تفاوت بین ماتریس های CCD و CMOS کدام ماتریس بهتر است - CCD یا CMOS

در اکثر دستگاه های دیجیتال مدرن برای عکاسی و فیلمبرداری، از دو نوع ماتریس استفاده می شود - CCD و CMOS.

CCD - دستگاه با شارژ (یا CCD - دستگاه بازخورد شارژ).

CMOS - مکمل اکسید فلزی - نیمه هادی (یا - منطق مکمل در ترانزیستورهای اکسید فلزی - نیمه هادی، CMOS).

در یک دوربین دیجیتال یا دوربین فیلمبرداری، ماتریس آنالوگ فیلم ویدئویی عکاسی است. اما بر خلاف فیلم ها، ماتریس یکبار مصرف نیست، با امولسیون خاصی که با نور وارد واکنش شیمیایی می شود پوشش داده نمی شود و قاب تمام شده را حفظ نمی کند.

ماتریس یک دستگاه الکترونیکی با تکنولوژی بالا است که وظیفه اصلی آن دیجیتالی کردن نوری است که از طریق یک عدسی به سطح آن برخورد می کند. پس از آن، این نور دیجیتالی به یکی از فرمت های دیجیتال محبوب تبدیل می شود و روی هارد دیسک یا دستگاه دیگری که برای این کار طراحی شده است، ذخیره می شود.

ماتریس هایی که با استفاده از فناوری CCD (یا CCD) ساخته می شوند، از چندین جنبه کلیدی با ماتریس های ساخته شده با فناوری CMOS (یا CMOS) متفاوت هستند. اول از همه، رندر رنگ است. اعتقاد بر این است که در ماتریس های CCD بهتر است. با این حال، به طور کلی پذیرفته شده است که ماتریس‌های CCD بسیار سر و صداتر از همتایان CMOS خود هستند، حتی در مقادیر ISO متوسط ​​(ISO). بنابراین، اکثر دوربین های دیجیتال مدرن به ماتریس های CMOS مجهز هستند. علاوه بر این، ماتریس های CCD هزینه بیشتری برای ساخت دارند و همچنین انرژی بسیار بیشتری نسبت به CMOS مصرف می کنند.
تفاوت اصلی بین فناوری ها در اصل پاسخ سطحی به سیگنال است. به عبارت دیگر، ماتریس CCD تمام نوری را که روی آن فرو می‌افتد به‌طور کلی پردازش می‌کند. یک ماتریس CMOS - در بخش - هر پیکسل به طور جداگانه. به لطف فناوری نوآورانه سنسورهای پیکسل فعال (APS) که با کمک تقویت کننده های ترانزیستوری متصل به هر پیکسل، کیفیت بازتولید رنگ ماتریس های CMOS بسیار نزدیک به سطح ماتریس های CCD است.

دوربین فیلمبرداری سه ماتریس />

برای فیلمبرداری ویدیویی، ترجیح داده می شود تجهیزات را روی ماتریس های CCD انتخاب کنید. این نوع از سنسورها در گرفتن تصاویر متحرکی که سنسورهای کندتر CMOS نمی توانند با آنها هماهنگی داشته باشند بسیار بهتر است. برخی از آنها، از جمله آنهایی که برای عکاسی آماتور هستند، مجهز به سه ماتریس CCD هستند که هر کدام برای گرفتن رنگی جداگانه از مدل RGB پیکربندی شده اند. این دوربین های فیلمبرداری بازتولید رنگ را بهبود بخشیده و کیفیت فیلمبرداری را بهبود بخشیده اند. اکثر دوربین های فیلمبرداری دیجیتال حرفه ای دقیقاً به سه ماتریس CCD مجهز هستند.

برعکس، برای عکاسی، دوربین‌هایی که بر روی ماتریس‌های CMOS کار می‌کنند مناسب‌تر هستند.

© bukentagen

1. مقدمه ای بر حسگرهای تصویر

هنگامی که یک تصویر توسط لنز دوربین فیلمبرداری گرفته می شود، نور از لنز عبور می کند و روی حسگر تصویر می افتد. سنسور تصویر یا ماتریس از عناصر زیادی تشکیل شده است که پیکسل نیز نامیده می شود و میزان نوری که بر روی آنها می تابید را ثبت می کند. مقدار نور حاصل توسط پیکسل ها به مقدار متناظر الکترون تبدیل می شود. هرچه نور بیشتری به پیکسل برخورد کند، الکترون های بیشتری تولید می کند. الکترون ها به ولتاژ تبدیل می شوند و سپس با توجه به مقادیر ADC (مبدل آنالوگ به دیجیتال، مبدل A/D) به اعداد تبدیل می شوند. سیگنال که از چنین اعدادی تشکیل شده است توسط مدارهای الکترونیکی داخل دوربین فیلمبرداری پردازش می شود.

در حال حاضر، دو فناوری اصلی وجود دارد که می توان از آنها برای ایجاد حسگر تصویر در دوربین استفاده کرد، اینها CCD (دستگاه همراه با شارژ، CCD - دستگاه همراه با شارژ) و CMOS (نیمه هادی اکسید فلزی، CMOS - اکسید فلز مکمل). نیمه هادی). ویژگی ها، مزایا و معایب آنها در این مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت. شکل زیر سنسورهای تصویر CCD (بالا) و CMOS (پایین) را نشان می دهد.

فیلتر رنگ. همانطور که قبلاً در بالا توضیح داده شد، حسگرهای تصویر میزان نوری که بر روی آنها می افتد را از روشن به تاریک، اما بدون اطلاعات رنگ، ثبت می کنند. از آنجایی که سنسورهای تصویر CMOS و CCD «نمی‌توانند رنگ را ببینند»، قبل از هر سنسور یک فیلتر قرار می‌گیرد تا یک تن رنگ به هر پیکسل در سنسور اختصاص دهد. دو روش اصلی ثبت رنگ عبارتند از RGB (قرمز-سبز-آبی، قرمز-سبز-آبی) و CMYG (سیان- سرخابی-زرد-سبز، فیروزه ای- سرخابی-زرد-سبز). قرمز، سبز و آبی رنگ‌های اصلی هستند که ترکیب‌های مختلف آن‌ها می‌تواند اکثریت رنگ‌های درک شده توسط چشم انسان را تشکیل دهد.

فیلتر Bayer (یا آرایه Bayer)، متشکل از ردیف های متناوب فیلترهای قرمز-سبز و آبی-سبز، رایج ترین فیلتر رنگی RGB است (شکل 2 را ببینید). فیلتر Bayer حاوی دو برابر تعداد "سلول های" سبز رنگ است، زیرا چشم انسان به رنگ سبز حساس تر از قرمز یا آبی است. همچنین به این معنی است که با این نسبت رنگ ها در فیلتر، چشم انسان جزئیات بیشتری را نسبت به زمانی که سه رنگ به نسبت مساوی در فیلتر استفاده می شد، می بیند.

راه دیگر برای فیلتر (یا ثبت) رنگ استفاده از رنگ های مکمل فیروزه ای، سرخابی و زرد است. فیلتر رنگ مکمل معمولاً با فیلتر رنگ سبز به شکل یک فیلتر رنگی CMYG (آرایه رنگی CMYG) ترکیب می شود، همانطور که در شکل 2 (راست) نشان داده شده است. فیلتر رنگی CMYG معمولا سیگنال پیکسل بالاتری را ارائه می دهد زیرا پهنای باند طیفی وسیع تری دارد. با این حال، سیگنال باید به RGB تبدیل شود تا در تصویر نهایی استفاده شود، و این مستلزم پردازش اضافی و ایجاد نویز است. نتیجه این کاهش نسبت سیگنال به نویز است، به همین دلیل است که سیستم‌های CMYG در ارائه رنگ‌ها به خوبی عمل نمی‌کنند.

فیلتر رنگی CMYG معمولاً در حسگرهای تصویر درهم استفاده می‌شود، در حالی که سیستم‌های RGB عمدتاً در سنسورهای تصویر پیشرونده استفاده می‌شوند.

2. تکنولوژی CCD

در حسگر CCD، نور (شارژ) وارد شده بر روی پیکسل حسگر از طریق یک گره خروجی یا تنها از طریق چند گره خروجی از تراشه منتقل می شود. شارژها به سطح ولتاژ تبدیل می شوند، جمع می شوند و به عنوان سیگنال آنالوگ ارسال می شوند. سپس این سیگنال توسط یک مبدل A/D خارج از سنسور جمع و به اعداد تبدیل می شود (شکل 3 را ببینید).

فناوری CCD به طور خاص برای استفاده در دوربین های ویدئویی اختراع شد و سنسورهای CCD بیش از 30 سال است که مورد استفاده قرار می گیرند. به طور سنتی، سنسورهای CCD دارای چندین مزیت نسبت به سنسورهای CMOS هستند، مانند حساسیت بهتر به نور و نویز کم. با این حال، اخیراً تفاوت ها به سختی قابل توجه است.

معایب سنسورهای CCD این است که اجزای آنالوگ هستند، به وسایل الکترونیکی بیشتری در نزدیکی سنسور نیاز دارند، هزینه ساخت آنها بیشتر است و می توانند تا 100 برابر بیشتر از سنسورهای CMOS انرژی مصرف کنند. افزایش مصرف انرژی همچنین می تواند باعث افزایش دما در خود دوربین شود که نه تنها کیفیت تصویر را تحت تاثیر قرار می دهد و هزینه محصول نهایی را افزایش می دهد، بلکه بر محیط زیست نیز تاثیر می گذارد.

سنسورهای CCD همچنین به انتقال سریعتر داده نیاز دارند زیرا تمام داده ها فقط از یک یا چند تقویت کننده خروجی عبور می کنند. شکل های 4 و 6 را که به ترتیب تخته هایی را با سنسور CCD و سنسور CMOS نشان می دهند، مقایسه کنید.

3. تکنولوژی CMOS

در مراحل اولیه، از تراشه‌های CMOS معمولی برای نمایش استفاده می‌شد، اما کیفیت تصویر به دلیل حساسیت کم عناصر CMOS به نور ضعیف بود. سنسورهای مدرن CMOS با استفاده از فناوری تخصصی تری تولید می شوند که منجر به افزایش سریع کیفیت تصویر و حساسیت به نور در سال های اخیر شده است.

تراشه های CMOS چندین مزیت دارند. برخلاف سنسورهای CCD، سنسورهای CMOS حاوی تقویت‌کننده‌ها و مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال هستند که هزینه محصول نهایی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. از قبل شامل تمام عناصر لازم برای دریافت تصویر است. هر پیکسل CMOS حاوی مبدل های الکترونیکی است. در مقایسه با سنسورهای CCD، سنسورهای CMOS عملکرد بیشتر و گزینه‌های ادغام بیشتری را ارائه می‌دهند. از دیگر مزایای آن می‌توان به خواندن سریع‌تر، مصرف انرژی کمتر، ایمنی بالای نویز و اندازه کوچک‌تر سیستم اشاره کرد.

با این حال، وجود مدارهای الکترونیکی در داخل تراشه خطر ایجاد نویزهای ساختاریافته‌تر مانند نواربندی را به همراه دارد. کالیبراسیون سنسورهای CMOS در طول تولید نیز پیچیده تر از سنسورهای CCD است. خوشبختانه، فناوری مدرن امکان تولید حسگرهای CMOS خود کالیبره شونده را فراهم می کند.

در سنسورهای CMOS، خواندن یک تصویر از پیکسل های جداگانه امکان پذیر است، که به شما امکان می دهد تصویر را "پنجره" کنید، به عنوان مثال. خواندن کل حسگر، بلکه فقط ناحیه خاص آن را بخوانید. بنابراین، می‌توان نرخ فریم بالاتری را از قسمت حسگر برای پردازش PTZ دیجیتال بعدی (پان/شیب/ زوم، حرکت/شیب/ زوم) بدست آورد. علاوه بر این، این امکان را فراهم می کند تا چندین جریان ویدیویی را از یک سنسور CMOS منتقل کند و چندین دوربین مجازی را شبیه سازی کند.

4. دوربین های HDTV و مگاپیکسلی

سنسورهای مگاپیکسلی و تلویزیون با کیفیت بالا به دوربین‌های دیجیتال IP اجازه می‌دهند تا وضوح تصویر بالاتری نسبت به دوربین‌های مداربسته آنالوگ ارائه دهند. آنها توانایی بیشتری برای تشخیص جزئیات و شناسایی افراد و اشیاء می دهند - یک عامل کلیدی در نظارت تصویری. یک دوربین IP مگاپیکسلی حداقل دو برابر دوربین مداربسته آنالوگ رزولوشن دارد. سنسورهای مگاپیکسلی کلید دوربین های HDTV، مگاپیکسلی و چند مگاپیکسلی هستند. و می توان از آن برای ارائه جزئیات تصویر بسیار بالا و ویدئوی چند جریانی استفاده کرد.

سنسورهای مگاپیکسلی CMOS بسیار در دسترس هستند و بسیار ارزانتر از سنسورهای CCD مگاپیکسلی هستند، اگرچه سنسورهای CMOS بسیار گرانی نیز وجود دارند.

ساخت یک سنسور CCD مگاپیکسلی سریع دشوار است که البته یک نقطه ضعف است و بنابراین ساخت یک دوربین چند مگاپیکسلی با استفاده از فناوری CCD دشوار است.

اکثر سنسورهای دوربین‌های مگاپیکسلی معمولاً از نظر اندازه تصویر مشابه سنسورهای VGA هستند و رزولوشن آن‌ها 640x480 پیکسل است. با این حال، یک سنسور مگاپیکسلی حاوی پیکسل های بیشتری نسبت به یک سنسور VGA است، بنابراین اندازه هر پیکسل در یک سنسور مگاپیکسلی کوچکتر از اندازه پیکسل در یک سنسور VGA است. نتیجه این امر، حساسیت کمتر هر پیکسل در یک سنسور مگاپیکسلی به نور است.

به هر طریقی، پیشرفت متوقف نمی شود. توسعه سریع سنسورهای مگاپیکسلی وجود دارد و حساسیت نوری آنها به طور مداوم در حال افزایش است.

5. تفاوت های اصلی

سنسورهای CMOS حاوی تقویت‌کننده‌ها، مبدل‌های A/D و اغلب تراشه‌های پردازشی اضافی هستند، در حالی که در دوربین‌های سنسور CCD، اکثر عملکردهای پردازش سیگنال در خارج از سنسور انجام می‌شوند. حسگرهای CMOS نسبت به سنسورهای CCD انرژی کمتری مصرف می‌کنند، به این معنی که دمای داخل دوربین را می‌توان خنک‌تر نگه داشت. دمای بالا حسگرهای CCD می تواند تداخل را افزایش دهد. از طرف دیگر، سنسورهای CMOS می توانند از نویز ساختاری (رگه ها و غیره) رنج ببرند.

سنسورهای CMOS از "پنجره" تصویر و ویدئوی چند جریانی پشتیبانی می کنند که با سنسورهای CCD امکان پذیر نیست. سنسورهای CCD معمولا یک مبدل A/D دارند، در حالی که در سنسورهای CMOS هر پیکسل یک مبدل دارد. خواندن سریعتر در سنسورهای CMOS به آنها اجازه می دهد تا در ساخت دوربین های چند مگاپیکسلی استفاده شوند.

پیشرفت‌های فن‌آوری مدرن تفاوت حساسیت نور بین سنسورهای CCD و CMOS را محو می‌کند.

6. نتیجه گیری

سنسورهای CCD و CMOS مزایا و معایب متفاوتی دارند، اما تکنولوژی به سرعت در حال پیشرفت است و وضعیت دائما در حال تغییر است. این سوال که آیا دوربینی با سنسور CCD یا سنسور CMOS انتخاب کنید بی ربط می شود. این انتخاب تنها به نیازهای مشتری به کیفیت تصویر سیستم نظارت تصویری بستگی دارد.

CCD یک دستگاه با شارژ (CCD - دستگاه بازخورد شارژ) است. این نوع ماتریس ها در ابتدا کیفیت بالاتری دارند، اما گرانتر و انرژی بر هستند. اگر اصل اساسی ماتریس CCD را به طور خلاصه ارائه کنیم، آنها کل تصویر را در یک نسخه آنالوگ جمع آوری می کنند و تنها پس از آن دیجیتالی می کنند.

برخلاف ماتریس‌های CCD، ماتریس‌های CMOS (مکمل فلز-اکسید-نیمه رسانا، منطق مکمل در ترانزیستورهای فلز-اکسید-نیمه هادی، CMOS) هر پیکسل را در جای خود دیجیتالی می‌کنند. ماتریس های CMOS در ابتدا کم مصرف و ارزان تر بودند، به خصوص در تولید ماتریس های بزرگ، اما از نظر کیفیت نسبت به ماتریس های CCD پایین تر بودند.

مزایای ماتریس CCD عبارتند از:

• سطح سر و صدای کم.
• ضریب پر شدن پیکسل بالا (حدود 100٪).
• راندمان بالا (نسبت تعداد فوتون های ثبت شده به تعداد کل آنها که به ناحیه حساس به نور ماتریس برای CCD برخورد کرده اند 95٪ است).
• محدوده دینامیکی بالا (حساسیت).

معایب ماتریس های CCD عبارتند از:

• اصل پیچیده خواندن سیگنال و در نتیجه فناوری.
• مصرف برق بالا (تا 2-5 وات).
• هزینه تولید بیشتر است.

مزایای ماتریس های CMOS:

• عملکرد بالا (تا 500 فریم در ثانیه).
• مصرف برق کم (تقریبا 100 برابر در مقایسه با CCD).
• ارزان تر و تولید آسان تر.
• چشم انداز فن آوری (در اصل بر روی همان تراشه، اجرای تمام مدارهای اضافی لازم هیچ هزینه ای ندارد: مبدل های آنالوگ به دیجیتال، یک پردازنده، حافظه، بنابراین یک دوربین دیجیتال کامل روی یک تراشه به دست می آید. از سال 2002، آنها به طور مشترک چنین دستگاهی را سامسونگ الکترونیکس و میتسوبیشی الکتریک ایجاد کرده اند.

معایب ماتریس های CMOS هستند

• ضریب پر شدن پیکسل کم، که حساسیت را کاهش می دهد (سطح پیکسل موثر ~ 75٪، بقیه توسط ترانزیستورها اشغال می شود).
• سطح بالای سر و صدا (به دلیل جریان های به اصطلاح دمایی است - حتی در صورت عدم وجود روشنایی، جریان نسبتاً قابل توجهی از طریق دیود نوری عبور می کند) که مبارزه با آن باعث پیچیده شدن و افزایش هزینه فناوری می شود.
• محدوده دینامیکی پایین

مقدمه ای بر حسگرهای تصویر

هنگامی که یک تصویر توسط لنز دوربین فیلمبرداری گرفته می شود، نور از لنز عبور می کند و روی حسگر تصویر می افتد. سنسور تصویر یا ماتریس از عناصر زیادی تشکیل شده است که پیکسل نیز نامیده می شود و میزان نوری که بر روی آنها می تابید را ثبت می کند. مقدار نور حاصل توسط پیکسل ها به مقدار متناظر الکترون تبدیل می شود. هر چه نور بیشتری به پیکسل بیفتد، الکترون های بیشتری تولید می کند. الکترون ها به ولتاژ تبدیل می شوند و سپس با توجه به مقادیر ADC (مبدل آنالوگ به دیجیتال، مبدل A/D) به اعداد تبدیل می شوند. سیگنال که از چنین اعدادی تشکیل شده است توسط مدارهای الکترونیکی داخل دوربین فیلمبرداری پردازش می شود.

در حال حاضر، دو فناوری اصلی وجود دارد که می توان از آنها برای ایجاد حسگر تصویر در دوربین استفاده کرد، اینها CCD (دستگاه همراه با شارژ، CCD - دستگاه با شارژ) و CMOS (نیمه هادی اکسید فلزی، CMOS - اکسید فلز مکمل). نیمه هادی). ویژگی ها، مزایا و معایب آنها در این مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت. شکل زیر سنسورهای تصویر CCD (بالا) و CMOS (پایین) را نشان می دهد.

فیلتر رنگ. همانطور که قبلاً در بالا توضیح داده شد، حسگرهای تصویر میزان نوری که بر روی آنها می افتد را از روشن به تاریک، اما بدون اطلاعات رنگ، ثبت می کنند. از آنجایی که سنسورهای تصویر CMOS و CCD «نمی‌توانند رنگ را ببینند»، قبل از هر سنسور یک فیلتر قرار می‌گیرد تا یک تن رنگ به هر پیکسل در سنسور اختصاص دهد. دو روش اصلی ثبت رنگ عبارتند از RGB (قرمز-سبز-آبی، قرمز-سبز-آبی) و CMYG (سیان- سرخابی-زرد-سبز، فیروزه ای- سرخابی-زرد-سبز). قرمز، سبز و آبی رنگ‌های اصلی هستند که ترکیب‌های مختلف آن‌ها می‌تواند اکثریت رنگ‌های درک شده توسط چشم انسان را تشکیل دهد.

فیلتر Bayer (یا آرایه Bayer)، متشکل از ردیف های متناوب فیلترهای قرمز-سبز و آبی-سبز، رایج ترین فیلتر رنگی RGB است (شکل 2 را ببینید). فیلتر Bayer حاوی دو برابر تعداد "سلول های" سبز رنگ است، زیرا چشم انسان به رنگ سبز حساس تر از قرمز یا آبی است. این همچنین به این معنی است که با این نسبت رنگ در فیلتر، چشم انسان جزئیات بیشتری را نسبت به زمانی که سه رنگ به نسبت مساوی در فیلتر استفاده می شد، می بیند.

راه دیگر برای فیلتر (یا ثبت) رنگ استفاده از رنگ های مکمل فیروزه ای، سرخابی و زرد است. فیلتر رنگ مکمل معمولاً با یک فیلتر رنگ سبز به شکل یک آرایه رنگی CMYG ترکیب می شود، همانطور که در شکل 2 (راست) نشان داده شده است. فیلتر رنگی CMYG معمولا سیگنال پیکسل بالاتری را ارائه می دهد زیرا پهنای باند طیفی وسیع تری دارد. با این حال، سیگنال باید به RGB تبدیل شود تا در تصویر نهایی استفاده شود، و این مستلزم پردازش اضافی و ایجاد نویز است. نتیجه این کاهش نسبت سیگنال به نویز است، بنابراین سیستم های CMYG، به عنوان یک قاعده، در ارائه رنگ ها چندان خوب نیستند.

فیلتر رنگی CMYG معمولاً در حسگرهای تصویر درهم آمیخته استفاده می‌شود، در حالی که سیستم‌های RGB عمدتاً در سنسورهای تصویر پیشرونده استفاده می‌شوند.

ماتریس حساس به نور مهمترین عنصر دوربین است. این اوست که نوری را که از طریق عدسی وارد آن می شود به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. ماتریس از پیکسل ها - عناصر حساس به نور جداگانه تشکیل شده است. در ماتریس های مدرن، تعداد کل عناصر حساس به نور برای دستگاه های آماتور به 10 میلیون و برای دستگاه های حرفه ای به 17 میلیون می رسد. ماتریسی از N مگاپیکسل حاوی N میلیون پیکسل است. هرچه تعداد پیکسل های ماتریس بیشتر باشد، جزئیات عکس بیشتر است.

هر عنصر حساس به نور یک خازن است که با قرار گرفتن در معرض نور شارژ می شود. خازن هر چه قوی‌تر باشد، نوری که روی آن می‌تابد روشن‌تر باشد، یا مدت زمان بیشتری در معرض نور قرار گیرد. مشکل این است که بار خازن می تواند نه تنها تحت تأثیر نور، بلکه از حرکت حرارتی الکترون ها در ماده ماتریس نیز تغییر کند. الکترون های حرارتی بیشتری به برخی پیکسل ها وارد می شوند و کمتر به برخی دیگر. نتیجه نویز دیجیتال است. برای مثال، اگر از آسمان آبی عکاسی کنید، در تصویر ممکن است به نظر برسد که از پیکسل هایی با رنگ های کمی متفاوت تشکیل شده است، و عکسی که با لنز بسته گرفته شده است، بیشتر از نقاط سیاه تشکیل شده است. هرچه اندازه هندسی ماتریس با تعداد مگاپیکسل مساوی کوچکتر باشد، نویز آن بیشتر می شود، کیفیت تصویر بدتر می شود.

برای دستگاه های دیجیتال فشرده، اندازه ماتریس معمولاً به صورت کسری نشان داده می شود و بر حسب اینچ اندازه گیری می شود. جالب است که اگر سعی کنید این کسر را محاسبه کنید و آن را از اینچ به میلی متر تبدیل کنید، مقدار حاصل با ابعاد واقعی ماتریس مطابقت نخواهد داشت. این تناقض از لحاظ تاریخی زمانی به وجود آمد که اندازه یک دستگاه تلویزیون فرستنده (vidicon) به روشی مشابه نشان داده شد. برای دوربین‌های دیجیتال SLR، اندازه ماتریس یا مستقیماً بر حسب میلی‌متر نشان داده می‌شود، یا به‌عنوان ضریب برش نشان داده می‌شود - عددی که نشان می‌دهد چند برابر این اندازه کوچک‌تر از قاب یک فیلم استاندارد 24x36 میلی‌متر است.

یکی دیگر از ویژگی های مهم ماتریس ها این است که یک ماتریس با N مگاپیکسل در واقع حاوی N مگاپیکسل است و علاوه بر این، تصویر این ماتریس نیز از N مگاپیکسل تشکیل شده است. شما بگویید چه چیز عجیبی در آن وجود دارد؟ و نکته عجیب اینجاست - در تصویر، هر پیکسل از سه رنگ قرمز، سبز و آبی تشکیل شده است. به نظر می رسد که هر پیکسل روی ماتریس باید از سه عنصر حساس به نور به ترتیب قرمز، سبز و آبی تشکیل شده باشد. با این حال، در واقعیت این مورد نیست. هر پیکسل فقط از یک عنصر تشکیل شده است. پس رنگ از کجا می آید؟ در واقع برای هر پیکسل یک فیلتر نور اعمال می شود به گونه ای که هر پیکسل تنها یکی از رنگ ها را درک می کند. فیلترهای نور متناوب - پیکسل اول فقط قرمز را درک می کند، دومی - فقط سبز، سوم - فقط آبی. پس از خواندن اطلاعات از ماتریس، رنگ برای هر پیکسل از رنگ های این پیکسل و همسایه های آن محاسبه می شود. البته این روش تا حدودی تصویر را مخدوش می کند، اما الگوریتم محاسبه رنگ به گونه ای طراحی شده است که می توان رنگ جزئیات کوچک را مخدوش کرد، اما روشنایی آنها را مخدوش نمی کند. و برای چشم انسان که تصویر را بررسی می کند، روشنایی است، نه رنگ این جزئیات، که مهمتر است، بنابراین این اعوجاج تقریبا نامحسوس است. این الگو به نام مهندس کداک که الگوی فیلتر را به ثبت رساند، الگوی بایر نامیده می شود.

اکثر ماتریس های حساس به نور مدرن که در دوربین های دیجیتال فشرده استفاده می شوند دارای دو یا سه حالت کار هستند. حالت اصلی برای عکاسی استفاده می شود و به شما امکان می دهد تصویری با حداکثر وضوح را از ماتریس بخوانید. این حالت مستلزم عدم وجود نور ماتریس در حین خواندن فریم است که به نوبه خود مستلزم وجود اجباری شاتر مکانیکی است. حالت دیگر، با سرعت بالا، به شما امکان می دهد تصویر کامل را از ماتریس با فرکانس 30 بار در ثانیه بخوانید، اما با وضوح کمتر. این حالت نیازی به شاتر مکانیکی ندارد و برای پیش نمایش و ضبط ویدیو استفاده می شود. حالت سوم به شما امکان می دهد تصویر را دو برابر سریعتر بخوانید، اما نه از کل منطقه ماتریس. این حالت برای عملکرد فوکوس خودکار استفاده می شود. ماتریس های استفاده شده در دوربین های دیجیتال SLR حالت های پرسرعت ندارند.

اما همه ماتریس های حساس به نور به این شکل طراحی نشده اند. سیگما ماتریس های Foveon را تولید می کند که در آن هر پیکسل واقعاً از سه عنصر حساس به نور تشکیل شده است. این ماتریس ها به طور قابل توجهی مگاپیکسل کمتری نسبت به رقبای خود دارند، اما کیفیت تصویر این ماتریس ها عملا از رقبای چند مگاپیکسلی آن ها کمتر نیست.

ماتریس های SuperCCD فوجی ویژگی جالب دیگری دارند. پیکسل های این ماتریس ها شش ضلعی هستند و مانند لانه زنبوری مرتب شده اند. از یک طرف در این حالت به دلیل بزرگتر بودن ناحیه پیکسلی حساسیت افزایش می یابد و از طرف دیگر با استفاده از یک الگوریتم درون یابی خاص می توانید جزئیات بهتری از تصویر بدست آورید.

در این مورد، درون یابی واقعاً جزئیات تصویر را بهبود می بخشد، برخلاف دستگاه های تولیدکنندگان دیگر، که در آن تصویر از ماتریسی که آرایش پیکسلی معمولی دارد، درون یابی می شود. تفاوت اساسی بین این ماتریس ها این است که فاصله پیکسل ها نصف خود پیکسل ها است. این به شما امکان می دهد جزئیات تصویر را در امتداد خطوط عمودی و افقی افزایش دهید. در عین حال، ماتریس های معمولی جزئیات مورب بهتری دارند، اما در تصاویر واقعی، خطوط مورب معمولا کمتر از خطوط عمودی یا افقی هستند.

درون یابی- الگوریتم برای محاسبه مقادیر گمشده از مقادیر همسایه. اگر بدانیم در ساعت 8 صبح دمای بیرون 16+ درجه بوده و در ساعت 10 به 20+ رسیده است، اگر فرض کنیم ساعت 9 صبح دمای هوا حدود 18+ بوده است، زیاد اشتباه نخواهیم کرد.

در حسگر CCD، نور (شارژ) وارد شده بر روی پیکسل حسگر از طریق یک گره خروجی یا تنها از طریق چند گره خروجی از تراشه منتقل می شود. شارژها به سطح ولتاژ تبدیل می شوند، جمع می شوند و به عنوان سیگنال آنالوگ ارسال می شوند. سپس این سیگنال توسط یک مبدل A/D خارج از سنسور جمع و به اعداد تبدیل می شود (شکل 3 را ببینید).

فناوری CCD به طور خاص برای استفاده در دوربین های ویدئویی اختراع شد و سنسورهای CCD بیش از 30 سال است که مورد استفاده قرار می گیرند. به طور سنتی، سنسورهای CCD دارای چندین مزیت نسبت به سنسورهای CMOS هستند، مانند حساسیت بهتر به نور و نویز کم. با این حال، اخیراً تفاوت ها به سختی قابل توجه است.

معایب سنسورهای CCD این است که اجزای آنالوگ هستند، به وسایل الکترونیکی بیشتری در نزدیکی سنسور نیاز دارند، هزینه ساخت آنها بیشتر است و می توانند تا 100 برابر بیشتر از سنسورهای CMOS انرژی مصرف کنند. افزایش مصرف برق همچنین می تواند منجر به افزایش دما در خود دوربین شود که نه تنها بر کیفیت تصویر تأثیر منفی می گذارد و هزینه محصول نهایی را افزایش می دهد، بلکه میزان تأثیرات محیطی را نیز افزایش می دهد.

سنسورهای CCD همچنین به انتقال سریعتر داده نیاز دارند زیرا تمام داده ها فقط از یک یا چند تقویت کننده خروجی عبور می کنند. شکل های 4 و 6 را که به ترتیب تخته هایی را با سنسور CCD و سنسور CMOS نشان می دهند، مقایسه کنید.

در مراحل اولیه، از تراشه‌های CMOS معمولی برای نمایش استفاده می‌شد، اما کیفیت تصویر به دلیل حساسیت کم عناصر CMOS به نور ضعیف بود. سنسورهای مدرن CMOS با استفاده از فناوری تخصصی تری تولید می شوند که منجر به افزایش سریع کیفیت تصویر و حساسیت به نور در سال های اخیر شده است.

تراشه های CMOS چندین مزیت دارند. برخلاف سنسورهای CCD، سنسورهای CMOS حاوی تقویت‌کننده‌ها و مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال هستند که هزینه محصول نهایی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد، زیرا. از قبل شامل تمام عناصر لازم برای دریافت تصویر است. هر پیکسل CMOS حاوی مبدل های الکترونیکی است. در مقایسه با سنسورهای CCD، سنسورهای CMOS عملکرد بیشتر و گزینه‌های ادغام بیشتری را ارائه می‌دهند. مزایای دیگر عبارتند از خواندن سریعتر، مصرف انرژی کمتر، مقاومت در برابر نویز بالا و اندازه سیستم کوچکتر.

با این حال، وجود مدارهای الکترونیکی در داخل تراشه خطر ایجاد نویزهای ساختاریافته‌تر مانند نواربندی را به همراه دارد. کالیبراسیون سنسورهای CMOS در طول تولید نیز پیچیده تر از سنسورهای CCD است. خوشبختانه، فناوری مدرن امکان تولید حسگرهای CMOS خود کالیبره شونده را فراهم می کند.

در سنسورهای CMOS، خواندن یک تصویر از پیکسل های جداگانه امکان پذیر است، که به شما امکان می دهد تصویر را "پنجره" کنید، به عنوان مثال. خواندن کل حسگر، بلکه فقط ناحیه خاص آن را بخوانید. بنابراین، می‌توانید نرخ فریم بالاتری را از قسمت حسگر برای پردازش PTZ دیجیتال بعدی (پان/شیب/ زوم، پان/ شیب/ زوم) دریافت کنید. علاوه بر این، این امکان را برای انتقال چندین جریان ویدئویی از یک سنسور CMOS، شبیه سازی چندین "دوربین مجازی" فراهم می کند.

دوربین های HDTV و مگاپیکسلی

سنسورهای مگاپیکسلی و تلویزیون با کیفیت بالا به دوربین‌های دیجیتال IP اجازه می‌دهند تا وضوح تصویر بالاتری نسبت به دوربین‌های مداربسته آنالوگ ارائه دهند. آنها توانایی بیشتری برای تشخیص جزئیات و شناسایی افراد و اشیاء - یک عامل کلیدی در نظارت تصویری - ارائه می دهند. یک دوربین IP مگاپیکسلی حداقل دو برابر دوربین مداربسته آنالوگ رزولوشن دارد. سنسورهای مگاپیکسلی کلید دوربین های HDTV، مگاپیکسلی و چند مگاپیکسلی هستند. و می توان از آن برای ارائه جزئیات تصویر بسیار بالا و ویدئوی چند جریانی استفاده کرد.

سنسورهای مگاپیکسلی CMOS بسیار در دسترس هستند و بسیار ارزانتر از سنسورهای CCD مگاپیکسلی هستند، اگرچه سنسورهای CMOS بسیار گرانی نیز وجود دارند.

ساخت یک سنسور CCD مگاپیکسلی سریع دشوار است که البته یک نقطه ضعف است و بنابراین ساخت یک دوربین چند مگاپیکسلی با استفاده از فناوری CCD دشوار است.

اکثر سنسورهای دوربین‌های مگاپیکسلی معمولاً از نظر اندازه تصویر مشابه سنسورهای VGA هستند و رزولوشن آن‌ها 640x480 پیکسل است. با این حال، یک سنسور مگاپیکسلی حاوی پیکسل های بیشتری نسبت به یک سنسور VGA است، بنابراین اندازه هر پیکسل در یک سنسور مگاپیکسلی کوچکتر از اندازه پیکسل در یک سنسور VGA است. نتیجه این امر، حساسیت کمتر هر پیکسل در یک سنسور مگاپیکسلی به نور است.

به هر طریقی، پیشرفت متوقف نمی شود. توسعه سریع سنسورهای مگاپیکسلی وجود دارد و حساسیت نوری آنها به طور مداوم در حال افزایش است.

تفاوت های اصلی بین CMOS و CCD

سنسورهای CMOS حاوی تقویت‌کننده‌ها، مبدل‌های A/D و اغلب تراشه‌های پردازشی اضافی هستند، در حالی که در دوربین‌های CCD، بیشتر عملکردهای پردازش سیگنال در خارج از سنسور انجام می‌شود. حسگرهای CMOS نسبت به سنسورهای CCD انرژی کمتری مصرف می‌کنند، به این معنی که دمای داخل دوربین را می‌توان خنک‌تر نگه داشت. دمای بالا حسگرهای CCD می تواند تداخل را افزایش دهد. از طرف دیگر، سنسورهای CMOS می توانند از نویز ساختاری (رگه ها و غیره) رنج ببرند.

سنسورهای CMOS از "پنجره" تصویر و ویدئوی چند جریانی پشتیبانی می کنند که با سنسورهای CCD امکان پذیر نیست. سنسورهای CCD معمولا یک مبدل A/D دارند، در حالی که در سنسورهای CMOS هر پیکسل دارای آن است. خواندن سریعتر در سنسورهای CMOS به آنها اجازه می دهد تا در ساخت دوربین های چند مگاپیکسلی استفاده شوند.

پیشرفت‌های فن‌آوری مدرن تفاوت حساسیت نور بین سنسورهای CCD و CMOS را محو می‌کند.

نتیجه

سنسورهای CCD و CMOS مزایا و معایب متفاوتی دارند، اما تکنولوژی به سرعت در حال پیشرفت است و وضعیت دائما در حال تغییر است. این سوال که آیا دوربینی با سنسور CCD یا سنسور CMOS انتخاب کنید بی ربط می شود. این انتخاب تنها به نیازهای مشتری به کیفیت تصویر سیستم نظارت تصویری بستگی دارد.

سنسور اصلی ترین عنصر ساختاری دوربین و یکی از پارامترهای کلیدی است که کاربر هنگام انتخاب دوربین به آن توجه می کند. ماتریس‌های دوربین‌های دیجیتال مدرن را می‌توان بر اساس چندین نشانه طبقه‌بندی کرد، اما اصلی‌ترین و رایج‌ترین آن، تقسیم ماتریس‌ها بر اساس روش خواندن شارژ، در: ماتریس ها CCDنوع و CMOSماتریس ها در این مقاله، اصول عملکرد و همچنین مزایا و معایب این دو نوع ماتریس را بررسی خواهیم کرد، زیرا در تجهیزات مدرن عکس و فیلم استفاده می شود.

ماتریس CCD

ماتریس CCDهمچنین به نام CCD(دستگاه های همراه با شارژ). CCDماتریس یک صفحه مستطیل شکل از عناصر حساس به نور (فتودیود) است که روی یک کریستال نیمه هادی سیلیکونی قرار دارد. اصل عملکرد آن بر اساس حرکت خط به خط بارهایی است که در شکاف های تشکیل شده توسط فوتون ها در اتم های سیلیکون انباشته شده اند. یعنی در برخورد با فتودیود، یک فوتون نور جذب می شود و یک الکترون آزاد می شود (یک اثر فوتوالکتریک داخلی رخ می دهد). در نتیجه شارژی تشکیل می شود که باید به نحوی برای پردازش بیشتر ذخیره شود. برای این منظور، یک نیمه هادی در بستر سیلیکونی ماتریس تعبیه شده است که در بالای آن یک الکترود شفاف ساخته شده از سیلیکون پلی کریستال قرار دارد. و در نتیجه اعمال پتانسیل الکتریکی به این الکترود در ناحیه تخلیه شده زیر نیمه هادی، به اصطلاح چاه پتانسیل تشکیل می شود که بار دریافتی از فوتون ها در آن ذخیره می شود. هنگام خواندن بار الکتریکی از ماتریس، بارها (ذخیره شده در چاه های پتانسیل) در طول الکترودهای انتقال به لبه ماتریس (رجیستر شیفت سریال) و به سمت تقویت کننده منتقل می شوند که سیگنال را تقویت می کند و آن را به آنالوگ ارسال می کند. مبدل به دیجیتال (ADC)، که از آنجا سیگنال تبدیل شده به پردازنده ارسال می شود که سیگنال را پردازش می کند و تصویر حاصل را در کارت حافظه ذخیره می کند. .

دیودهای نوری پلی سیلیکون برای ساخت ماتریس های CCD استفاده می شوند. چنین ماتریس هایی از نظر اندازه کوچک هستند و به شما امکان می دهند هنگام عکاسی با نور معمولی عکس های نسبتاً باکیفیتی بگیرید.

مزایای CCD ها:

1. طراحی ماتریس چگالی بالایی از فتوسل ها (پیکسل ها) را بر روی بستر فراهم می کند.
2. راندمان بالا (نسبت فوتون های ثبت شده به تعداد کل آنها حدود 95٪ است).
3. حساسیت بالا؛
4. بازتولید رنگ خوب (تحت نور کافی).

معایب ماتریس های CCD:

1. نویز بالا در ISO بالا (در ISO پایین، سطح نویز متوسط ​​است).
2. سرعت کم در مقایسه با ماتریس های CMOS.
3. مصرف برق بالا؛
4. فناوری خواندن سیگنال پیچیده تر، زیرا به ریز مدارهای کنترلی زیادی نیاز است.
5. تولید گران تر از ماتریس های CMOS است.

ماتریس CMOS

ماتریکس CMOS، یا سنسور CMOS(نیمه هادی های اکسید فلزی مکمل) از سنسورهای نقطه فعال استفاده می کند. برخلاف CCD ها، حسگرهای CMOS حاوی یک ترانزیستور جداگانه در هر عنصر حساس به نور (پیکسل) هستند که در نتیجه تبدیل شارژ مستقیماً در پیکسل انجام می شود. شارژ حاصل را می توان از هر پیکسل به صورت جداگانه خواند، بنابراین نیازی به انتقال شارژ نیست (مانند CCD ها). پیکسل های CMOS مستقیماً با مبدل آنالوگ به دیجیتال یا حتی با یک پردازنده ادغام می شوند. در نتیجه این فناوری منطقی، صرفه جویی در انرژی به دلیل کاهش زنجیره عملکرد در مقایسه با ماتریس های CCD و همچنین کاهش هزینه دستگاه به دلیل طراحی ساده تر، وجود دارد.

اصل کار مختصر سنسور CMOS: 1) قبل از عکسبرداری، یک سیگنال تنظیم مجدد به ترانزیستور تنظیم مجدد اعمال می شود. 2) در هنگام قرار گرفتن در معرض نور از طریق عدسی و فیلتر به فتودیود نفوذ می کند و در نتیجه فتوسنتز بار در چاه پتانسیل جمع می شود. 3) مقدار ولتاژ دریافتی خوانده می شود. 4) پردازش داده ها و ذخیره تصویر.

مزایای سنسورهای CMOS:

1. مصرف انرژی کم (به ویژه در حالت های آماده به کار)؛
2. عملکرد بالا؛
3. به دلیل شباهت فناوری با تولید ریز مدار، به هزینه تولید کمتری نیاز دارد.
4. وحدت فناوری با سایر عناصر دیجیتال، که به شما امکان می دهد قطعات آنالوگ، دیجیتال و پردازشی را روی یک کریستال ترکیب کنید (یعنی علاوه بر گرفتن نور در یک پیکسل، می توانید سیگنال را تبدیل، پردازش و از نویز پاک کنید).
5. امکان دسترسی تصادفی به هر پیکسل یا گروهی از پیکسل ها که می تواند اندازه تصویر گرفته شده را کاهش دهد و سرعت خواندن را افزایش دهد.

معایب ماتریس های CMOS:

1. فتودیود ناحیه کوچکی از پیکسل را اشغال می کند و در نتیجه حساسیت ماتریس به نور کم است، اما در ماتریس های CMOS مدرن این منهای عملا حذف می شود.
2. وجود نویز حرارتی ناشی از گرمایش ترانزیستورها در داخل پیکسل در طول فرآیند خواندن.
3. ابعاد نسبتاً بزرگ، تجهیزات فلوئورو با این نوع ماتریس ها با وزن و ابعاد بزرگ مشخص می شود.

علاوه بر انواع فوق، ماتریس های سه لایه نیز وجود دارد که هر لایه آن یک CCD است. تفاوت این است که سلول ها می توانند به طور همزمان سه رنگ را درک کنند که با برخورد پرتوی نور به آنها توسط منشورهای دو رنگ تشکیل می شود. سپس هر پرتو به یک ماتریس جداگانه هدایت می شود. در نتیجه روشنایی رنگ های آبی، قرمز و سبز به یکباره روی فتوسل مشخص می شود. ماتریس های سه لایه در دوربین های فیلمبرداری سطح بالا استفاده می شوند که دارای یک نام گذاری خاص هستند - 3CCD.

به طور خلاصه، می خواهم توجه داشته باشم که با توسعه فناوری های تولید ماتریس های CCD و CMOS، ویژگی های آنها نیز تغییر می کند، بنابراین گفتن اینکه کدام یک از ماتریس ها قطعا بهتر است، اما در عین حال، روز به روز دشوارتر می شود. ، ماتریس های CMOS به طور فزاینده ای در تولید دوربین های SLR محبوب شده اند. بر اساس ویژگی‌های مشخصه انواع مختلف ماتریس‌ها، می‌توان به این موضوع پی برد که چرا تجهیزات عکاسی حرفه‌ای که عکاسی با کیفیت بالا را ارائه می‌کنند نسبتاً حجیم و سنگین هستند. این اطلاعات را باید هنگام انتخاب دوربین به خاطر بسپارید - یعنی ابعاد فیزیکی ماتریس و نه تعداد پیکسل ها را در نظر بگیرید.

ماتریس اساس هر دستگاه عکس یا فیلم است. کیفیت و اندازه تصویر حاصل را تعیین می کند. تا به امروز، از دو اصل مختلف تکنولوژیک در ساخت ماتریس ها استفاده می شود - CCD و CMOS. اغلب اوقات می توانید این سوال را بشنوید: "کدام ماتریس را انتخاب کنیم: CCD یا CMOS؟" در میان دوستداران تجهیزات عکس و فیلم، بحث های داغی در این مورد وجود دارد. در این مقاله، این دو نوع را بررسی می کنیم و سعی می کنیم بفهمیم کدام ماتریس بهتر است - CCD یا CMOS.

اطلاعات کلی

ماتریس ها برای دیجیتالی کردن پارامترهای پرتوهای نور در سطح خود طراحی شده اند. نمی توان در مورد مزیت واضح یکی از فناوری ها صحبت کرد. شما می توانید بر روی پارامترهای خاص مقایسه کنید و رهبر را از یک جنبه یا جنبه دیگر شناسایی کنید. در مورد ترجیحات کاربران، معیار اصلی برای آنها اغلب قیمت تمام شده محصول است، حتی اگر از نظر کیفیت یا ویژگی های فنی نسبت به رقیب خود پایین تر باشد.

بنابراین، بیایید ببینیم هر دو نوع دستگاه چیست. ماتریس CCD یک ریزمدار است که از فتودیودهای حساس به نور تشکیل شده است. بر پایه سیلیکون است. ویژگی کار آن در اصل عملکرد دستگاه با شارژ است. ماتریس CMOS دستگاهی است که بر اساس دستگاه های نیمه هادی با یک دروازه عایق با کانال هایی با رسانایی مختلف ایجاد شده است.

اصل عملیات

بیایید به شناسایی تفاوت‌هایی برویم که به شما در انتخاب کمک می‌کند: کدام بهتر است - ماتریس CMOS یا CCD؟ تفاوت اصلی این دو فناوری در نحوه عملکرد آنهاست. دستگاه‌های CCD شارژ پیکسل‌ها را به پتانسیل الکتریکی تبدیل می‌کنند که در خارج از حسگرهای حساس به نور تقویت می‌شود. نتیجه یک تصویر آنالوگ است. پس از آن، کل تصویر در ADC دیجیتالی می شود. یعنی دستگاه از دو قسمت تشکیل شده است - خود ماتریس و مبدل. ویژگی فناوری CMOS این است که هر پیکسل را به صورت جداگانه دیجیتالی می کند. خروجی یک تصویر دیجیتالی آماده است. یعنی بار الکتریکی در پیکسل ماتریس در خازن جمع می شود که پتانسیل الکتریکی از آن حذف می شود. به یک تقویت کننده آنالوگ (که مستقیماً در پیکسل ساخته شده است) منتقل می شود و پس از آن در مبدل دیجیتالی می شود.

چه چیزی را انتخاب کنیم: CCD یا CMOS؟

یکی از پارامترهای مهمی که انتخاب بین این فناوری ها را تعیین می کند، تعداد تقویت کننده های ماتریسی است. دستگاه های CMOS دارای تعداد بیشتری از این دستگاه ها (در هر نقطه) هستند، بنابراین کیفیت تصویر در هنگام انتقال سیگنال اندکی کاهش می یابد. بنابراین، ماتریس های CCD برای ایجاد تصاویر با درجه بالایی از جزئیات، به عنوان مثال، برای اهداف پزشکی، تحقیقاتی و صنعتی استفاده می شود. اما فناوری های CMOS عمدتا در لوازم خانگی استفاده می شود: وب کم، تلفن های هوشمند، تبلت ها، لپ تاپ ها و غیره.

پارامتر بعدی که تعیین می کند کدام نوع بهتر است - CCD یا CMOS - چگالی فتودیودها است. هرچه بالاتر باشد، فوتون های کمتری "هدر می روند"، به ترتیب، تصویر بهتر خواهد شد. در این پارامتر، ماتریس های CCD بهتر از رقبای خود عمل می کنند، زیرا طرحی ارائه می دهند که چنین شکافی ندارد، در حالی که CMOS آنها را دارد (ترانزیستورهایی در آنها وجود دارد).

با این وجود، هنگامی که کاربر با انتخابی روبرو می شود: کدام یک - CMOS یا CCD - برای خرید، پارامتر اصلی ظاهر می شود - قیمت دستگاه. تکنولوژی CCD بسیار گرانتر از رقیب خود و انرژی بر است. بنابراین، نصب آنها در جایی که یک تصویر با کیفیت متوسط ​​کافی است، غیر عملی است.