient des circuits supplémentaires (amplificateurs et circuits de conversion A / D), la zone de la lumière - sensible de chaque pixel n'occupe qu'une petite partie de la zone propre du pixel. Par conséquent, lorsque la taille des pixels est la même, la sensibilité d'un capteur CMOS est inférieure à celle d'un capteur CCD.
3. bruit
étant donné que chaque photodiode dans CMOS nécessite un amplificateur, s'il est mesuré dans les mégapixels, des millions d'amplificateurs sont nécessaires. Comme les amplificateurs sont des circuits analogiques, il est difficile de maintenir le gain d'amplification de chaque pixel cohérent. Par conséquent, par rapport aux capteurs CCD qui n'ont qu'un seul amplificateur, le bruit des capteurs CMOS augmentera considérablement, affectant la qualité de l'image.
4. Consommation d'énergie
La méthode d'acquisition d'image des capteurs CMOS est active. La charge générée par la photodiode est directement amplifiée et convertie par le circuit adjacent. Cependant, les capteurs CCD sont passifs dans l'acquisition. Une tension appliquée doit être appliquée pour faire la charge dans chaque pixel se déplacer vers le bas, et la tension appliquée nécessite généralement 12 à 18V. Par conséquent, le CCD nécessite également une conception précise de la ligne d'alimentation et résister à la résistance à la tension. La tension de conduite élevée rend la consommation électrique de CCD beaucoup plus élevée que celle des CMO.
5. Co?t
étant donné que les capteurs CMOS adoptent le processus MOS, qui est le plus souvent utilisé dans les circuits semi-conducteurs généraux, les circuits périphériques (tels que le contr?le de synchronisation, les CD, les FAI, etc.) peuvent être facilement intégrés dans la puce du capteur, économisant ainsi le co?t des puces périphériques. Le CCD transmet les données par transfert de charge. Si un seul pixel ne fonctionne pas, la ligne entière de données ne peut pas être transmise. Par conséquent, le rendement du CCD est relativement faible. De plus, son processus de fabrication est complexe et seuls quelques fabricants peuvent le ma?triser. C'est également la raison du co?t élevé.
Vitesse d'obturation
L'obturateur est un appareil utilisé pour contr?ler le temps d'exposition et est un composant important d'une caméra. Sa structure, sa forme et sa fonction sont des facteurs importants dans la mesure de la note d'une caméra. Les capteurs d'image CCD et CMOS utilisent des volets électroniques, y compris des volets mondiaux et des volets roulants.
Objet mondial: tous les pixels du capteur collectent la lumière simultanément et exposent simultanément. Autrement dit, au début de l'exposition, le capteur commence à collecter la lumière. à la fin de l'exposition, le circuit de collecte de lumière est coupé, puis la valeur du capteur est lue comme un cadre.
Tous les pixels sont exposés au même moment, similaires à la congélation d'un objet en mouvement, il convient donc pour tirer rapidement - des objets en mouvement.
Attein roulant: le capteur y parvient par une exposition progressive. Au début de l'exposition, le capteur scanne la ligne par ligne et expose la ligne par ligne jusqu'à ce que tous les pixels soient exposés. Bien s?r, toutes les actions sont terminées en un temps extrêmement court et le temps d'exposition pour différents pixels en ligne varie.
Il s'agit d'une exposition séquentielle de ligne - par - ligne, il ne convient donc pas au tournage d'objets en mouvement. Si l'objet ou la caméra est dans un état de mouvement rapide pendant le tir, le résultat de la prise de vue est très susceptible de montrer des phénomènes tels que "incliné", "balancement" ou "exposition partielle".
La tendance de développement des CMOS
1. Faible effet léger
Le développement du front FSI traditionnel (illumination du c?té avant) - Capteur CMOS illuminé au BSI (éclairage arrière) à l'arrière - Le capteur CMOS illuminé est un saut technologique majeur. La plus grande optimisation du capteur CMOS du dos - illuminé réside dans le changement de la structure interne du composant. Retour - CMOS illuminé inverse l'orientation des composants de la couche légers - Sensitive, permettant à la lumière d'entrer directement à l'arrière. Cela évite l'influence du circuit entre les microlens et la photodiode et le transistor dans la structure du capteur CMOS traditionnel, améliorant considérablement l'efficacité de la lumière et améliorant considérablement l'effet de prise de vue dans de faibles conditions légères. Retour - Les capteurs CMOS illuminés ont fait un saut qualitatif en sensibilité par rapport aux capteurs CMOS traditionnels. En conséquence, leur capacité de mise au point et leur qualité d'image ont été considérablement améliorées sous un faible éclairage.
2. Suppression du bruit
D'une part, l'algorithme de détection de bruit spécialisé est directement intégré dans la logique de contr?le du capteur d'image CMOS. Grace à cette technologie, le bruit fixe peut être éliminé avec succès. D'un autre c?té, diverses innovations technologiques sont adoptées dans le FAI, telles que la technologie du débraillé, pour améliorer le problème du bruit des CMO.
3. Haute intégration
L'un des principaux avantages des capteurs CMOS. Il s'agit d'un circuit avec d'autres fonctions intégrées dans son capteur. Par exemple, l'OV10633 lancé est un capteur de plage dynamique HD 720p. Le modèle OV10633 intègre la plage dynamique de WDR et les fonctions de traitement du signal d'image ISP sur la même puce que le capteur d'image.
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