随着光电信息技术的发展，以及集成电路设计技术和工艺水平的提高，CMOS图像传感器过去存在的缺点，现在都可以找到办法克服，而CMOS图像传感器所固有的优点，如成本低、功耗低等更是CCD器件所无法比拟的。CMOS图像传感器与90%的其他半导体都采用相同标准的芯片制造技术，而CCD则需要一种极其特殊的制造工艺，因此具有较高解像率、功耗低、制作成本低得多的CMOS器件必将会得到发展。

随着CMOS图像传感器技术的进一步研究和发展，过去仅在CCD上采用的技术正在被应用到CMOS图像传感器上，而CCD在这些方面的优势则已逐渐黯淡。但是，CMOS图像传感器自身的优势正在不断地发挥，其过去的不足，如光照灵敏度和信噪比现已达到甚至超过CCD。

目前，CMOS图像传感器，已由被动式像素传感器CMOS-PPS（Passive Pixel Sensor）发展到主动式像素传感器CMOS-APS（Active Pixel Sensor），并已新发展到数字像素传感器CMOS-DPS（Digital Pixel Sensor）。CMOS摄像机在图像质量与灵敏度方面的缺陷，已得到大大的改善。随着目前市场上视频监控系统向高清化与智能化方向的发展，CCD摄像机的自身缺陷已变得越来越突出，并且已不能适应网络化、集成化、高清化与智能化方向发展的需要。

现在，CMOS摄像机绝非只局限于简单的应用，它已发展于高清系列，并已在高清与智能视频监控系统中占有绝对的优势。下面就探究其原因。

一、从CCD和CMOS图像传感器的不同工作原理看CMOS的优势

CCD图像传感器在工作时，上百万个像素感光后会生成上百万个电荷，但所有的电荷要全部经过一个“放大器”去进行电压转变，以形成电子信号。因此，这个“放大器”就成为了一个制约图像处理速度的“瓶颈”。因为所有的电荷均由单一通道输出，就像千军万马从一座桥上通过，当数据量大的时候就发生信号“拥堵”，而高清HDV格式却恰恰需要在短时间内处理大量数据，因此，使用单CCD图像传感器无法满足高速读取高清数据的需要。

而CMOS图像传感器则不同，它每个像素点都有一个单独的放大器转换输出，因此CMOS图像传感器能直接从晶体管开关阵列读取出来，而没有CCD图像传感器的“瓶颈”问题。CMOS图像传感器能够在短时间内处理大量数据，从而输出高清影像，所以能满足高清HDV的需求。

此外，CMOS图像传感器工作所需要的电压又比CCD要低很多，其功耗大约也只有CCD的1/3，因此其电池尺寸可做得更小，这使得摄像机的体积也就可以做得更小，而且每个CMOS图像传感器都有单独的数据处理能力，这也将大大减小集成电路的体积，从而使高清数码摄像机能实现小型化。

二、从CCD和CMOS图像传感器的读数方式和传输方式看CMOS的优势

CCD和CMOS图像传感器常用的读数方式和传输方式的比较，如图1所示。

图1 CCD与CMOS图像传感器的读数方式和传输方式的比较

其中图1（a）为CCD图像传感器通常采用的顺序电荷转移方式，当它将光图像信号转换成电荷图像信号后，首先被传送到列转移寄存器，最后输岀到图像处理单元，因此其速度就慢而受到限制；此外，由于顺序电荷转移方式需要连续、高速的驱动转换寄存器，因而也需要较多的电功率。

图1（b）为CMOS图像传感器通常使用的X-Y寻址和传输方式，在这种方式中，每一个像素都有自己的放大器，它通过列扫描和行扫描来传递信号，而直接输出到图像处理单元。由于CMOS图像传感器具有独立的数据传输线路，因此它能达到很高的速度。

但值得指出的是，虽然这种方式能达到很高的速度，可仔细地观察其输出图像，不难发现，在分开的线上往往容易出现图像失真。

一种仍采用X-Y寻址和传输方式，但能克服上述缺点并使速度更快的改进的CMOS图像传感器的读数方式，如图2所示。

图2 一种改进的CMOS图像传感器的读数方式

由图2可见，其特点是数据通过两条信号线按不同的颜色读出，这样读取图像的速度更快，并且还同时具有可随意提取高密度像素数据的优点。因为这种数据分配线用颜色的方法（绿、蓝和红）代替了区域的方式，它在提高操作速度的同时，也提高了图像质量，从而解决了输出图像在分开的线上容易再现失真这一问题。