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- 轉(zhuǎn)CCD、COMS，數(shù)字?jǐn)z像頭、模擬攝像頭、TVL、PAL、AV、CVBS等的聯(lián)系和區(qū)別
發(fā)布時間：2019-04-06 閱覽次數(shù)：2212 次
CCD、COMS，數(shù)字?jǐn)z像頭、模擬攝像頭、TVL、PAL、AV、CVBS等的聯(lián)系和區(qū)別
1、就CCD和CMOS而言：
ADC的位置和數(shù)量是最大的不同。CCD曝光結(jié)束后，進(jìn)行電信號轉(zhuǎn)移，將每一行中每一個象元的電荷信號依行序依次傳入每行的“緩沖器”中，由底端線路依次將每行的電信號引導(dǎo)輸出至 CCD 旁的放大器進(jìn)行放大，再串聯(lián) ADC 輸出，此為線陣CCD；另外一種是每行均有放大電路，各行同時將捕捉的當(dāng)前圖像信息進(jìn)行ADC，既可以同時接受一幅完整的圖像信息，此為面陣CCD。
CMOS 的設(shè)計中每個像素就直接連著 ADC，電信號直接放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
比較：CCD的特色在于充分保持信號在傳輸時不失真，透過每一個像素集合至單一放大器上再做統(tǒng)一處理，可以保持圖像的完整性；CMOS的制程較簡單，沒有專屬通道的設(shè)計，因此必須先行放大再整合各個像素的資料。由此可見，CMOS的成像過程更加容易出現(xiàn)壞點，使圖像失真，但隨著他工藝的可兼容性和功耗，使得它更加適合嵌入式的需要，同時，產(chǎn)生的圖像失真可以通過相應(yīng)的算法進(jìn)行補(bǔ)償，但這里需要注意的是，CMOS的成像特點決定了它非常容易受到外界環(huán)境光的影響，在使用的過程中，一定要設(shè)計出符合要求的光源。實質(zhì)上，CCD和CMOS不具有深挖其內(nèi)涵的需要，對使用者而言，感光度、解析度、噪點、RGB分割、CMYK分割還是RGBE分割，等這些指標(biāo)體現(xiàn)不出來使用差異了！工作過程中，沒有多大的區(qū)別，尤其在最近幾年，隨著CMOS工藝的不斷完善，最高端的攝像頭都有采用CMOS的。
2、有關(guān)分辨率的理解
分辨率：有關(guān)分辨率的概念描述是很多的，但他們都是指行象素和列象素的乘積。但由于顯示器、圖像等的表述對象差異，理解方式就不同。以下摘抄網(wǎng)絡(luò)上一些精確的定義，并做整理。
顯示器的分辨率：就是屏幕圖像的精密度，是指顯示器所能顯示的點數(shù)的多少。由于屏幕上的點、線和面都是由點組成的，顯示器可顯示的點數(shù)越多，畫面就越精細(xì)，屏幕區(qū)域內(nèi)能顯示的信息也越多，所以分辨率是個非常重要的性能指標(biāo)之一?？梢园颜麄€圖像想象成是一個大型的棋盤，而分辨率的表示方式就是所有經(jīng)線和緯線交叉點的數(shù)目。
以分辨率為1024×768的屏幕來說，即每一條水平線上包含有1024個像素點，共有768條線，即掃描列數(shù)為1024列，行數(shù)為768行。分辨率不僅與顯示尺寸有關(guān)，還受顯像管點距、視頻帶寬等因素的影響。其中，它和刷新頻率的關(guān)系比較密切，嚴(yán)格地說，只有當(dāng)刷新頻率為“無閃爍刷新頻率”，顯示器能達(dá)到最高多少分辨率，才能稱這個顯示器的最高分辨率為多少。
在圖形環(huán)境中，高分辨率能有效地收縮屏幕圖象。這就是為什么顯示器選擇的分辨率越大，顯示屏上的圖像越小的原因了。同樣5×5的圖標(biāo)被放在了更大的棋盤格里當(dāng)然會變小。
LCD液晶顯示器和傳統(tǒng)的CRT顯示器，分辨率都是重要的參數(shù)之一。由于其成像原理不同，傳統(tǒng)CRT顯示器所支持的分辨率較有彈性，而LCD的像素間距已經(jīng)固定，所以支持的顯示模式不像CRT那么多。LCD的最佳分辨率，也叫最大分辨率，在該分辨率下，液晶顯示器才能顯現(xiàn)最佳影像（所以最好把你的LCD顯示器放心的調(diào)整到最大的分辨率顯示吧）。
圖像的分辨率：指圖像中存儲的信息量，圖像分辨率和圖像的像素有直接的關(guān)系。一張分辨率為640 x 480的圖片，那它的分辨率就達(dá)到了307，200像素，也就是我們常說的30萬像素，而一張分辨率為1600 x 1200的圖片，它的像素就是200萬。這樣，我們就知道，分辨率的兩個數(shù)字表示的是圖片在長和寬上占的點數(shù)的單位。一張數(shù)碼圖片的長寬比通常是4：3。
3、數(shù)字?jǐn)z像頭和模擬攝像頭
這兩個攝像頭的區(qū)別困擾我很久，因為我總是把這兩種攝像頭的區(qū)別歸因于所選的感光元件的差異，其實是大錯特錯。
區(qū)別1：輸出。其實不管你選擇CCD還是CMOS，只要你輸出的信號是數(shù)字的，就稱為數(shù)字?jǐn)z像頭；輸出的是標(biāo)準(zhǔn)模擬信號的，就是模擬攝像頭，或多稱為模擬攝像機(jī)。
區(qū)別2：接口。數(shù)字?jǐn)z像頭有USB接口（聊天用的），1394火線（高分辨率），千兆網(wǎng)接口（網(wǎng)絡(luò)攝像頭）；模擬攝像頭（機(jī)）多采用AV視頻端子（信號線＋地線）或S-VIDEO端子（俗稱蓮花頭），輸出標(biāo)準(zhǔn)電視信號(PAL或NTSC)。
區(qū)別3：分辨率。這個區(qū)別是很顯著的。模擬攝像頭的感光器件，其象素指標(biāo)一般都維持在752（H）×582（V）左右這個水平，像素數(shù)也就是41W左右。數(shù)字?jǐn)z像頭的分辨率（這里說分辨率指的都是感光器件而不是采集到的圖像的）有市面上?？吹降陌偃f級的像素數(shù)。但這并不能說數(shù)字?jǐn)z像頭的成像分辨率就比模擬攝像頭的高，原因在于模擬攝像頭輸出的是模擬視頻信號，它輸出的模擬信號直接輸入至電視或監(jiān)視器，其感光器件的分辨率與電視信號的掃描線數(shù)呈一定的換算關(guān)系，圖象的顯示介質(zhì)已經(jīng)確定，因此模擬攝像機(jī)沒有必要采用高分辨率的感光器件，換句話說，模擬攝像頭的感光器件分辨率不是不能做高，而是沒必要做高。
4、象元及其相關(guān)
象元其實就是感光器件上分布的一個個小感光點。它與顯示在顯示設(shè)備或圖像上的象素點是一一對應(yīng)的。象元的尺寸當(dāng)然是越大約好，因為象元的尺寸越大，感受光線的能力也就越強(qiáng)，單一象素點反映出的色彩也就越準(zhǔn)確。但這又產(chǎn)生了一系列的矛盾，象元尺寸越大，單位面積的象元點個數(shù)就會隨之減少，整體顯示出來的像素數(shù)就會變小，更加不利于高分辨率圖像的顯示；然而增大象元點面積的同時增加感光元件的尺寸的話，又會使感光器件的成品率下降，造價上升。下面進(jìn)行個人總結(jié)：
為什么市面上會有模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)呢？主要的原因是輸出的數(shù)據(jù)大小。這也是為什么市面上的模擬相機(jī)都是應(yīng)用在監(jiān)控和航模航拍相機(jī)上，這是因為其文件一般是Mpg（其是編碼為MPEG-1的視頻的一種擴(kuò)展名，最大壓縮比可以達(dá)到200:1，其是比AVI格式的還小數(shù)據(jù)量），這種視頻的數(shù)據(jù)量很小，利于監(jiān)控攝像頭的長時間錄像、航模的圖傳。 對于批判他們的分辨率分別是TVL 、像素。
分辨率里的TVL的解釋？
TVL的意思是“電視行",用來衡量“分解被拍攝景物細(xì)節(jié)”的能力； 像素: 就是各種顏色的一個一個小點，像素越多，圖可以放得越大越清晰。 為什么會有這兩者分類？是因為他們的圖像成像原理是不同的。
其中的模擬相機(jī)的圖像是由線構(gòu)成的，其成像時是以行為單位統(tǒng)一成像的，然后組成一幅圖像。如果TVL圖像仔細(xì)看的話，會發(fā)現(xiàn)上面有一條一條的線。其跟電視的的顯示原理一樣，是線掃描成像的，故其使用線來進(jìn)行衡量其清晰度，因為線越多則越高清。其與像素分辨率可以轉(zhuǎn)換，不過轉(zhuǎn)化出來的像素值大小是沒有意義的，不能說像素值越大圖像越大，應(yīng)當(dāng)看線數(shù)，線數(shù)越大越清晰。
從上面可以看出模擬相機(jī)的像素值一般就只有幾十萬像素，其不是做不高，而是沒必要，因為現(xiàn)在的線數(shù)可以滿足大部分的要求，記住模擬相機(jī)追求的是數(shù)據(jù)量小并且有清晰。1080P指的是逐行掃描其是1080線，540I是隔行掃描就是1080線。
數(shù)字相機(jī)的圖像是有像素構(gòu)成的，以一個個像素為單位單獨成像，然后構(gòu)成一幅圖像。其中相機(jī)分辨率以1080P 、I等分的話，其是模擬相機(jī)的說法。
不過現(xiàn)在的有些相機(jī)是模式混合的，采集的是數(shù)字信號，然后轉(zhuǎn)換為模擬信號以線數(shù)輸出。
3.AV與CVbs、音頻的關(guān)系和s-video信號聯(lián)系和區(qū)別。
其中AV信號就是包含有video、audio，如果把其分開了就是一般有三條線，分別為黃色--視頻、紅白色--R L音頻。其中的黃色線的視頻我們叫做cvbs信號，其是不包含有音頻的信號。這就是為什么單頭的模擬相機(jī)都只有一個黃色的線和黑色的電源線出來，單獨的線我們叫做cvbs線，如果三個一起的我們就叫做av線，其中cvbs輸出的是模擬視頻信號，其中hd-sdi輸出的高清數(shù)字視頻信號，其要使用能播放sdi視頻的顯示器才能顯示。
還有一個就是s-video也叫s端子其是只有一個video的沒有音頻的，一般我們使用是使用在投影儀、液晶電視里，其與av公用音頻輸入端子，為什么起不使用cvbs端子呢？是因為其要把視頻里的亮度和色度分離傳輸，避免了混合視頻信號傳輸是亮度與色度之間的干擾。其如下圖：
4.PAL制式與NTSC制式直接的關(guān)系和聯(lián)系。
PAL與NTSC都是視頻制式--字面上的意思就是視頻的制作方式，指其制作的分辨率、幀率等，從中可以看出其與上面的AV、S等端子沒有關(guān)系。其中PAL的是（H x V）720*576，而NTSC的是760*480. 其兩者是部分模擬信號還是數(shù)字信號的。由于這兩者的分辨率是固定的，所以當(dāng)隨著高清電視液晶等的誕生，這里也開始慢慢改變制式了，例如1080p的使用HDTV制式，當(dāng)時其也向下兼容PAL、NTSC制式的視頻。
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