انواع چیپ تصویر دوربین مداربسته
چیپ تصویر EX-View CCD
سنسور تصویر EX-View یکی از انواع CCD های ساخت شرکت SONY است. در مقایسه با نسخه های قبلی این چیپ تصویر دارای حساسیت بالاتری نسبت به نور است. در واقع، فاکتور متمایز کننده در آن حساسیت بالای آنها نسبت به نور مادون قرمز است. به صورت کلی این CCD ها تنها در دوربین های با قابلیت دید در شب IR مورد استفاده قرار می گیرند.
فناوری منحصر به فرد EX-View مختص شرکت SONY است. در ساختار این حسگر، فتودیود ها یا همان شاخص های نوری دارای کارایی بهتری در تبدیل فوتون به الکترون هستند. در اصل وظیفه فتودیودها تبدیل انرژی نورانی به جریان الکتریکی است. هر فتودیود در CCD در واقع تشکیل دهنده یک پیکسل در تصویر است.
ساختار و پیکربندی این حسگر منجر به این می شود تا در مقایسه با CCD های نسخه های قبلی سونی، حساسیت نوری تا دو برابر نسبت به نور مرئی و تا 4 برابر نسبت به نور مادون قرمز افزایش یابد. برای مثال در مقایسه با CCD های Super HAD سونی، نرخ LUX یا میزان حساسیت نوری در CCD های EX-View برای هر دو نور مرئی و مادون قرمز تا دو برابر بیشتر است.
کاربرد های حسگر EX-View
به طور کلی به دلیل مزایای ذکر شده، حسگر EX-View مناسب برای مکان هایی است که نیازمند نور IR برای ثبت تصاویر هستند. از این نوع حسگر بیشتر در فضاهای روباز که در آن هیچگونه کنترلی بر روی نور موجود در محیط وجود ندارد استفاده می شود. برای مثال برای استفاده در مکان هایی مانند کارخانه های بزرگ با تعداد دوربین بالا که در تک تک نقاط آن نصب شده اند و کاربر نیازمند تصاویری با کیفیت بالا در هنگام شب و در نور کم است بسیار مناسب است.
در پایان لازم به ذکر است که نباید این توقع وجود داشته باشد که حسگر EX-View می تواند تفاوت چشمگیری را در رزولوشن تصویر شما ایجاد کند. برای مثال در روزولوشن 720TVL در یک CCD معمولی و Exview CCD تفاوت فاحشی وجود نداشته و هر دو جزئیات یکسانی را برای شما به نمایش می گذارند. اما تنها تفاوت موجود در این است که تصاویری که توسط حسگر Exview ثبت می شوند دارای نویز کمتری در شرایط کم نور هستند.
چیپ تصویر EFFIO CCD
سنسور، حسگر یا چیپ تصویر یکی از اجزای تشکیل دهنده یک دوربین مدار بسته است. نقشی که این جز ایفا می کند در واقع دریافت نور و رساندن آن به لنز دوربین بوده و این کار را از طریق تبدیل فوتون های نوری به سیگنال های الکتریکی انجام می دهد. از جمله سنسور های رایجی که در ساختار دوربین های مدار بسته بکار می رود می توان به سنسورهای CMOS و CCD اشاره نمود.
علاوه بر موارد ذکر شده که رایج ترین انواع سنسور بکار رفته در دوربین های مداربسته محسوب می گردند، چندین نوع سنسور دیگر نیز در این دوربین ها مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از این موارد سنسور EFFIO است که جزء سنسورهای CCD محسوب می گردد و تولید کننده آن شرکت سونی است. با توجه به اینکه این نوع سنسور حساسیت بالایی نسبت به نور دارد دارای کارایی فوق العاده ای است و می تواند تصاویری با کیفیت و رنگ های زنده و واقعی را به نمایش بگذارد. این سنسور در انواع مختلفی با ویژگی های متفاوتی تولید می گردند. دوربین هایی که مجهز به چیپ تصویر Effio هستند قادرند تصاویری با وضوح و کیفیت بالایی را به نمایش بگذارند که دارای نویز کمتری نیز هستند.
نحوه عملکرد سنسور Effio
Effio مخفف عبارت (Enhanced Features and Fine Image Processor) به معنی ویژگی های بهبود یافته و پردازشگر پر قدرت است. این ویژگی های بهبود یافته سنسور Effio را نسبت به سایر رقیبانش متمایز می کند. از جمله این ویژگی ها می توان به فرکانس خروجی آن اشاره کرد. فرکانس خروجی Effio به مراتب بالاتر از سایر سنسور هاست. همچنین این امر باعث می شود تا رزولوشنی که ارائه می کند بسیار بالاتر بوده و جدای از فناوری مگاپیکسلی در دوربین های تحت شبکه باشد. در نتیجه تصاویری که ارائه می کند وضوح بالاتری خواهند داشت.
دوربین های مداربسته که از سنسور Effio استفاده می کنند از سیستم پیشرفته تصحیح و بهبود رنگ ها در تصاویر بهره می برند و به همین دلیل نیز می توانند تصاویر با رنگ های واقعی و زنده را به نمایش بگذارند. همچنین برای کاهش نویز در تصاویر نیز از فناوری های 2D-DNR و 3D-DNR بهره می برد.
همانطور که می دانید زمانی که در دوربین از حالت زوم الکترونیکی (E-ZOOM) و غیرمکانیکی استفاده می کنید و بر روی نقطه مورد نظر متمرکز می شوید از کیفیت تصویر کاسته شده و تار می گردد. اما با وجود فناوری بکار رفته در چیپ تصویر Effio این اتفاق نمی افتد و چنانچه از دوربین های با قدرت زوم بالا استفاده می کنید می توانید این کار را بدون افت کیفیت در تصاویر انجام دهید.
چیپ تصویر CCD دوربین مداربسته
چیپ های تصویر CCD دسته ای چیپ های تصویر در دوربین های مداربسته هستند که به واسطه حساسیت بالا نسبت به نور و رنگ ها مورد توجه قرار می گیرند. CCD مخفف Charged Coupled Device نوعی سنسور تصویر است و یکی از اجزای کلیدی در اغلب دوربین های مداربسته محسوب می گردد. بعضی از دوربین ها نیز از سنسور دیگری با نام سنسور CMOS استفاده می کنند که در مقالات قبلی توضیح دادیم. در این مقاله قصد داریم نگاهی دقیق تر به ساختار سنسور CCD پرداخته و تفاوت های آن را با CMOS بازگو کنیم.
در ابتدا به مرور تعریف اساسی سنسور تصویر می پردازیم. حسگر تصویر بخشی از اجزای ساختاری دوربین مداربسته است که نور تابیده به لنز را دریافت کرده و آن را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند که در نهایت تصویر نهایی را که می بینید تشکیل می دهد. عملکرد این سنسور ها بسیار شبیه به سلول های خورشیدی در تبدیل نور به انرژی الکتریکی است. همچنین شکل ساختاری آنها نیز مانند یک سلول خورشیدی است. سنسور های CCD و CMOS معمولا بر روی تراشه های مداری یکپارچه ای تعبیه شده و دارای سایزهای مختلفی هستند.
CCD ها را می توان به عنوان لایه های فوتواکتیوی در نظر گرفت که دارای یک سری حفره بر روی خود هستند. زمانی که نور به این لایه ها برخورد می کند بسته های الکترونی داخل این گودال ها جمع شده و سپس به صورت سیگنال منتقل می گردند. در واقع تفاوت اساسی سنسور های CCD و CMOS در نحوه انتقال این الکترون هاست. در سنسور CCD اساسا بارهای الکتریکی به یک نقطه بر روی تراشه منتقل شده و سپس توسط یکی کانورتر ADC آنالوگ-به-دیجیتال محتویات هر پیکسل به یک سیگنال دیجیتال تبدیل می گردد. از سوی دیگر، CMOS ها برای انتقال بارها از ترانزیستورهای موجود در هر پیکسل استفاده می کنند.
از جمله تفاوت های کلی این دو سنسور می توان به موارد زیر اشاره نمود:
اگر چه سنسور CCD گران تر از CMOS است، اما حساسیت بالای آنها نسبت به نور آنها را تبدیل به گزینه بهتری برای استفاده در دوربین های مداربسته از این نظر می کند. این سنسورها تقریبا 70 درصد از نوری را که به آنها برخورد می کند را جذب می کنند. علاوه بر این، اغلب CCD های تولید شده ذاتا به اشعه مادون قرمز نیز حساس هستند لذا برای تصویربرداری در شب نیز مناسب هستند. بسیاری از دوربین های مداربسته که مجهز به چیپ تصویر CMOS هستند اغلب ارزان تر از دوربین های CCD بوده و در شرایط کم نور عملکرد خوبی ندارند و تصاویر با کیفیتی نیز تولید نمی کنند. بزرگترین اشکال سنسور CCD در مقایسه با CMOS در دوربین های مداربسته مصرف برق آنها است. با این حال، دوربین های مداربسته به طور معمول دارای منبع تغذیه یا آداپتور دوربین مداربسته منبع تغذیه ای جداگانه برای خود هستند. یکی از مزایای سنسور CMOS نسبت به CCD می تواند در دوربین های مستقل از برق و باتری خور باشد چون CMOS ها به انرژی الکتریکی کمتری نیازمندند.
به طور کلی مزایا و معایب سنسور CCD در موارد زیر خلاصه می گردد:
مزایا:
معایب:
امروز با توجه به پیشرفت چیپ های CMOS استفاده از CCD ها در دوربین های مداربسته بسیار محدود شده است. در ادامه برای اطلاعات بیشتر برای انتخاب میان این دو سنسور می توانید به مطلب زیر مراجعه کنید:
مقایسه سنسور CMOS و CCD در دوربین مداربسته
1. تفاوت ساختاری و پردازشی در سنسور CMOS و CCD
در سنسور های CCD تبدیل سیگنال های آنالوگ به دیجیتال، خارج از سنسور ها انجام می شود، که باعث می شود تا دوربین های مدار بسته به زمان بیشتری برای تشکیل تصویر نیاز داشته باشند. اما در سنسورهای CMOS تمامی پروسه پردازش بر روی یک تراشه الکترونیکی انجام می گردد. CMOS ها اغلب نیازمند پهنای باند کمتری هستند. از طرف دیگر سنسور های تصویر CCD برای تقویت و تبدیل سیگنال های آنالوگ به دیجیتال نیازمند مدارات و پردازنده های داخلی و خارجی هستند. و تمام اینها دلایلی است که باعث می گردد تا یک سنسور CCD اغلب با داغ شدن بیش از حد حین کار مواجه گردد.
2. تفاوت در کیفیت تصویر CMOS و CCD
دوربین های مدار بسته مجهز به سنسور CCD به طور معمول تصاویر با کیفیت تری ارائه می کنند. با این حال با پیشرفت تکنولوژی امروزه سنسور های CMOS نیز از لحاظ کیفیت تصویر قادر به رقابت با سنسورهای CCD بوده و از این نظر تقریبا با یکدیگر برابری می کنند.
3. تصویربرداری در نور کم
در سنسور های تصویر CCD سلول های شارژ شده با بار الکتریکی در داخل تراشه قرار دارند و این امر از تار شدن تصاویر جلوگیری می کند. بنابراین سنسورهای تصویر CCD در دوربین های مداربسته نسبت به نور حساسیت طیفی بالاتری داشته و نویز کمتری ایجاد می کنند.
دوربین های مداربسته مجهز به سنسور CCD دارای عملکرد بهتری در نور کم یا شب بودند، به ویژه در مناطقی با دمای بالاتر. اما امروزه دوربین های مداربسته مجهز به سنسور CMOS حتی می توانند از این نظر از سنسورهای CCD پیشی بگیرند.