Системы видеонаблюдения
      ГЛАВНАЯ

МАТРИЦЫ КАМЕР ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Матрица во многом определяет такие характеристики камеры видеонаблюдения как разрешающая способность, светочувствительность, уровень шумов. По принципу действия можно выделить две основные технологии производства:

  • CCD (ПЗС),
  • CMOS (КМОП).

Основные их возможности и характеристики описаны в материале про устройство камеры видеонаблюдения, однако, для тех, кому интересна эта тема, здесь матрицы будут описаны несколько подробнее.

Общие сведения

Любая матрица состоит из массива светочувствительных элементов (пикселей), расположенных на полупроводниковой пластине. Каждый из них формирует минимальный элемент изображения. Происходит это путем преобразования энергии светового потока в электрический заряд (не путать с током). Для различных типов дальнейшая обработка (считывание) сигнала определяется как раз технологией производства.

CCD (ПЗС) матрицы

CCD (ПЗС) матрицы

Этот тип применяется для аналоговых камер видеонаблюдения. Принцип действия здесь заключается в последовательном сдвиге заряда по ячейкам и преобразование его в электрический ток (напряжение) уже вне кристалла (рис.1).

Таким образом, вся площадь элементарных площадок задействуется для обработки светового потока, как следствие - обеспечивается высокий уровень чувствительности. Отсутствие на полупроводнике активных элементов определяет также низкий уровень собственных шумов.

CMOS (КМОП) матрицы

CMOS (КМОП) матрицы

Эта технология позволяет осуществлять преобразование заряда в электрический сигнал непосредственно на пикселе. Соответственно считывание производится сразу с нужного элемента, что позволяет практически сразу сформировать цифровой сигнал. Таким образом, CMOS технологии идеально подходят для цифровых (ip) камер видеонаблюдения.

Однако, этот процесс требует размещения на каждом пикселе матрицы соответствующих электронных компонентов (транзисторы, конденсаторы, резисторы), что уменьшает полезную площадь, а соответственно - чувствительность (рис.2).

Стоит заметить, что последние разработки позволяют увеличить светочувствительную область от 30% (APS технологии) до 70% (ACS).

Естественно, все активные элементы повышают уровень собственных шумов.

Матрицы цветного изображения

Матрицы цветного изображения

Чтобы получить на выходе камеры цветное изображение нужно разложить световой поток на основные составляющие цвета, которых, как известно семь.

Однако, для обеспечения цветопередачи видеонаблюдение использует три - красный, зеленый, синий. При этом используются пиксели с соответствующими светофильтрами (рис.3).

Понятно, что формирование единичного размера изображения осуществляется тремя элементами матрицы, что приводит к уменьшению (при прочих равных условиях) их площади, а значит - общей чувствительности камеры видеонаблюдения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

По большому счету, потребителю вполне достаточно характеристик камер видеонаблюдения, указанных их производителем, а сравнительный анализ параметров матриц различных типов является излишним. Но, тем не менее, конспективно изложу некоторые выводы, следующие из вышеприведенного материала.

Итак, при прочих равных условиях:

  • чувствительность камер на базе ПЗС матриц выше чем КМОП, а монохромных лучше чем цветных,
  • уровень собственных шумов CCD матрицы ниже нежели у CMOS,
  • КМОП матрицы имеют меньшее энергопотребление, дешевле при производстве.

Однако, достоинство, касающееся цены обольщать не должно, поскольку стоимость матрицы составляет всего лишь часть от цены остальных компонентов камеры видеонаблюдения.


  *  *  *

© 2014-2017 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют исключительно ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.