關(guān)于攝像頭產(chǎn)品的術(shù)語(yǔ)詳解

標(biāo)簽：圖像傳感 CMOS CCD

傳感器類(lèi)型：我們常說(shuō)的數(shù)碼攝像頭的傳感器相當(dāng)與傳統(tǒng)相機(jī)的膠片，傳感器是數(shù)碼攝像頭的核心，也是最關(guān)鍵的技術(shù)，它是一種用來(lái)接收通過(guò)鏡頭的光線，并且將這些光信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)的裝置。目前數(shù)碼攝像頭的核心成像部件有兩種：一種是 CCD (電荷藕合)元件;另一種是 CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體)器件。

CCD 感光器件： CCD 全稱為 Charge Coupled Device ，中文翻譯為電荷藕合器件。它使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，然后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)壓縮處理經(jīng) USB 接口傳到電腦上就形成所采集的圖像。

CMOS 感光器件： CMOS 全稱為 Complementary Metal-Oxide Semiconductor ，中文翻譯為互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體。 CMOS 的制造技術(shù)和一般計(jì)算機(jī)芯片沒(méi)什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，使其在 CMOS 上共存著帶 N (帶 – 電) 和 P (帶 + 電)級(jí)的半導(dǎo)體，這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀成影像。

CMOS 與 CCD 的區(qū)別： CCD 和 CMOS 在制造上的主要區(qū)別是 CCD 是集成在半導(dǎo)體單晶材料上，而 CMOS 是集成在被稱做金屬氧化物的半導(dǎo)體材料上，工作原理沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。 CCD 只有少數(shù)幾個(gè)廠商例如索尼、松下等掌握這種技術(shù)。而且 CCD 制造工藝較復(fù)雜，采用 CCD 的攝像頭價(jià)格都會(huì)相對(duì)比較貴。事實(shí)上經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，目前 CCD 和 CMOS 的實(shí)際效果的差距已經(jīng)減小了不少。而且 CMOS 的制造成本和功耗都要低于 CCD 不少，所以很多攝像頭生產(chǎn)廠商采用的 CMOS 感光元件。 成像方面：在相同像素下 CCD 的成像通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準(zhǔn)確。而 CMOS 的產(chǎn)品往往通透性一般，對(duì)實(shí)物的色彩還原能力偏弱，曝光也都不太好，由于自身物理特性的原因， CMOS 的成像質(zhì)量和 CCD 還是有一定距離的。 但由于低廉的價(jià)格以及高度的整合性，因此在攝像頭領(lǐng)域還是得到了廣泛的應(yīng)用。

目前，市場(chǎng)銷(xiāo)售的數(shù)碼攝像頭中以 CMOS 感光器件的為主。在采用 CMOS 為感光元器件的產(chǎn)品中，通過(guò)采用影像光源自動(dòng)增益補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，自動(dòng)亮度、白平衡控制技術(shù)，色飽和度、對(duì)比度、邊緣增強(qiáng)以及伽馬矯正等先進(jìn)的影像控制技術(shù)，完全可以達(dá)到與 CCD 攝像頭相媲美的效果。受市場(chǎng)情況及市場(chǎng)發(fā)展等情況的限制，攝像頭采用 CCD 圖像傳感器的廠商為數(shù)不多，主要原因是采用 CCD 圖像傳感器成本高的影響。

合理使用攝相頭： 首先不要在逆光環(huán)境下使用，尤其不要直接指向太陽(yáng)，否則“放大鏡燒螞蟻”的慘劇就會(huì)發(fā)生在您的攝像頭上。其次環(huán)境光線不要太弱，否則直接影響成像質(zhì)量。克服這種困難有兩種辦法，一是加強(qiáng)周?chē)炼龋沁x擇要求最小照明度小的產(chǎn)品，現(xiàn)在有些攝像頭已經(jīng)可以達(dá)到 5lux 。

最后要注意的是合理使用鏡頭變焦，不要小瞧這點(diǎn)，通過(guò)正確的調(diào)整，攝像頭也同樣可以擁有近距離拍攝的功能。

傳感器像素：影像傳感器上有許多感光單元，它們可以將光線轉(zhuǎn)換成電荷，從而形成對(duì)應(yīng)于景物的電子圖像。而在傳感器中，每一個(gè)感光單元對(duì)應(yīng)一個(gè)像素( Pixels )，像素越多，代表著它能夠感測(cè)到更多的物體細(xì)節(jié)，從而圖像就越清晰。要提高圖像的清晰度，除了在影像處理方面做出提高以外，增加傳感器的感光單元的數(shù)量即提高傳感器像素也是一個(gè)主要的辦法。 現(xiàn)在市面上主流的攝像頭大都是采用 30 萬(wàn)像素，即在傳感器中一共有大約 30 萬(wàn)個(gè)感光單元。與之對(duì)應(yīng)的成像分辨率為 640×480 (即等于 307200 個(gè)像素)。最高分辯率：分辨率是用于度量位圖圖像內(nèi)數(shù)據(jù)量多少的一個(gè)參數(shù)，通常表示成 dpi(dot per inch, 每英寸點(diǎn) ) 。 攝像頭的分辨率是指攝像頭解析圖象的能力，也即攝像頭的影像傳感器的像素?cái)?shù)。最高分辨率就是指攝像頭能最高分辨圖像的能力的大小，即攝像頭的最高像素?cái)?shù) 。現(xiàn)在市面上較多的 30 萬(wàn)像素 CMOS 的最高分辨率一般為 640×480 ， 50 萬(wàn)像素 CMOS 的最高分辨率一般為 800×600 。分辨率的兩個(gè)數(shù)字表示的是圖片在長(zhǎng)和寬上占的點(diǎn)數(shù)的單位，一張數(shù)碼圖片的長(zhǎng)寬比通常是4U3。 在實(shí)際應(yīng)用中，像素越高，拍攝出來(lái)的圖像品質(zhì)就越好，但另一方面也并不是像素越高越好，對(duì)于同一畫(huà)面，像素越高的產(chǎn)品它的解析圖像的能力也越強(qiáng)，但相對(duì)它記錄的數(shù)據(jù)量也會(huì)大得多，所以對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的要求也就高得多。如果將攝像頭用于網(wǎng)絡(luò)聊天或者視頻會(huì)議，那么分辨率越高則需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬就越大。因此消費(fèi)者在這方面應(yīng)該注意，應(yīng)根據(jù)自己的需要選擇一款像素適合自己的產(chǎn)品。

值得注意的一點(diǎn)：有些分辨率的標(biāo)識(shí)是指這些產(chǎn)品利用軟件所能達(dá)到的插值分辨率，雖然說(shuō)也能適當(dāng)提高所得圖像的精度，但和硬件分辨率相比還是有著一定的差距的。 最大幀數(shù)： 幀數(shù)就是在 1 秒鐘時(shí)間里傳輸?shù)膱D片的張數(shù)，也可以理解為圖形處理器每秒鐘能夠刷新幾次，通常用 fps ( Frames Per Second )表示。每一幀都是靜止的圖象，快速連續(xù)地顯示幀便形成了運(yùn)動(dòng)的假象。高的幀率可以得到更流暢逼真的動(dòng)畫(huà)。每秒鐘幀數(shù)( fps )愈多，所顯示的動(dòng)作就會(huì)愈流暢。要避免動(dòng)作不流暢的最低 fps 是 30 。除了 30fps 外，有些計(jì)算機(jī)視頻格式，例如 AVI ，每秒只能提供 15 幀。我們之所以能夠利用攝像頭來(lái)看到連續(xù)不斷的影像，是因?yàn)橛跋駛鞲衅鞑粩鄶z取畫(huà)面并傳輸?shù)狡聊簧蟻?lái)，當(dāng)傳輸速度達(dá)到一定的水平時(shí)，人眼就無(wú)法辨別畫(huà)面之間的時(shí)間間隙，所以大家可以看到連續(xù)動(dòng)態(tài)的畫(huà)面。

色彩位數(shù)： 色彩位數(shù)又稱彩色深度，攝像頭的彩色深度指標(biāo)反映了攝像頭能正確記錄色調(diào)有多少，色彩位數(shù)的值越高，就越可能更真實(shí)地還原亮部及暗部的細(xì)節(jié)。 色彩位數(shù)以二進(jìn)制的位( bit )為單位，用位的多少表示色彩數(shù)的多少。目前所有的攝像頭的色彩位數(shù)都達(dá)到了 24 位(也就是能表達(dá) 2 的 24 次方種顏色)，可以生成真彩色的圖象。色彩位數(shù)高，就可以得到更大的色彩動(dòng)態(tài)范圍。也就是說(shuō)，對(duì)顏色的區(qū)分能夠更加細(xì)膩。 攝像頭最常見(jiàn)的是 24 位， 30 位的攝像頭極少見(jiàn)到。具體來(lái)說(shuō)，一般攝像頭中每種基色采用 8 位或 10 位表示，三種基色紅、綠、藍(lán)總的色彩位數(shù)為基色位數(shù)乘以 3 ，即 8×3=24 位或者 10×3=30 位。攝像頭色彩位數(shù)反映了攝像頭能正確表示色彩的多少，以 24 位為例，三基色 ( 紅、綠、藍(lán) ) 各占 8 位二進(jìn)制數(shù)，也就是說(shuō)紅色可以分為 2 的 8 次方 =256 個(gè)不同的等級(jí)，綠色和藍(lán)色也是一樣。那么它們的組合為 256×256×256=16777216 ，即大約 1600 萬(wàn)種顏色，而 30 位可以表示 10 億種。色彩深度值越高，就越能真實(shí)地還原色彩。