機(jī)器視覺基本介紹

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1、機(jī)器視覺基本概念 2018.1.29 機(jī)器視覺系統(tǒng) 作用：利用機(jī)器代替人眼來做各種測(cè)量和判斷。 它是計(jì)算機(jī)學(xué)科 的一個(gè)重要分支，它綜合了光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)軟硬件等方面的技術(shù), 涉及到計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、 信號(hào)處理、光機(jī)電一體化等多個(gè)領(lǐng)域。 機(jī)器視覺系統(tǒng) 的特點(diǎn)：是提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。 在一些不適合于人工作業(yè)的危險(xiǎn)工 作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場(chǎng)合， 常用機(jī)器視覺來替代人工視覺； 同時(shí)在大批量工業(yè) 生產(chǎn)過程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高， 用機(jī)器視覺檢測(cè)方法可以大大提 高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。 而且機(jī)器視覺易于實(shí)現(xiàn)信息集成，是

2、實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造 的基礎(chǔ)技術(shù)?？梢栽谧羁斓纳a(chǎn)線上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行 測(cè)量、引導(dǎo)、檢測(cè)、和識(shí)別，并能保質(zhì)保量 的完成生產(chǎn)任務(wù) 視覺檢測(cè)：指通過機(jī)器視覺產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，分 CMOS和CCD兩種）將被攝取目 標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)， 傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)， 根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息， 轉(zhuǎn)變 成數(shù)字化信號(hào)；圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征, 進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果 來控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。是用于生產(chǎn)、裝配或包裝的有價(jià)值的機(jī)制。 它在檢測(cè)缺陷和防止缺 陷產(chǎn)品被配送到消費(fèi)者的功能方面具有不可估量的價(jià)值。 照明 照明是影響機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素，它直接影響輸入數(shù)

3、據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。 由于沒有通用的機(jī)器視覺照明設(shè)備，所以針對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例，要選擇相應(yīng)的照明裝置， 以達(dá)到最佳效果。 光源可分為可見光和不可見光。常用的幾種可見光源是白幟燈、日光燈、水銀燈和鈉 光燈?？梢姽獾娜秉c(diǎn)是光能不能保持穩(wěn)定。如何使光能在一定的程度上保持穩(wěn)定， 是實(shí)用化 過程中急需要解決的問題。 另一方面，環(huán)境光有可能影響圖像的質(zhì)量， 所以可采用加防護(hù)屏 的方法來減少環(huán)境光的影響。 照明系統(tǒng)按其照射方法可分為： 背向照明、前向照明、結(jié)構(gòu)光和頻閃光照明等。 其中， 背向照明是被測(cè)物放在光源和攝像機(jī)之間， 它的優(yōu)點(diǎn)是能獲得高對(duì)比度的圖像。 前向照明是 光源和攝像機(jī)位于被測(cè)

4、物的同側(cè)， 這種方式便于安裝。結(jié)構(gòu)光照明是將光柵或線光源等投射 到被測(cè)物上，根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變， 解調(diào)出被測(cè)物的三維信息。 頻閃光照明是將高頻率的光 脈沖照射到物體上，攝像機(jī)拍攝要求與光源同步。 鏡頭 FOV（ Field of Vision ）=所需分辨率*亞象素*相機(jī)尺寸/PRTM （零件測(cè)量公差比） 鏡頭選擇應(yīng)注意： ①焦距②目標(biāo)高度③影像高度④放大倍數(shù)⑤影像至目標(biāo)的距離 ⑥中心點(diǎn)/節(jié)點(diǎn)⑦畸變 視覺檢測(cè)中如何確定鏡頭的焦距 為特定的應(yīng)用場(chǎng)合選擇合適的工業(yè)鏡頭時(shí)必須考慮以下因素： ?視野-被成像區(qū)域的大小。 ?工作距離（WD）-攝像機(jī)鏡頭與被觀察物體或區(qū)域之間的距離。

5、 ?CCD -攝像機(jī)成像傳感器裝置的尺寸。 ?這些因素必須采取一致的方式對(duì)待。如果在測(cè)量物體的寬度，則需要使用水平方向 的CCD規(guī)格，等等。如果以英寸為單位進(jìn)行測(cè)量，則以英尺進(jìn)行計(jì)算，最后再轉(zhuǎn)換為毫 米。 參考如下例子：有一臺(tái) 1/3 ” C型安裝的CDD攝像機(jī)（水平方向?yàn)?4.8毫米）。物 體到鏡頭前部的距離為 12” （ 305毫米）。視野或物體的尺寸為 2.5 ” （64毫米）。換算系 數(shù)為1” = 25.4毫米（經(jīng)過圓整）。 FL = 4.8 毫米 x 305 毫米/ 64毫米 FL = 1464 毫米/ 64毫米 FL =按23毫米鏡頭的要求 FL = 0.19 ” x

6、12 ” / 2.5 ” FL = 2.28 ” / 2.5 ” FL = 0.912 ” x 24?毫米/inch FL =按23毫米鏡頭的要求 注：勿將工作距離與物體到像的距離混淆。工作距離是從工業(yè)鏡頭前部到被觀察物體 之間的距離。而物體到像的距離是 CCD傳感器到物體之間的距離。計(jì)算要求的工業(yè)鏡頭 焦距時(shí)，必須使用工作距離 相機(jī) 按照不同標(biāo)準(zhǔn)可分為：標(biāo)準(zhǔn)分辨率數(shù)字相機(jī)和模擬相機(jī)等。要根據(jù)不同的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng) 合選不同的相機(jī)和高分辨率相機(jī)：線掃描 CCD和面陣CCD ;單色相機(jī)和彩色相機(jī)。 圖像采集 圖像采集卡只是完整的機(jī)器視覺系統(tǒng)的一個(gè)部件，但是它扮演一個(gè)非常重要的角色。

7、圖像采集卡直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色、模擬、數(shù)字等等。 比較典型的是 PCI或AGP兼容的捕獲卡，可以將圖像迅速地傳送到計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器進(jìn) 行處理。有些采集卡有內(nèi)置的多路開關(guān)。例如，可以連接 8個(gè)不同的攝像機(jī)，然后告訴采 集卡采用那一個(gè)相機(jī)抓拍到的信息。有些采集卡有內(nèi)置的數(shù)字輸入以觸發(fā)采集卡進(jìn)行捕捉， 當(dāng)采集卡抓拍圖像時(shí)數(shù)字輸出口就觸發(fā)閘門。 視覺處理器 視覺處理器集采集卡與處理器于一體。以往計(jì)算機(jī)速度較慢時(shí)，采用視覺處理器加快 視覺處理任務(wù)。由于采集卡可以快速傳輸圖像到存儲(chǔ)器， 而且計(jì)算機(jī)也快多了， 所以視覺處 理器用的較少了。 機(jī)器選型 在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，獲得一張高質(zhì)量的

8、可處理的圖像是至關(guān)重要。系統(tǒng)之所以成功， 首先要保證圖像質(zhì)量好，特征明顯，。一個(gè)機(jī)器視覺項(xiàng)目之所以失敗，大部分情況是由于圖 像質(zhì)量不好，特征不明顯引起的。要保證好的圖像，必須要選擇一個(gè)合適的光源。 光源選型基本要素： 對(duì)比度：對(duì)比度對(duì)機(jī)器視覺來說非常重要。 機(jī)器視覺應(yīng)用的照明的最重要的任務(wù)就是使需要 被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產(chǎn)生最大的對(duì)比度， 從而易于特征的區(qū)分。 對(duì)比 度定義為在特征與其周圍的區(qū)域之間有足夠的灰度量區(qū)別。 好的照明應(yīng)該能夠保證需要檢測(cè) 的特征突出于其他背景。 亮度：當(dāng)選擇兩種光源的時(shí)候，最佳的選擇是選擇更亮的那個(gè)。 當(dāng)光源不夠亮?xí)r，可能有三種不好的情況

9、會(huì)出現(xiàn)。 第一，相機(jī)的信噪比不夠；由于光源的亮度不夠，圖像的對(duì)比度必然不夠，在圖像上 出現(xiàn)噪聲的可能性也隨即增大。 第二，其次，光源的亮度不夠，必然要加大光圈，從而減小了景深。 第三，另外，當(dāng)光源的亮度不夠的時(shí)候，自然光等隨機(jī)光對(duì)系統(tǒng)的影響會(huì)最大。 魯棒性：另一個(gè)測(cè)試好光源的方法是看光源是否對(duì)部件的位置敏感度最小。 當(dāng)光源放置在攝 像頭視野的不同區(qū)域或不同角度時(shí)， 結(jié)果圖像應(yīng)該不會(huì)隨之變化。 方向性很強(qiáng)的光源， 增大 了對(duì)高亮區(qū)域的鏡面反射發(fā)生的可能性，這不利于后面的特征提取。 好的光源需要能夠使你需要尋找的特征非常明顯，除了是攝像頭能夠拍攝到部件外， 好的光源應(yīng)該能夠產(chǎn)生最大的

10、對(duì)比度、亮度足夠且對(duì)部件的位置變化不敏感。 特征提取辨識(shí) 一般檢測(cè)（自動(dòng)識(shí)別）先利用高清晰度、高速攝像鏡頭拍攝標(biāo)準(zhǔn)圖像，在此基礎(chǔ)上設(shè) 定一定標(biāo)準(zhǔn)；然后拍攝被檢測(cè)的圖像，再將兩者進(jìn)行對(duì)比。 圖像識(shí)別處理時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的算法， 提取雜質(zhì)的特征，進(jìn)行模式識(shí)別，實(shí)現(xiàn)智能分析。 Color檢測(cè) 一般而言，從彩色 CCD相機(jī)中獲取的圖像都是 RGB圖像。也就是說每一個(gè)像素都由 紅（R ）綠（6）籃（B）三個(gè)成分組成，來表示 RGB色彩空間中的一個(gè)點(diǎn)。問題在于這些 色差不同于人眼的感覺。即使很小的噪聲也會(huì)改變顏色空間中的位置。 所以無論我們?nèi)搜鄹? 覺有多么的近似，在顏色空間中也不盡相同?；谏鲜鲈?/p>

11、因，我們需要將 RGB像素轉(zhuǎn)換成 為另一種顏色空間 CIELAB。目的就是使我們?nèi)搜鄣母杏X盡可能的與顏色空間中的色差相近。 Blob檢測(cè) 根據(jù)上面得到的處理圖像，根據(jù)需求，在純色背景下檢測(cè)雜質(zhì)色斑，并且要計(jì)算出色 斑的面積，以確定是否在檢測(cè)范圍之內(nèi)。 因此圖像處理軟件要具有分離目標(biāo)，檢測(cè)目標(biāo)，并 且計(jì)算出其面積的功能。 Blob分析(Blob Analysis )是對(duì)圖像中相同像素的連通域進(jìn)行分析， 該連通域稱為Blob。 經(jīng)二值化(Binary Thresholding )處理后的圖像中色斑可認(rèn)為是 blob。 Blob分析工具可以 從背景中分離出目標(biāo)，并可計(jì)算出目標(biāo)的數(shù)量、位

12、置、形狀、方向和大小，還可以提供相關(guān) 斑點(diǎn)間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在處理過程中不是采用單個(gè)的像素逐一分析， 而是對(duì)圖形的行進(jìn)行操作。 圖像的每一行都用游程長(zhǎng)度編碼 (RLE )來表示相鄰的目標(biāo)范圍。這種算法與基于象素的算 法相比，大大提高處理速度。 結(jié)果處理和控制 應(yīng)用程序把返回的結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)或用戶指定的位置，并根據(jù)結(jié)果控制機(jī)械部分做相 應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。 工作原理 視覺檢測(cè)涉及拍攝物體的圖像，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)并轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)供系統(tǒng)處理和分析，確保 符合其制造商的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)象會(huì)被跟蹤和剔除。 掌握視覺檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理對(duì)評(píng)估該系統(tǒng)對(duì)公司運(yùn)作所做的貢獻(xiàn)十分重要。必須充 分在設(shè)置視覺檢測(cè)系

13、統(tǒng)時(shí)所涉及到的變量。 正確設(shè)置這些變量， 采用合適的容差，這對(duì)確保 在動(dòng)態(tài)的生產(chǎn)環(huán)境中有效而可靠地運(yùn)行系統(tǒng)而言至關(guān)重要。 如果一個(gè)變量調(diào)整或設(shè)計(jì)不正確， 系統(tǒng)將連續(xù)出現(xiàn)錯(cuò)誤剔除，證明使用不可靠。 結(jié)構(gòu)組成 圖像部件 攝像機(jī)捕捉被檢測(cè)物體的電子圖像，然后將其發(fā)送到處理器進(jìn)行分析。電子圖像被轉(zhuǎn) 換成數(shù)字，表示圖像最小的部分，即像素。圖像顯示的像素?cái)?shù)量稱作分辨率。圖像的分辨率 越高，包含的像素?cái)?shù)量越多，進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，圖像的像素?cái)?shù)量越多，檢測(cè)結(jié)果越準(zhǔn)確。 攝像機(jī) 視覺檢測(cè)系統(tǒng)的攝像機(jī)有三個(gè)變量需要調(diào)整，以優(yōu)化捕捉到的圖像。它們是光圈、對(duì) 比度和快門速度。 照明部件 正確的照明對(duì)幫助創(chuàng)建

14、有效檢測(cè)所需的對(duì)比度很關(guān)鍵。當(dāng)對(duì)一件產(chǎn)品的正確系統(tǒng)設(shè)置 進(jìn)行評(píng)估時(shí)，設(shè)計(jì)師會(huì)花費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間用來確定檢測(cè)所需的最佳照明。 照明解決方案的類 型、幾何形狀、顏色和強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)提供盡可能強(qiáng)的對(duì)比。 軟件工具 視覺檢測(cè)系統(tǒng)使用軟件處理圖像。軟件采用算法工具幫助分析圖像。視覺檢測(cè)解決方 案使用此類工具組合來完成所需要的檢測(cè)。常用的包括， 搜索工具，邊界工具，特征分析工 具，過程工具，視覺打印工具等。 視覺檢測(cè)的優(yōu)勢(shì) 1、 非接觸測(cè)量，對(duì)于觀測(cè)者與被觀測(cè)者都不會(huì)產(chǎn)生任何損傷， 從而提高系統(tǒng)的可靠性。 2、 具有較寬的光譜響應(yīng)范圍，例如使用人眼看不見的紅外測(cè)量，擴(kuò)展了人眼的視覺范 圍。 3

15、、 長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作，人類難以長(zhǎng)時(shí)間對(duì)同一對(duì)象進(jìn)行觀察，而 機(jī)器視覺則可以長(zhǎng)時(shí)間 地作測(cè)量、分析和識(shí)別任務(wù)。 4、 利用了機(jī)器視覺解決方案，可以節(jié)省大量勞動(dòng)力資源，為公司帶來可觀利益。 CCD篇 1、 CCD視覺系統(tǒng)的作用：利用機(jī)器代替人眼來做各種測(cè)量和判斷。 2、 CCD視覺系統(tǒng)的組成： 該系統(tǒng)綜合了光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)軟硬件等方面的技術(shù)涉及到計(jì) 算機(jī)、圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、信號(hào)處理、光機(jī)電一體化等多個(gè)領(lǐng) 域。包括數(shù)字圖像處理技術(shù)、光學(xué)成像技術(shù)、傳感器技術(shù)、模擬與數(shù)字視頻 技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)等。 機(jī)話&覓(Machine Vision) 基 . |

16、機(jī)器 丨 亠 I 視応| < Machine) Vision) RM ■ ［代兀週的掙制 曲檢：人悅工￡.月k 丄 r 1 Jlfl 1'』 L * F % 申 j L& 1 li # Jn rh a ■* rir "丿耳 T* >1 - p nF n,nLrniir7t 11 1 jX j 3、CCD檢測(cè)原理 CCD與CMOSS的區(qū)別】 信息正常讀?。? CCD電荷耦合器存儲(chǔ)的電荷信息，需在同步信號(hào)控制下一位一位地實(shí)施轉(zhuǎn)移后讀取，電荷 信息轉(zhuǎn)移和讀取輸出需要有時(shí)鐘控制電路和三組不同的電源相配合，整個(gè)電路較為復(fù)雜

17、。 CMOS光電傳感器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后直接產(chǎn)生電流（或電壓）信號(hào)，信號(hào)讀取十分簡(jiǎn)單。 2） 速度 CCD電荷耦合器需在同步時(shí)鐘的控制下，以行為單位一位一位地輸出信息，速度較慢 ；而 CMOS光電傳感器采集光信號(hào)的同時(shí)就可以取出電信號(hào)， 還能同時(shí)處理各單元的圖像信息， 速度比CCD電荷耦合器快很多。 3） 電源及耗電量 CCD電荷耦合器大多需要三組電源供電， 耗電量較大；CMOS光電傳感器只需使用一個(gè)電源， 耗電量非常小，僅為 CCD電荷耦合器的1/8到1/10，CMOS光電傳感器在節(jié)能方面具有 很大優(yōu)勢(shì)。 4 ）成像質(zhì)量 CCD電荷耦合器制作技術(shù)起步早，技術(shù)成熟，采用 PN結(jié)或二

18、氧化硅（SiO2 ）隔離層隔離 噪聲，成像質(zhì)量相對(duì) CMOS光電傳感器有一定優(yōu)勢(shì)。由于 CMOS光電傳感器集成度高， 各光電傳感元件、電路之間距離很近，相互之間的光、電、磁干擾較嚴(yán)重，噪聲對(duì)圖像質(zhì)量 影響很大，使 CMOS光電傳感器很長(zhǎng)一段時(shí)間無法進(jìn)入實(shí)用。近年，隨著 CMOS電路消 噪技術(shù)的不斷發(fā)展，為生產(chǎn)高密度優(yōu)質(zhì)的 CMOS圖像傳感器提供了良好的條件。 cmosfflccd的區(qū)gl—— 毆I l*nil CMpMi Imi Interlin* Transfer CCD 1. 內(nèi)部結(jié)構(gòu)（傳感器本身的結(jié)構(gòu)） CCD的成像點(diǎn)為X-Y縱橫矩陣排列，每個(gè)成像點(diǎn)由一個(gè)光電二極管和

19、其控制的一個(gè)鄰 近電荷存儲(chǔ)區(qū)組成。光電二極管將光線（光量子）轉(zhuǎn)換為電荷（電子） ，聚集的電子數(shù) 量與光線的強(qiáng)度成正比。在讀取這些電荷時(shí)，各行數(shù)據(jù)被移動(dòng)到垂直電荷傳輸方向的緩 存器中。每行的電荷信息被連續(xù)讀出，再通過電荷 /電壓轉(zhuǎn)換器和放大器傳感。這種構(gòu) 造產(chǎn)生的圖像具有低噪音、 高性能的特點(diǎn)。但是生產(chǎn)CCD需采用時(shí)鐘信號(hào)、偏壓技術(shù)， 因此整個(gè)構(gòu)造復(fù)雜，增大了耗電量，也增加了成本 CMOS傳感器周圍的電子器件，如數(shù)字邏輯電路、時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器以及模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器等，可 在同一加工程序中得以集成。CMOS傳感器的構(gòu)造如同一個(gè)存儲(chǔ)器， 每個(gè)成像點(diǎn)包含一 個(gè)光電二極管、一個(gè)電荷 /電壓轉(zhuǎn)換單元、一

20、個(gè)重新設(shè)置和選擇晶體管，以及一個(gè)放大 器，覆蓋在整個(gè)傳感器上的是金屬互連器（計(jì)時(shí)應(yīng)用和讀取信號(hào)）以及縱向排列的輸出 信號(hào)互連器，它可以通過簡(jiǎn)單的 X-Y尋址技術(shù)讀取信號(hào) 2. CCD電荷耦合器需在同步時(shí)鐘的控制下，以行為單位一位一位地輸出信息，速度較慢 而CMOS光電傳感器采集光信號(hào)的同時(shí)就可以取出電信號(hào)，還能同時(shí)處理各單元的圖 像信息，速度比 CCD電荷耦合器快很多。 CMOS光電傳感器的加工采用半導(dǎo)體廠家生產(chǎn)集成電路的流程，可以將數(shù)字相機(jī)的所有部 件集成到一塊芯片上，如光敏元件、圖像信號(hào)放大器、信號(hào)讀取電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖像信 號(hào)處理器及控制器等，都可集成到一塊芯片上，還具有附加

21、 DRAM的優(yōu)點(diǎn)。只需要一個(gè)芯 片就可以實(shí)現(xiàn)很多功能，因此采用 CMOS芯片的光電圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的整體成本很低。 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 CC

22、D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。 tmo臺(tái)和的區(qū)別 總結(jié) CCD與CIDS的具體案比 SM CIOS 備注 信號(hào)英測(cè) 棚U型號(hào) 0,1-3LUX 6-15LUX 由兩種感光器件的 工作原理可以看出，CCD （電荷藕合器件圖像傳感器： Charge Coupled Device

23、），它的優(yōu)勢(shì)在于成像質(zhì)量好，但是由于制造工藝復(fù)雜，只有少數(shù)的廠商能夠掌握， 所以導(dǎo)致制造成本居高不下，特別是大型 CCD，價(jià)格非常高昂。 在相同分辨率下，CMOS ）價(jià)格比 CCD 互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體： Complementary Metal-Oxide Semiconductor 便宜，但是 CMOS 器件產(chǎn)生的圖像質(zhì)量相比 CCD 來說要低一些。 CMOS 針對(duì) CCD 最主要的優(yōu)勢(shì)就是非常省 電，不像由二極管組成的 CCD ，CMOS 電路幾 乎沒有靜態(tài)電量消耗，只有在電路接通時(shí)才有電量的消耗。這就使得 CMOS 的耗電量只有 普通 CCD 的 1/3 左右，這有助于改善人們

24、心目中數(shù)碼相機(jī)是 “電老虎” 的不良印象。 CMOS 主要問題是在處理快速變化的影像時(shí)， 由于電流變化過于頻繁而過熱。 暗電流抑制得好就問 題不大，如果抑制得不好就十分容易出現(xiàn)雜點(diǎn)。 CMOS 與 CCD 的 圖像數(shù)據(jù)掃描方法 有很大的差別。例如，如果分辨率為 300 萬像素，那 么 CCD 傳感器可連續(xù)掃描 300 萬個(gè)電荷， 掃描的方法非常簡(jiǎn)單， 就好像把水桶從一個(gè)人傳 給另一個(gè)人，并且只有在最后一個(gè)數(shù)據(jù)掃描完成之后才能將信號(hào)放大。 CMOS 傳感器的每 個(gè)像素都有一個(gè)將電荷轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)的放大器。因此， CMOS 傳感器可以在每個(gè)像素基 礎(chǔ)上進(jìn)行信號(hào)放大， 采用這種方法可節(jié)省任何無效的

25、傳輸操作， 所以只需少量能量消耗就可 以進(jìn)行快速數(shù)據(jù)掃描，同時(shí)噪音也有所降低。這就是佳能的像素內(nèi)電荷完全轉(zhuǎn)送技術(shù)。 COMS 優(yōu)點(diǎn)：相對(duì)于其他邏輯系列， CMOS 邏輯電路具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1 允許的電源電壓范圍寬，方便電源電路的設(shè)計(jì) 2 邏輯擺幅大，使電路抗干擾能力強(qiáng) 3 靜態(tài)功耗低 4.隔離柵結(jié)構(gòu)使 CMOS期間的輸入電阻極大，從而使 CMOS期間驅(qū)動(dòng)同類邏輯門的能力 比其他系列強(qiáng)得多 CMOS 的缺點(diǎn)：就是太容易出現(xiàn)雜點(diǎn)， 這主要是因?yàn)樵缙诘脑O(shè)計(jì)使 CMOS 在處理快速變 CMOS 價(jià)格 化的影像時(shí)，由于電流變化過于頻繁而會(huì)產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象。在相同分辨率下， 比 CCD 便宜，但是 CMOS 器件產(chǎn)生的圖像質(zhì)量相比 CCD 來說要低一些。 CCD 的優(yōu)勢(shì)：在于成像質(zhì)量好，但是由于制造工藝復(fù)雜，只有少數(shù)的廠商能夠掌握，所以 導(dǎo)致制造成本居高不下，特別是大型 CCD ，價(jià)格非常高昂