برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

تفاوت CMOS و CCD

 

چیست ؟

واژه CCD مخفف : Charged Coupled Device

واژه CMOS مخفف : Complementary Metal Oxide Semiconductor

می باشد .

Ccd چیست و چگونه كار می‌كند؟

 

تكنولوژی ccd چیست؟

 

Ccd در اواخر دهه 1960 توسط محققان آزمایشگاه بل اختراع شد و در اول تصور می شد كه یك حافظه كامپیوتری است اما به زودی معلوم شد كه ccd كاربری های دیگری هم دارد مانند تصویر گیری چرا كه حسگرهای سیلیكون نوری در خود داشتند و مانند موتور در ماشین سنسورهای ccd در دوربین های دیجیتالی برای عكس گرفتن به صورت ابزار اصلی كار می كنند. در فرم بسیار ابتدایی سنسورهای ccd، چشم های الكترونیكی برای دوربین هستند كه نور را می گیرند و تبدیل به عكس می كنند و متعاقب آن سیگنال هایی را ساتع می كتنند كه باغث می شود تصویر دیجیتالی به وجود آید.

 

 

 Ccd چیست ؟

 

 در اصل پرده شبكیه دوربین شماست .CCD یك مدار مجتمع خیلی حساس است كه از دانه هائی تشكیل شده كه با دریافت نور و تبدیل آن به جریان الكتریكی ، هركدام از این دانه های حس گر ، جریان را ذخیره كرده و سپس تخلیه می كند.
درحال حاضر به طور وسیعی در دوربینهای دیجیتال عكاسی و فیلمبرداری از CCD استفاده میشود.دستگاه های دیگری نیز مانند تلسكوپ های نجومی و حتی سیستم های خوانش باركد از CCD استفاده می كنند.تعداد حس گرهای تشكیل دهنده هر CCD ، رزولوشن تصویر ثبت شده توسط دوربین را تعیین می كند كه این مقدار معمولا بر مبنای مگا پیكسل تعریف می شود.در واقع عدد چند میلیونی كه برای تصویر شما تعریف می شود ، حاصل ضرب تعداد نقاط طول در عرض CCD است.
یك CCD خوب می تواند تصویر شما را در حداقل میزان نور محیط ثبت كند و كیفیت و رزولوشن را به خوبی حفظ كند.البته CCD دربین حس گرها ، نسبت به ضربه حساسیت بیشتری دارد.

 

 

Ccd chip چیست؟

Ccd از دهها هزار عنصر تصویر (pixel) تشكیل شده است كه بر روی یك chip (تراشه) نازك 1.2", 1.3", 1.4" هستند. هر پیكسل به نوری كه روی آن می افتد واكنش نشان می دهد به وسیله ذخیره كردن بار الكتریكی بر روی شبكه های دقیق و ثبت كردن امواج افقی و عمودی كه به وسیله سیگنال ها به سمت جریان ویدئویی حمل  می شوند.  این انتقال سیگنال ها هر 60 مرتبه در ثانیه ظاهر می شوند.

Ccd chip 1.3" بیشترین استفاده را این روزها دارد.

سایز قطری این chip 5.5 mm، افقی 4.4 mm و عمودی 3.3 mm است.

سنسور ‌1.4" در این اواخر به طور گسترده ای بر روی دوربین های رنگی استفاده می شود كه سایز قطری آن 4 mm،‌ افقی 3.2 mm و عمودی 2.4 mm است.

شاترهای الكنریكی ccd chip ها نقش مهمی را در داشتن یك تصویر واقعی و خوب ایفا می كنند.

 اساس كار ccd هم دقیقا به شكل چشم انسان است یعنیccd   نوری را كه از طریق لنز به سمت ccd هدایت می شود گرفته و تبدیل به تصویر می كند دقیقا مانند چشم هر چه نور كمتر شود  رنگ های تصویری كه توسط دوربین برداشته شده اند كدر شده كه در دوربین های معمولی با بالا رفتن درصد تاریكی این كدر شدن به سمت سیاه میل كرده و در نهایت منجر به از بین رفتن تصویر می شود.

در دوربین هایی كه از تكنولوژی های خاص برای تصویر برداری در تاریكی استفاده می كنند ( low lux،  day & night و ir (در سر فصل مربوط به صورت كامل در مورد شیوه های تصویر و هر سه این سه حالت و تفاوت های آن توضیح داده خواهد شد. این كدر شدن رنگ ها، باعث از بین رفتن رنگ و سیاه و سفید و سفید شدن تصویر می شود.) به طور كلی تصویر تمامی دوربین هایی كه قادر به تصویر برداری در تاریكی (مطلق و نسبی) هستند، در تاریكی سیاه و سفید است.


 

امروزه از هر دو نوع حسگر بطور گسترده در دوربین های عکاسی دیجیتال استفاده می شود . بعنوان مثال شرکت کانن در دوربین های SLR خود همگی از سنسورهای CMOS استفاده می کند در حالیکه شرکت نیکون از هر دو نوع سنسور بهره میگیرد.

بطور کلی تفاوت کیفی زیادی بین این دو نوع سنسور وجود ندارد اما حسگرهای سی ماس کم مصرف تر بوده و در شرایط کم نور یا نوردهی های طولانی عملکرد بهتری دارند .

ضمناً از نظر فنی نمی توان سنسورهای CCD را در ابعاد فول فریم ( 24×36میلیمتر ) تولید کرد .

CCD چیست ؟

CMOS بهتر است یا CCD ؟

 

مهمترین ویژگی یك دوربین دیجیتال ، مشخصات سنسور آن است كه اثر مستقیم بر روی كیفیت تصاویر آن دارد . در معرفی دوربین , مشخصات سنسور تحت عنوان های : Imaging Element , Image Sensor  یا اسامی مشابه ذكر شده است .مهمترین پارامتر سنسور , وضوح یا تعداد نقاط تشكیل دهنده تصویر است كه در معرفی سنسور ذكر میشود .مثلا 6 مگاپیكسل . معمولا در معرفی وضوح از دو عبارت : Effective pixels  ( پیكسل های موثر ) و Total pixels  ( تعداد كل پیكسل ها ) استفاده  میشود كه تعداد پیكسل های موثر , كمتر از تعداد كل پیكسل ها ی آن بوده و آنچه اهمیت دارد تعداد پیكسل های موثر است . بخشی از سطح سنسور عملا با یك رنگ سیاه پوشانده شده است و سازندگان سعی دارند با تنظیم ابعاد تصویر , روی سنسور یك نسبت ابعاد استاندارد ایجاد نمایند .سنسور ها معمولا از انواع  CCD , CMOS یا Super CCD  میباشند .

 

 1. سنسور سی سی دی ( CCD Charge-Coupled Devices )

این نوع سنسور در اكثر دوربینهای دیجیتال امروزی به كار رفته است . آنها از میلیونها سلول نوری تشكیل شده اند. هر سلول میزان روشنایی نوری كه به آن تابیده می شود را به ولتاژ الكتریكی تبدیل میكند . ccd ها در برخی اسكنر ها هم استفاده شده اند و دارای تعداد نقاط (resolution) متفاوتی هستند .

 مزیت های سنسور CCD نسبت به سنسور CMOS عبارتند از :

  • حساسیت CCD به نور بشتر از CMOS است . بنابراین عكس ها در شب (Night)  و داخل خانه (indoor) در دوربینهای CCD بهتر از CMOS   است .
  • CCD نویزپذیری بسیار كمی دارد اما CMOS به نویز تصویر (اختلال تصویر) بسیار حساس است , كه باعث شده یك پردازنده كامپیوتری مخصوص , جهت كاهش یا حذف نویز در دوربینهای CMOS تعبیه شود بنابر این زمان پردازش هر تصویر , طولانی تر از دوربین CCD خواهد بود .
     

    فناوری دیگر كه با سنسورهای CCD  در رقابت است سیموس یا CMOS  نام دارد . CMOS  مخفف عبارت ( Complementary Metal Oxide Semiconducter ) بوده ,  یك روش ساخت تراشه های الكترونیكی (IC) میباشد .

     

     مزیت های سنسورهای CMOS  نسبت به سنسور CCD عبارتند از :

    • CMOS در مقایسه باCCD مصرف انرژی كمتری دارد كه این یك ویژگی مهم برای كاربران دوربین های دیجیتال است . این دوربین ها در حدود 3/1 تا 10/1 دوربینهای معادل CCD انرژی مصرف می كنند . 
    • تجهیزات الكترونیكی جانبی كه برای یك دوربین لازم است میتواند به صورت مجتمع روی خود تراشه CMOS قرار داده شود . اما در مورد CCD به این صورت نیست و اضافه كردن تجهیزات برای كنترل نوردهی و تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال به صورت جداگانه صورت میگیرد . این عامل باعث میشود تا دوربین های مبتنی بر CMOS ارزانتر,  كوچكتر و سبك تر ساخته شوند.
    • به علت تفاوت در ساختار الكترونیكی دوربین های CMOS  , مشكل نورگیری بیش از حد تصویر (Over exposure) كمتر به وجود می آید .
    • برای آشنایی با دیگر مشخصه های دوربین های دیجیتال پس از عضو شدن در سایت از قسمت داونلود رایگان آموزش عکاسی فایل آموزش عکاسی حرفه ای را دریافت و مطالعه نمایید .

http://vahidned.mihanblog.com/


تكنولوژی ccd چیست؟

Ccd در اواخر دهه 1960 توسط محققان آزمایشگاه بل اختراع شد و در اول تصور می شد كه یك حافظه كامپیوتری است اما به زودی معلوم شد كه ccd كاربری های دیگری هم دارد مانند تصویر گیری چرا كه حسگرهای سیلیكون نوری در خود داشتند و مانند موتور در ماشین سنسورهای ccd در دوربین های دیجیتالی برای عكس گرفتن به صورت ابزار اصلی كار می كنند. در فرم بسیار ابتدایی سنسورهای ccd، چشم های الكترونیكی برای دوربین هستند كه نور را می گیرند و تبدیل به عكس می كنند و متعاقب آن سیگنال هایی را ساتع می كتنند كه باغث می شود تصویر دیجیتالی به وجود آید.


Ccd chip چیست؟

Ccd از دهها هزار عنصر تصویر (pixel) تشكیل شده است كه بر روی یك chip (تراشه) نازك 1.2", 1.3", 1.4" هستند. هر پیكسل به نوری كه روی آن می افتد واكنش نشان می دهد به وسیله ذخیره كردن بار الكتریكی بر روی شبكه های دقیق و ثبت كردن امواج افقی و عمودی كه به وسیله سیگنال ها به سمت جریان ویدئویی حمل می شوند. این انتقال سیگنال ها هر 60 مرتبه در ثانیه ظاهر می شوند.

Ccd chip 1.3" بیشترین استفاده را این روزها دارد.

سایز قطری این chip 5.5 mm، افقی 4.4 mm و عمودی 3.3 mm است.

سنسور ‌1.4" در این اواخر به طور گسترده ای بر روی دوربین های رنگی استفاده می شود كه سایز قطری آن 4 mm،‌ افقی 3.2 mm و عمودی 2.4 mm است.

شاترهای الكنریكی ccd chip ها نقش مهمی را در داشتن یك تصویر واقعی و خوب ایفا می كنند.

اساس كار ccd هم دقیقا به شكل چشم انسان است یعنیccd نوری را كه از طریق لنز به سمت ccd هدایت می شود گرفته و تبدیل به تصویر می كند دقیقا مانند چشم هر چه نور كمتر شود رنگ های تصویری كه توسط دوربین برداشته شده اند كدر شده كه در دوربین های معمولی با بالا رفتن درصد تاریكی این كدر شدن به سمت سیاه میل كرده و در نهایت منجر به از بین رفتن تصویر می شود.

در دوربین هایی كه از تكنولوژی های خاص برای تصویر برداری در تاریكی استفاده می كنند ( low lux، day & night و ir (در سر فصل مربوط به صورت كامل در مورد شیوه های تصویر و هر سه این سه حالت و تفاوت های آن توضیح داده خواهد شد. این كدر شدن رنگ ها، باعث از بین رفتن رنگ و سیاه و سفید و سفید شدن تصویر می شود.) به طور كلی تصویر تمامی دوربین هایی كه قادر به تصویر برداری در تاریكی (مطلق و نسبی) هستند، در تاریكی سیاه و سفید است.

اما DSP

دی اس پی که مخفف پردازش سیگنال های دیجیتال هست

هممون می دونیم که چه بخوایم و چه نخوایم این روزا همه چیز به سیگنال مربوط می شه و یه جورایی علم و مهندسی را در برگرفته
مثل ولتاژهای تولید شده به وسیله ی مغز و قلب ، انعکاس های رادار و ردیاب آوایی ( سونار )، لرزه ی لرزه نگار ها و کاربردهای بی شمار دیگری
خلاصه در یک کلام پردازش سیگنال های دیجیتال علم استفاده از کامپیوتر برای درک این طور داده ها هست

این فناوری دامنه اهداف زیادی را در بر می گیره مثل : فیلترینگ ، تشخیص مکالمه مقایسه داده ها ، شبکه های عصبی و ...
کلا الان این دی اس پی یکی از قوی ترین فناوری های قرن 21 هست که حسابی همه جا را فرا گرفته
فکر کنید که بیایم یه مبدل آنالوگ به دیجیتال به کامپیوتر وصل کنیم و با اون داده های حقیقیمون را دریافت کنیم !!

این هم یک منبع خوب برای DSP
این سایت را ببینید
You are not allowed to view links. Register or Login to view.


اگر اصولی تر بخواهید

یک تصویر را می توان توسط تابع دوبعدی f(x,y) که در آن X و Y را مختصات مکانی و مقدار f در هر نقطه را شدت روشنایی تصویر درآن نقطه می نامند. اصطلاح سطح خاکستری نیز به شدت روشنایی تصاویر مونوکروم اطلاق میشود . تصاویر رنگی نیز از تعدادی تصویر دوبعدی تشکیل می شود.

زمانی که مقادیر X و Y و مقدار f(x,y) با مقادیر گسسته و محدود بیان شوند ، تصویر را یک تصویر دیجیتالی می نامند. دیجیتال کردن مقادیر X و Y را Sampling و دیجیتال کردن مقدار f(x,y) را Quantization گویند.

برای نمایش یک تصویر M * N از یک آرایه دو بعدی ( ماتریس) که M سطر و N ستون دارد استفاده می کنیم . مقدار هر عنصر از آرایه نشان دهنده شدت روشنایی تصویر در آن نقطه است. در تمام توابعی که پیاده سازی خواهیم کرد ، هر عنصر آرایه یک مقدار 8 بیتی است که می تواند مقداری بین 0 و 255 داشته باشد. مقدار صفر نشان دهنده رنگ تیره ( سیاه ) و مقدار 255 نشان دهنده رنگ روشن ( سفید ) است.

به عنوان مثال تصویر زیر که سایز آن 288 * 265 است از یک ماتریس که دارای 288 سطر و 265 ستون است برای نمایش تصویر استفاده می کند .

هر پیکسل از این تصویر نیز مقداری بین 0 و 255 دارد . نقاط روشن مقادیری نزدیک به 255 و نقاط تیره مقادیر نزدیک به 0 دارد. همه توابع پردازش تصویر از این مقادیر استفاده کرده و اعمال لازم را بر روی تصویر انجام می دهند

ببینید در صنعت تصویر برداری، در ابتدا از تصاویر آنالوگ استفاده میكردن و اگر هم میخواستن روی اونها تحلیلی انجام بدن؛ همین تصاویر آنالوگ رو تحلیل میكردن .. خب همونطور كه میدونید كار در حوزه ی آنالوگ خصیصه هایی از قبیل فاز و فركانس و .... رو شامل میشه كه یك مقدار جزئیات پردازش رو مشكل میكرد .. مضاف بر اینكه اگر میخواستن دو تصویر رو باهم جمع یا از هم كم كنن(منظور عملیات ریاضی هست..) به مشكلات زیادی برخورد میكردن .. برای همین بود كه به فكر افتادن تا از حوزه ی پیوسته به حوزه ی گسسته نقل مكان كنن (Spatial Domain) و پردازش رو در اون حیطه انجام بدن .. حالا این بحث گسسته بود كه كم كم ایده ی دیجیتالی شدن تصاویر رو به وجود آورد ..

استارت این قضیه با DSP زده شد .. اما خود واژه ی DSP هم نكته داره .. در واقع تعریفی كه از DSP در معنی ذاتی میشه؛ Discrete Signal Processing هست یعنی چی؟ یعنی یه مرحله قبل تر از Digital Signal Processing .. تفاوت بین Discrete و Digital هم در نوع خودش جالبه .. تصویر دیجیتال چه مزیتی داره؟ اگه تصویر آنالوگ رو حاصل junction مجموعه ای از سیگنال ها با فركانس های مختلف بدونیم؛ تصویر دیجیتال میشه قالب های 8 بیتی كه ارائه كننده ی تصویر هستن .. بر حسب فضای رنگی بهشون ایندكس های رنگی هم اطلاق میشه و از این طریق میشه تصویر دیجیتالی رو به سادگی ساخت و بر روی اون پردازش دیجتالی و Boolean انجام داد .. بر فرض اگه شما بخواید روی تصویر یك فیلتر بذارید؛ به راحتی میتونید با مقادیر Threshold اون كار كنید و حساس باشید به نوع فیلتر و بازتابی كه در تصویر خواهد داشت .. توی تصویر آنالوگ فیلتر كردن هم تفاوت داره .. اونجا بحث به طریق خاصی دنبال میشه كه كلا با دیجیتال تفاوت داره .. اما برای كاربرد تصاویر آنالوگ .. در تصویربرداری های قدیم از این روش استفاده میشد (فلاش های دستی..) اما الان برای ارتقاء كیفیت تصاویر دیجیتال هم راه هایی مطرح میشه كه دیگه به كل تصویر برداری آنالوگ فراموش شده .. موفق باشید ..

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :