Det grunnleggende sensorbegrepet

Sensor: Den refererer til en bildesensor, hvis overflate inneholder flere millioner til titalls millioner fotodioder. Det er en halvlederbrikke som konverterer optiske bilder til elektriske signaler.
Pixel: En piksel er den grunnleggende enheten til en sensor. Et bilde er sammensatt av piksler, og antall piksler indikerer mengden lysf?lsomme elementer som finnes i kameraet.
Oppl?sning: Det refererer til det maksimale antall piksler som et bilde har plass til b?de horisontale og vertikale retninger.
Pixel -st?rrelse: Den refererer til den faktiske st?rrelsen representert av en piksel i b?de lengde- og bredde retninger.
Piksler som er levende representert med ovennevnte figur, representerer piksler det totale antallet svarte rutenett i dette bildet, som er 91 piksler, mens oppl?sningen refererer til antall svarte rutenett i henholdsvis lengden og bredden. Figuren vist ovenfor er 13*7. Pixel -st?rrelse er st?rrelsen som er representert av hvert svart rutenett i dette bildet, og enheten er generelt mikrometer. N?r bildest?rrelsen er konstant, jo st?rre pikselst?rrelse, jo lavere oppl?sning og lavere klarhet.

Bayer Color Filter Array

Bakgrunn: Etter at folk hadde sensorer som kunne kjenne lysintensiteten, kunne de bare ta svarte - og - hvite bilder (gr?toner av bilder) fordi sensorene p? den tiden bare kunne f?le intensiteten til lys, men ikke farge. Hvis man ?nsket ? f? et fargebilde, var den mest direkte metoden ? legge til filtre i forskjellige farger. Derfor ble Bayer -matrisen utviklet. Den er sammensatt av r?de, gr?nne og bl? filtre arrangert vekselvis i et vanlig m?nster. Et filter av en av RGB -fargene er plassert p? hver piksel, slik at bare lyset fra en spesifikk farge kan passere gjennom.
Bayer -formasjon: av Eastman. Bayer -matrisen, oppfunnet av Bryce Bayer, en forsker fra Kodak, i 1976, er fremdeles mye brukt innen digital bildebehandling til i dag.
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?————————————? ?

Menneskelige ?yeceller

I det menneskelige ?yet er det to typer visuelle celler: kjegle - formet og stang - formet.
Kegleceller er videre klassifisert i tre typer: r?de fotoreseptorceller, gr?nne fotoreseptorceller (de mest f?lsomme) og bl? fotoreseptorceller. De er ikke f?lsomme n?r belysningen er lav. F?rst n?r lysintensiteten n?r en viss tilstand, kan kjeglecellene fungere.
Stangceller er sv?rt f?lsomme for lys og kan danne bilder av objekter under veldig svake lysforhold, men de kan ikke f?le farger.
Dette forklarer ogs? hvorfor folk kan se gjenstander om natten, men ikke effektivt kan skille fargene sine.


Forskjellen mellom CCD og CMOS

CCD (Charge Couple Device): Lading - Koblet enhet, integrert p? halvleder enkeltkrystallmaterialer.
CMOS (komplement?r metalloksyd halvleder): komplement?r metalloksyd halvleder, integrert p? halvledermaterialer av metalloksider.

For tiden, i sikkerhetsmarkedet, er bildesensorene til kameraer enten CCD eller CMOS. I en tid med standard - definisjonsoverv?kning brukte b?de analoge kameraer og standard - Definisjonsnettverkskameraer generelt CCD -sensorer. I l?pet av de siste ?rene har CMOS imidlertid svelget opp CCD -markedet. I en tid med h?y - definisjonsoverv?king har CMOS gradvis erstattet CCD -sensorer.

1. Informasjonslesehastighet
Ladningsinformasjonen som er lagret i CCD -ladningen - koblet enhet, m? overf?res bit etter bit nedover under kontroll av det synkrone signalet, og deretter jevnt forsterket for ADC -konvertering. Overf?rings- og leseutgangen til ladningsinformasjonen krever en klokkekontrollkrets, og den totale kretsen er relativt kompleks. CMOS -sensorer utf?rer direkte forsterkningsforsterkning og analog - til - digital konvertering i lyset - sensitiv enhet, noe som gj?r signallesing veldig enkelt. De kan ogs? behandle bildeinformasjon fra hver enhet samtidig. Derfor er lesehastigheten til CMOs raskere enn CCD.
2. F?lsomhet
Fordi hver piksel p? en CMOS -sensor inneholder flere kretsl?p (forsterkere og A/D -konverteringskretser), opptar lyset - f?lsomme omr?de p? hver piksel bare en liten del av pikselens eget omr?de. Derfor, n?r pikselst?rrelsen er den samme, er f?lsomheten til en CMOS -sensor lavere enn for en CCD -sensor.
3. st?y
Siden hver fotodiode i CMOS krever en forsterker, hvis m?lt i megapiksler, er det n?dvendig med millioner forsterkere. Ettersom forsterkere er analoge kretsl?p, er det vanskelig ? holde forsterkningsgevinsten til hver piksel konsistent. Sammenlignet med CCD -sensorer som bare har en forsterker, vil st?yen fra CMOS -sensorer derfor ?ke betydelig og p?virke bildekvaliteten.
4. Str?mforbruk
Bildeinnsamlingsmetoden til CMOS -sensorer er aktiv. Ladningen som genereres av fotodioden blir direkte forsterket og konvertert av den tilst?tende kretsen. Imidlertid er CCD -sensorer passive i anskaffelse. En p?f?rt spenning m? p?f?res for ? gj?re ladningen i hver piksel bevege seg nedover, og den p?f?rte spenningen krever vanligvis 12 til 18V. Derfor krever CCD ogs? presis str?mforsyningslinjeutforming og t?ler spenningsstyrke. Den h?ye kj?respenningen gj?r str?mforbruket av CCD mye h?yere enn for CMOS.
5. Kostnad
Fordi CMOS -sensorer tar i bruk MOS -prosessen, som er den mest brukte i generelle halvlederkretser, kan perifere kretsl?p (for eksempel timingkontroll, CD -er, ISP, etc.) enkelt integreres i sensorbrikken, og dermed sparer kostnadene for perifere brikker. CCD overf?rer data gjennom ladeoverf?ring. Hvis bare en piksel ikke klarer ? operere, kan ikke hele dataraden overf?res. Derfor er utbyttet av CCD relativt lavt. Dessuten er produksjonsprosessen kompleks, og bare noen f? produsenter kan mestre den. Dette er ogs? grunnen til de h?ye kostnadene.

Lukkerhastigheten

Lukkeren er en enhet som brukes til ? kontrollere eksponeringstiden og er en viktig komponent i et kamera. Strukturen, form og funksjon er viktige faktorer for ? m?le karakteren til et kamera. B?de CCD- og CMOS -bildesensorer bruker elektroniske skodder, inkludert globale skodder og rullende skodder.
Global lukker: Alle piksler p? sensoren samler lys samtidig og utsetter samtidig. Det er, i begynnelsen av eksponeringen, begynner sensoren ? samle lys. P? slutten av eksponeringen blir lysinnsamlingskretsen avsk?ret, og deretter blir sensorverdien lest som en ramme.
Alle piksler blir utsatt i samme ?yeblikk, lik frysing av et bevegelig objekt, s? det er egnet for ? skyte raskt - bevegelige gjenstander.
Rullende lukker: Sensoren oppn?r dette gjennom progressiv eksponering. I begynnelsen av eksponeringen skanner sensoren linje for linje og utsetter linje for linje til alle piksler er utsatt. Selvf?lgelig er alle handlingene fullf?rt p? ekstremt kort tid, og eksponeringstiden for forskjellige radpiksler varierer.
Det er linje - ved - linjesekvensiell eksponering, s? det er ikke egnet for ? skyte bevegelige gjenstander. Hvis objektet eller kameraet er i en tilstand av rask bevegelse under skyting, er det veldig sannsynlig at skuddresultatet viser fenomener som "vipping", "svaiende" eller "delvis eksponering".

Utviklingstrenden til CMOS

1. Lav - Lyseffekt
Utviklingen fra den tradisjonelle FSI (forsidebelysning) foran - Opplyst CMOS -sensor til BSI (bakside -belysning) Back - Opplyst CMOS -sensor er et viktig teknologisk sprang. Den st?rste optimaliseringen av baksiden - Opplyst CMOS -sensor ligger i endringen av den interne strukturen til komponenten. Tilbake - Opplyst CMOS reverserer orienteringen av lyset - f?lsomme lagkomponenter, slik at lys direkte kan komme inn fra ryggen. Dette unng?r p?virkning av kretsen mellom mikrolens og fotodiode og transistoren i den tradisjonelle CMOS -sensorstrukturen, noe som forbedrer effektiviteten av lys og forbedrer skyteeffekten betydelig i lave - lysforhold. Tilbake - Opplyst CMOS -sensorer har gjort et kvalitativt sprang i f?lsomhet sammenlignet med tradisjonelle CMOS -sensorer. Som et resultat har deres fokuseringsevne og bildekvalitet blitt betydelig forbedret under lav belysning.

2. St?yundertrykkelse
P? den ene siden er den spesialiserte st?ydeteksjonsalgoritmen direkte integrert i kontrolllogikken til CMOS -bildesensoren. Gjennom denne teknologien kan fast st?y elimineres med hell. P? den annen side blir forskjellige teknologiske nyvinninger vedtatt i ISP, for eksempel denoising -teknologi, for ? forbedre st?yproblemet med CMOs.

3. H?y integrasjon
En av de st?rste fordelene med CMOS -sensorer. Det er en krets med andre funksjoner integrert i sensoren. For eksempel er den lanserte OV10633 en 720p HD bred dynamisk rekkevidde. OV10633 -modellen integrerer WDR bredt dynamisk omr?de og ISP -bildesignalbehandlingsfunksjoner p? samme brikke som bildesensoren.

Tidligere:

NESTE: Hvor dobbelt - Spectrum AI -kameraer beskytter dyreliv: Globale applikasjoner og p?virkning