CCD是“电荷耦合器件”(Charge Coupled Device)的简称，而CMOS是“互补金属氧化物半导体”(Complementary Metal Oxide Semiconductor)的简称。CCD是1970年美国贝尔实验室的W·B·Boyle和G·E·Smith等人发明的，从而揭开了电荷传输器件的序幕。此后，人们利用这一技术制造了摄像机与数码相机，将图像处理行业推进到一个全新领域。CCD是一种用于捕捉图像的感光半导体芯片，广泛运用于扫描仪、复印机、摄像机及无胶片相机等设备。

      CMOS本来是计算机系统内的一种重要芯片，它可保存系统引导所需的大量资料。在20世纪70年代初，有人发现，将CMOS引入半导体光敏二极管后也可作为一种感光传感器，但在分辨率、噪声、功耗和成像质量等方面都比当时的CCD差，因而未获得发展。

      不同相机的图像效果为什么差异会很大？这与sensor（即图像传感器）的硬件技术指标有关，不管是CCD还是CMOS，图像传感器由像素、靶面尺寸、感光度、电子快门、帧率、信噪比这六大因素决定。

 

      一、像素

      图像传感器上有许多感光单元，它们可以将光线转换成电荷，从而形成对应于景物的电子图像。而在传感器中，每一个感光单元对应一个像素（Pixels），像素越多，代表着它能够感测到更多的物体细节，从而图像就越清晰，像素越高，意味着成像效果越清晰。

 

      二、靶面尺寸

      图像传感器感光部分的大小，一般用英寸来表示，指的是图像传感器的对角线长度，如常见的有1/3英寸，靶面越大，意味着通光量越好，而靶面越小则比较容易获得更大的景深。比如1/2英寸可以有比较大的通光量，而1/4英寸可以比较容易获得较大的景深。

 

      三、感光度

      即是通过CCD或CMOS以及相关的电子线路感应入射光线的强弱。感光度越高，感光面对光的敏感度就越强，快门速度就越高，这在拍摄运动车辆，夜间监控的时候尤其显得重要。

 

      四、电子快门

      控制图像传感器的感光时间，由于图像传感器的感光值就是信号电荷的积累，感光越长，信号电荷积累时间也越长，输出信号电流的幅值也越大。电子快门越快，感光度越低。

 

      五、帧率

      指单位时间所记录或者播放的图片的数量。连续播放一系列图片就会产生动画效果，根据人类的视觉系统，当图片的播放速度大于15幅/秒（即15帧）的时候， 人眼就基本看不出来图片的跳跃；在达到24幅/s～30幅/s（即24帧到30帧）之间时就已经基本觉察不到闪烁现象了。每秒的帧数（fps）或者说帧率表示图形传感器每秒钟能够更新的次数。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的视觉体验。

 

      六、信噪比

      是信号电压对于噪声电压的比值，信噪比的单位用dB来表示。一般摄像机给出的信噪比值均是AGC（自动增益控制）关闭时的值，因为当AGC接通时，会对小信号进行提升，使得噪声电平也相应提高。

      信噪比的典型值为45～55dB，若为50dB，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60dB，则图像质量优良，不出现噪声，信噪比越大说明对噪声的控制越好，给人感觉画面越干净。

 

      结语：

      目前，CCD在性能方面还仍然优于CMOS。不过，随着CMOS图像传感器技术的不断进步，在其本身具备的集成性、低功耗、低成本的优势基础上，噪声与敏感度方面有了很大的提升，与CCD传感器差距不断缩小。
     
      武汉一准的影像测量仪（二次元）选用进口高清工业级CCD彩色摄像机，有效保证测量过程中的成像质量，提升测量效率。

      CCD和CMOS图像传感器各有利弊，在整个图像传感器市场上它们既是一种相互竞争又是一种相互补充的关系，而有些时候，两种传感器之间是互补的，可以适用在不同的应用场合。CMOS成像传感器要想在百万像素以上的数字相机与数字摄影机市场取代CCD，必须从降低噪声与提高灵敏度方面着手，在分辨率上要有所突破。不论是哪种传感器比较强大，他们技术的进步无疑都将极大推动图像传感器市场及机器视觉行业的发展。