Progressive scan cmos что это

Матрицы для камер видеонаблюдения. На что обращать внимание?

Качество изображения видеокамеры во многом зависит от используемого в ней светочувствительного сенсора (матрицы). Ведь поставь хоть лучший процессор для оцифровки видео – если на матрице получено плохое изображение, хорошим оно уже не станет. Попытаюсь популярно объяснить, на что следует обращать внимание в характеристиках сенсора камеры видеонаблюдения, чтобы потом не было мучительно больно при взгляде на изображение…

Тип матрицы

В интернете вы наверняка найдете информацию о том, что в камерах видеонаблюдения применяются CCD (ПЗС, прибор с зарядовой связью) и CMOS (КМОП, комплементарная структура металл-оксид-полупроводник) светочувствительные матрицы. Забудьте! Давно остался только CMOS, только хардкор.

CCD матрицы, при всех их достоинствах (лучшая светочувствительность и цветопередача, меньший уровень шумов) – уже практически не используются в видеонаблюдении. Потому что сам принцип их действия CCD матриц – последовательное считывание заряда по ячейкам – слишком медленный, чтобы удовлетворить запросы быстрых современных видеокамер высокого разрешения. Ну и самое главное CCD дороже в производстве, а в условиях современной высококонкурентной среды на счету каждая копейка прибыли. Вот почему все ключевые производители сосредоточились на выпуске именно CMOS матриц.

Осталось производителей, между прочим, не так и много. Крупнейшими, по состоянию на начало 2017 года, являются компании: ON Semiconductor Corporation (в свое время поглотившая известную профильную компанию Aptina), Omnivision Technologies Inc., Samsung Electronics и Sony Corporation. Кроме того, матрицы для собственных нужд производит, например, компания Canon, Hikvision.

Конкуренцию старым брендам пытаются создать молодые, полные энтузиазма и денег китайские чипмейкеры «второго эшелона», вроде компании SOI (Silicon Optronics, Inc.) и др. Трудно сказать, выживет ли молодая поросль, когда на рынке CMOS сенсоров наступит насыщение и станет слишком тесно. Но в любом случае в этом сегменте не исключено появление новых игроков и обострение борьбы, ведь наладить производство CMOS сенсоров не слишком и сложная по современным меркам задача.

Крупные мировые бренды типа Hikvision или Dahua обычно предпочитают работать с производителями матриц первого эшелона или собственными. Локальные же ведут себя по разному. Например, Tecsar даже в недорогих камерах использует матрицы с хорошей репутацией от ON Semiconductor, Omnivision и Sony. В в ассортименте других “народных” марок, например Berger, широко представлены сенсоры SOI и т.д.

Как делаются матрицы цифровых камер

Лидерские качества CMOS

CMOS технология предусматривает размещение электронных компонентов (конденсаторов, транзисторов) непосредственно в каждом пикселе светочувствительной матрицы.

Структура пикселя и CMOS матрицы

Это уменьшает полезную площадь светочувствительного элемента и снижает чувствительность, плюс активные элементы повышают уровень собственных шумов матрицы. Зато технология позволяет осуществлять преобразование заряда светочувствительного элемента в электрический сигнал прямо в матрице и гораздо быстрее сформировать цифровой сигнал изображения, что критично для видеокамер. Именно поэтому CMOS лучше подходят для камер видеонаблюдения, где требуется быстрая смена кадров.

Принцип работы CCD и CMOS матриц

Плюс возможность произвольного считывания ячеек CMOS матрицы дает возможность буквально «на лету» изменять качество и битрейт получаемого видео, что невозможно для CCD. А энергопотребление CMOS-решений ниже, что тоже немаловажно для компактных камер наблюдения.

Да будет цвет

Для получения цветного изображения матрица разлагает световой поток на составляющие цвета: красный, зеленый и синий. Для этого используются соответствующие светофильтры. Разные производители варьируют размещение и количество светочувствительных элементов разного цвета, но суть от этого не меняется.

Принцип формирования изображения на светочувствительной матрице:

Р – светочувствительный элемент
Т — электронные компоненты

Как устроен и работает КМОП сенсор камеры можно также посмотреть на этом видео от Canon:

CMOS матрицы всех производителей базируются на вышеописанных общих принципах, отличаясь лишь в деталях реализации на кремнии. Например, в погоне за дешевизной и сверхприбылью, чипмейкеры стараются выпускать матрицы как можно меньшего размера. Расплата за это неизбежна…

Почему большой – это хорошо

Типоразмер (или другими словами формат) матрицы обычно измеряют по диагонали в дюймах и указывают в виде дроби, например 1/4″, 1/3″, 2/3″, 1/2 дюйма и др.

Первое правило выбора лучшей матрицы довольно простое: при одинаковом количестве пикселей (разрешении), чем больше физические размеры сенсора – тем лучше. У большей матрицы крупнее пиксели, а значит, она улавливает больше света. Пиксели большей матрицы расположены менее тесно, а значит меньше влияние взаимных помех и ниже уровень паразитных шумов, что напрямую влияет на качество получаемого изображения. Наконец, более крупная матрица позволяет получить большие углы обзора при использовании объектива с одним и тем же фокусным расстоянием!

Светочувствительная матрица производства ON Semicondactor для камер видеонаблюдения

Светочувствительная матрица, установленная на плате видеокамеры

Увы, большеформатные матрицы в массовых камерах видеонаблюдения сейчас практически не используются в силу дороговизны и самих матриц, и объективов для них, которые должны иметь более крупные линзы и, соответственно, габариты и стоимость. На сегодня в камеры устанавливают в основном матрицы типоразмера 1/2″ – 1/4″ (это самые крошечные). Выбирая камеру, нужно четко понимать, что покупая ультрадешевую модель с 1/4″ матрицей производства SOI и крохотным объективом с пластиковыми линзами сомнительной прозрачности, вы не сможете создать систему видеоконтроля приемлемого качества, на которой можно было бы хорошо различать небольшие детали отснятых событий, особенно при съемке в условиях слабой освещенности.

Выбирая же камеру с матрицей Sony типоразмера 1/2.8″ вы априори получите гораздо лучший результат по качеству видео, камеру с такой матрицей уже вполне можно использовать в профессиональной системе видеонаблюдения. И чувствительность у такой камеры будет заведомо выше, что позволит лучше снимать в условиях слабой освещенности: в плохую погоду, в сумерках, в полутемном помещении и т.п. С увеличением разрешения при том же размере матрицы светочувствительность падает, и это тоже нужно учитывать при выборе. Для камеры, установленной в темной подворотне у черного хода, имеет смысл выбрать матрицу с меньшим разрешением и более высокой чувствительностью, чем камеру ультравысокого разрешения с низкой чувствительностью матрицы на которой из-за шумов ничего нельзя будет толком различить.

Светочувствительность

Светочувствительность матрицы определяет возможность ее работы в условиях слабого окружающего освещения. С точки зрения физики это выглядит совсем банально: чем меньше световой энергии достаточно для получения изображения матрицей, тем выше ее светочувствительность. Но! Будем откровенны, гнаться за высокой чувствительностью уже особо не стоит. Дело в том, что современные камеры видеонаблюдения благополучно переходят в режимы «день/ночь», при снижении освещенности переводя матрицу в режим черно-белого изображения с более высокой чувствительностью. Плюс автоматическое включение инфракрасной подсветки дает камерам возможность отлично снимать даже в полной темноте. Например, в закрытом помещении без окон и с выключенным светом, когда об уровне какой-то внешней освещенности даже речи нет. Светочувствительность остается критичной для камер лишенных ИК подсветки, но использовать такие в современном видеонаблюдении – почти моветон. Хотя корпусные модели без подсветки все еще продаются, конечно.

Сравнение матриц разных производителей

Вообще правило таково: чем выше освещенность, тем лучше снимет матрица и, соответственно, камера. Поэтому не рекомендуется ставить камеры по полутемным закоулкам, даже если у них хорошая чувствительность. Имейте в виду, что в спецификации матриц камер обычно указывается минимальный уровень освещенности, когда можно зафиксировать хоть какое-то изображение. Но никто не обещает, что это изображение будет хотя бы приемлемого качества! Оно будет отвратительным в 100% случаев, на нем с трудом можно будет что-либо разобрать. Для достижения хотя бы удовлетворительного результата рекомендуется снимать как минимум при освещенности хотя бы в 10-20 раз большей, чем минимально допустимая для матрицы.

Производители придумали ряд технических решений, чтобы улучшить чувствительность CMOS матриц и снизить потери света в процессе фиксации изображения. Для этого в основном используется один принцип: вынести светочувствительный элемент как можно ближе к микролинзе матрицы, собирающей свет. Сначала компания Sony предложила свою технологию Exmor, сократившую путь прохождения света в матрице:

Затем прогрессивные производители дружно перешли на использование матриц с обратной засветкой, позволяющей не только сократить путь света сквозь матрицу, но и сделать полезную площадь светочувствительного слоя больше, разместив его над другими электронными элементами в ячейке:

Технология обратной засветке дает камере максимальную чувствительность. Отсюда вывод – «при прочих равных условиях» лучше приобрести камеру использующую матрицу с обратной засветкой, чем без таковой.

Для улучшения изображения в условиях слабого освещения для слабочувствительных дешевых матриц производители камер могут использовать различные ухищрения. Например, режим «медленного затвора», а говоря проще – режим большой выдержки. Однако «размазывание» контуров движущихся объектов уже на этапе фиксации изображения матрицей в таком режиме не позволяет говорить о мало-мальски качественной видеосъемке, поэтому такой подход совершенно неприемлем в охранном видеонаблюдении, где важны детали.

Определенным прорывом в качестве изображения стало появление технологии Starlight, впервые появившейся в камерах Bosch в 2012 году. Эта технология, благодаря комбинации огромной светочувствительности матрицы (порядка 0,0001 — 0,001 люкс) и очень эффективной технологии шумоподавления позволила получать очень качественное цветное изображение с видеокамер в условиях слабой освещенности и даже в ночное время.

Тогда как традиционный способ преодоления слабой освещенности – использование ИК подсветки – дает возможность получить четкое изображение лишь в монохромном режиме (оттенках серого), камеры с технологией Starlight позволяют получить цветную картинку, обладающую гораздо большей информативностью. В частности, при слабой освещенности система видеонаблюдения с технологией Starlight легко сможет различать цвета автомобилей, одежды и др. важные признаки.

Вот демонстрация технологии Starlight в действии:

При выборе камеры видеонаблюдения обязательно обращайте внимание на характеристики матрицы, а не только ее разрешение. Ведь от этого в значительной степени будет зависеть качество изображения, а следовательно и полезность камеры. В первую очередь следует обращать внимание на надежный бренд, типоразмер и разрешение матрицы, светочувствительность принципиальна лишь для камер лишенных ИК-подсветки.

Очень рекомендую брать камеру с матрицей, по которой можно найти вменяемый даташит с подробной информацией, а не покупать кота в мешке. Например, вы легко найдете спецификации на матрицы производства ON Semiconductor, Omnivision или Sony. А вот мало-мальски подробных характеристик матриц SOI не сыскать днем с фонарем. Возникает подозрение, что производителю есть что скрывать…

А общий итог такой: CMOS матрицы безоговорочно победили в устройствах видеонаблюдения и в ближайшем будущем не собираются сдаваться какой-либо конкурирующей технологии.

Сравнение матриц Starvis SONY и Progressive Scan CMOS для камер видеонаблюдения от производителя Microdigital

В аппаратуре для фото и видеосъемки, луч света, проходя через систему линз, попадает на пленку и засвечивает отдельные участки кадра с определенной интенсивностью. В цифровой технике для видеофиксации изображения, луч света, проходя через объектив и систему зеркал или призм, попадает на матрицу.

Устройство матрицы

Сложная микросхема из множества светочувствительных элементов – фотодиодов, называется матрицей и представляет собой экран небольшого размера. Изображение строится с помощью миниатюрных электронных субэлементов – пикселей. Параметры видеосенсора определяются его геометрическими размерами и количеством пикселей. Типоразмеры светочувствительного экрана камеры видеонаблюдения имеют определенное соотношение сторон и измеряются в дюймах.

Таблица 1. Метрические параметры видеосенсоров

Соотношение сторон

Формат матрицы

Диагональ, мм

Сейчас все большее распространение, в изготовлении матриц, приобретает технология CMOS или комплементарный металл-оксид полупроводник (КМОП). Именно этот метод изготовления, усовершенствованный корпорацией SONY, положен в основу матриц 1/2.7ʺ Progressive Scan CMOS и 1/2.8ʺ Starvis SONY.

Особенности матрицы 1/2.7ʺ Progressive Scan CMOS

В технологии прогрессивного сканирования, строение матрицы стандартно:

При таком расположении слоев, часть светового потока заслонена сигнальными проводниками и не регистрируется пикселями. К тому же в пикселе КМОП от 30÷50% площади занимает сопутствующая электроника.

Чувствительность матрицы здесь стандартная до 0,02 лк. Особенность технологии – прогрессивная развертка кадра, то есть за один проход луча картинка считывается построчно и выводится на экран. Такая характерность работы матрицы позволяет избежать «сдвигов» при съемке движущихся объектов. Кроме того, прекрасно передается вертикальное перемещение предмета, что тоже немаловажно при некоторых видах видеосъемок.

Благодаря своим особенностям, матрица 1/2.7ʺ Progressive Scan CMOS прекрасно себя реализует в наблюдении за быстро движущимися объектами на расстоянии до 30 м. Динамика и детали изображения получаются четкими, а низкое потребление энергии позволяет вести наблюдение круглосуточно. Для увеличения скорости передачи применяется сжатие изображения.

Особенности матрицы 1/2.8ʺ Starvis SONY

В технологии Starvis или Starlight Visibility , по которой производитель Microdigital выпускает видеокамеры, слои матрицы имеют нестандартный порядок:

слой металлизированных контактов.

Поверхность подобной матрицы фиксирует больший световой поток, так как фотоэлементы меньше заслоняются металлическими соединениями.

Контрастность камер с видеосенсором Starvis. Производитель использует в конструкции инфрокрасный фильтр для подсветки матрицы. При работе оборудования не наблюдается засветок, исключены затемнения. Особенно хорошо камера показывает себя на расстояниях свыше 50 м и даже на стометровом удалении. Качество видео отлично, как в черно-белом, так и в цветном режиме работы.

Равномерность и степень освещенности . Благодаря высокой светочувствительности до 0,0001 лк, камеры с матрицами Starvis показывают отличную освещенность на любых расстояниях воспринимаемыми видеокамерами.

Шумы в кадре. Уровень замусоренности изображения оставляет желать лучшего. С «шарпингом» и шумами компании Microdigital еще предстоит работа по дальнейшему усовершенствованию. Хотя последние разработки электронного подавления сторонних шумов дают возможность эффективного наблюдения в ночное и вечернее время на расстоянии до 50 м.

Качество и корректность цветопередачи. На любых расстояниях, камеры с матрицами Starvis, дают приемлемые результаты. Цвета различимы и не сваливаются в серые тона.

Несмотря на меньший размер матрицы, особенности ее технологии показывают отличные результаты в регистрации видеонаблюдения на больших расстояниях и, особенно, в темное время суток. Видимо, такие видеокамеры будут хороши на открытом пространстве, для фиксации цветного изображения на дальности свыше 30-50 метров.

Для рынка безопасности и контроля, видеокамеры с матрицами изготовленными по двум различным технологиям, имеют собственные ниши применения. К примеру, камеры, созданные на технологии Progressive Scan , лучше всего покажут себя на дороге при фиксации быстро движущихся автомобилей. А камеры с матрицами Starvis SONY, прекрасно проведут наблюдение за машинами на охраняемой автостоянке. И особенно в ночное время.

Матрицы в камерах видеонаблюдения

Когда стоит выбор, какую камеру приобрести для системы видеонаблюдения, многие обращают внимание прежде всего на разрешение, фокусное расстояние и дальность работы ик-подсветки. Но мало кто реально обращает внимание на самую главную часть любой камеры – матрицу. Ведь именно от неё зависит качество картинки, которую выдаёт камера. Не производительный процессор, который просто влияет на скорость оцифровки видео, а именно матрица. В характеристиках камеры можно увидеть такую строку:

Матрица — 1/3″ Progressive Scan CMOS

У человека, впервые столкнувшегося с задачей установить у себя систему видеонаблюдения, возникнет много вопросов при взгляде на эту таблицу, и скорей всего он упустит важность данной информации, а посмотрит на разрешение и другие явные характеристики камеры. В этот статье я постараюсь пролить свет на то, почему именно матрица играет важнейшую роль при определении качества и цены той или иной камеры.

Разновидность матриц

Существует два типа матрицы, которые были применены в камерах видеонаблюдения. Это CCD и CMOS матрицы.

CCD матрица использовалась повсеместно в камерах видеонаблюдения до появления CMOS.

• более качественная картинка;
• отличная светочувствительность;
• мало шумов при съёмке видео.

• сложный и медленный процесс съёмки видео, нужны дополнительные устройства для отображения видео;
• высокое энергопотребление;
• требовательны при эксплуатации;
• дорогие в производстве.

CCD матрицы на сегодняшний день не выдерживают конкуренции с CMOS матрицами из-за самого принципа работы – считывание по ячейкам проходит слишком медленно и камера с CCD-матрицей, снимающая в высоком разрешении, не сможет удовлетворить требования по скорости срабатывания на различные тревожные события.

• ON Semiconductor (поглотившая небезызвестную компанию Aptina);
• OmniVision;
• Samsung;
• Sony.

Помимо них для себя матрицы изготавливают компании Canon и Hikvision.
Также CCD матрицы производят молодые китайские производители. К примеру компания SOI (Silicon Optronics, Inc.) и другие. Сложно прогнозировать, насколько полезными окажутся их матрицы на рынке, где вовсю доминируют CMOS-матрицы. Возможно они смогут предложить рынку что-то совсем новое, но пока этого не произошло, CMOS-матрицы сегодня весьма популярны за счёт своей низкой цены и простоты производства.

Крупные компании вроде Hikvision и Dahua, работают в основном с известными производителями или сами изготавливают матрицы для своих устройств. Другие бренды могут задействовать разработки китайских молодых производителей или воспользоваться матрицами от именитых компаний. К примеру, бюджетные камеры Tecsar оснащаются матрицами от ON Semiconductor, OmniVision и Sony. В других брендах – Partizan, Oltec, можно встретить камеры, оснащённые матрицами от SOI.

Структура и принцип работы CMOS-матрицы

Технология CMOS-матриц предполагает расположение электронных составляющих (конденсаторы, транзисторы, и т.д.) во всех пикселях матрицы.

Отдельно взятый пиксель и CMOS-матрица

Из-за такого расположения уменьшается полезное пространство и светочувствительность матрицы, значительно повышается появление шумов. Вместе с этим в матрице формируется сигнал с большей скоростью и передача видео происходит без задержек, что очень важно в системах видеонаблюдения. Благодаря этому свойству сегодня CMOS матрицы повсеместно распространены в камерах и не имеют конкурентов.

В отличие от CCD, в CMOS матрице есть возможность «на ходу» менять качество изображения, благодаря чему у камер видеонаблюдения значительно снижено потребление электроэнергии.

Для того, чтобы получить цветную картинку, в матрице применяются светофильтры, которые разделяют общий световой поток на красный, зелёный и синий цвет.

Принцип захвата изображения в матрице, где P – светочувствительный элемент, T – электронный компонент

На видео ниже можно увидеть устройство и принцип действия CMOS-сенсора от компании Canon:

Работа CMOS матриц от различных производителей основана на вышеописанных общих принципах. Отличия могут быть только в размере самой матрицы, или, как его ещё называют – формате. Размер матрицы в характеристиках указывается в виде дроби и в дюймах. К примеру — 1/4″, 1/3″, 2/3″, 1/2″ и т.д.

Выбирая камеру, стоит руководствоваться первым и самым простым правилом – чем больше физический размер сенсора, тем лучше и качественнее матрица. На большой матрице пиксели крупнее, тем самым камера захватывает гораздо больше света. Также пиксели расположены не слишком плотно на такой матрице, следовательно на картинке создаётся меньше помех и шумов, что очень сильно повлияет на качество картинки. Помимо этого благодаря большому размеру матрицы камера получает больший угол обзора с одинаковым фокусным расстоянием.

CMOS-матрица от ON Semiconductor

CMOS-матрица, вмонтированная в плату камеры

К сожалению, большие матрицы в камерах видеонаблюдения используются нечасто, в виду того, что производство таких матриц стоит дороже, объективы под них должны иметь более крупную линзу. В дешёвых камерах видеонаблюдения применяются матрицы 1/2″, 1/4″ — они являются самыми маленькими в ассортименте. Если Вы покупаете камеру с такой матрицей, тем более произведённой компанией SOI, с применением маленького объектива, пластиковой линзы, будьте готовы к тому, что Вы не получите желаемой детализации, особенно если съёмка происходит в условиях плохого освещения.

При выборе камеры, оснащённой матрицей от Sony с размером 1/2.8″ можно с уверенностью сказать — Вы получите качественную картинку, которая будет соответствовать системе видеонаблюдения, удовлетворять различные задачи, стоящие перед ней. Светочувствительность такой камеры будет значительно лучше, благодаря чему её можно будет применять в условиях плохого освещения и погоды. Учтите один нюанс – при выборе камеры высокого разрешения светочувствительность будет ниже. Если Вам необходимо задействовать круглосуточное наблюдение на территории или в помещении, где нет уличного освещения – используйте камеру со стандартным разрешением, но большой светочувствительностью.

Насколько важен параметр светочувствительности?

Сама же характеристика светочувствительности показывает способность камеры воспринимать объекты в сложных условиях плохого освещения или кромешной темноты. Принцип восприятия камеры с хорошей светочувствительностью кажется на первый взгляд простым – чем меньше световой энергии необходимо для получения картинки матрицей, тем лучше светочувствительность. Но с применением инфракрасной подсветки этот параметр долгое время перестал восприниматься как важный параметр при учитывании возможностей камеры снимать отчётливое изображение в темноте. На данный момент этот параметр показывает способность камеры снимать цветное изображение в темноте без включения ик-подсветки.

Проще говоря, старайтесь использовать камеры в местах, где лучше освещение, тогда матрица сможет захватить более качественное изображение. Потому как в характеристиках камер в основном указывается минимальный порог освещённости, при котором камера сможет хоть как-то передать изображение. Не качественное, а хоть какое-то. Для того, чтобы камера могла выдавать нормальное изображение, необходимо ставить её в место с уровнем освещения в 10-20 раз превышающий минимальный порог, заявленный в характеристиках.

Технологии улучшения восприятия света от производителей камер

В последнее время производители начали обращать внимание на этот нюанс и внедрили несколько технических новшеств для улучшения ситуации с видеонаблюдением в плохих условиях освещения. Производители решили сдвинуть светочувствительный элемент ближе к микролинзе, которая захватывает свет, исходящий из окружающей среды. Компания Sony представила собственную разработку под названием Exmor, благодаря которой свет проходит гораздо быстрее за счёт сокращения количества «препятствий»:

Позже производители стали применять матрицы с обратным засветом, которая позволяет не только ускорить восприятие света матрицей, но также увеличить полезное пространство светочувствительного слоя, расположив его над электроникой в сенсоре:

Обратная засветка максимально улучшает светочувствительность камеры, из чего стоит делать выводы – если позволяет бюджет, лучше купить камеру, которая оснащена матрицей с такой технологией, чем без неё.

Бюджетный сегмент также не обошли стороной и производители решили применить различные уловки. К примеру, медленный затвор, или, другими словами – большая выдержка. Но при захвате кадра с движущимся объектом возникает размытие изображения, что является неприемлемым моментом для систем видеонаблюдения.

Большой прогресс в области видеонаблюдения в темноте принесла компания Bosch в 2012 году. Тогда мир впервые познакомился с технологией Starlight, которая позволяла увеличить чувствительность матрицы до показателей 0,0001 – 0,001 люкс, задействовать эффективную систему подавления шума, благодаря чему камера могла снимать цветное изображение отличного качества при плохом освещении или ночью.

На картинке отчётливо видно, как благодаря технологии Starlight можно получить цветное изображение, увидеть множество деталей, в том числе различить цвет автомобиля, одежды и другие важные признаки, которые могут помочь опознать нарушителя. Обычная камера позволяет увидеть детали лишь во время включения ик-подсветки.

Видео, на котором наглядно демонстрируется работа камеры Starlight

Когда будете выбирать камеру для системы видеонаблюдения, обратите внимание на параметры матрицы, именно от неё зависит, получите ли Вы качественную картинку и будете ли довольны вложенными средствами. Также советуем делать выбор, основываясь на проверенных брендах, в которых применяются последние технологии для улучшения качества видео.

Также немаловажно будет обратить внимание на бренд матрицы. Те же Sony, Omnivision и ON Semiconductor предоставляют подробную информацию о спецификациях матриц, которые они выпускают. А что касается китайских «умельцев» в лице SOI – Вы вряд ли найдёте подробную информацию о выпускаемых ими матрицах. А этот факт, в свою очередь, вызывает много вопросов о качестве оборудования.

Итог таков – не удивляйтесь тому, что дешёвая камера будет снимать некачественное изображение с минимумом деталей. Для серьёзных задач нужны серьёзные вложения. А серьёзные технологии стоят немалых денег. При скудном бюджете и постановке вопроса о защите своей собственности рекомендуем не гнаться за дешёвым оборудованием. Ведь правило «скупой платит дважды» здесь ещё больнее ударит по Вашему кошельку. Выбирайте с умом!

Разбираемся в светочувствительных матрицах: CMOS и CCD

Формат, или размер, матрицы определяет охват ваших камер безопасности. Самыми популярными форматами являются следующие: 2/3", 1/2" и 1/3".

• Матрица с диагональю 2/3" позволяет вести видеонаблюдение на больших расстояниях в условиях очень низкой освещенности.
• Матрица с диагональю 1/2" — в большинстве случаев, представляет собой оптимальное решение с приемлемой светочувствительностью.
• Матрица с диагональю 1/3" обеспечивает хорошую производительность при низкой освещенности и высокой частоте кадров.

Самыми популярными типами матриц по применяемой технологии являются CMOS (КМОП-матрица) и CCD (ПЗС-матрица).

1. Видеокамеры наблюдения с КМОП-матрицей: за и против

КМОП (CMOS) означает комплементарный металл-оксид-полупроводник (Complementary Metal Oxide Semiconductor). В видеокамерах безопасности с матрицей CMOS используется технология прогрессивного сканирования.

Преимущества и недостатки видеокамеры наблюдения с CMOS-матрицей

Преимущества видеокамеры наблюдения с CMOS-матрицей

• Высокое разрешение
• Отличная цветопередача
• Высокая кадровая частота
• Низкое энергопотребление
• Экономическая эффективность

Недостатки видеокамеры наблюдения с CMOS-матрицей

• Высокий уровень шума
• Умеренная светочувствительность

2. Видеокамеры наблюдения с ПЗС-матрицей: за и против

Аббревиатура ПЗС (CCD) означает прибор с зарядовой связью (Charge Coupled Device). Видеокамеры наблюдения с ПЗС-матрицами имеют отличный WDR (широкий динамический диапазон), поэтому часто используются в условиях низкой освещенности. Камеры безопасности с матрицами CCD, как правило, менее подвержены влиянию вибраций по сравнению с камерами безопасности с матрицами CMOS.

Сильные и слабые стороны видеокамеры наблюдения с CCD-матрицей

Сильные стороны видеокамеры наблюдения с CCD-матрицей

• Хорошая производительность в условиях низкой освещенности
• Хорошая технология WDR
• Меньшая восприимчивость к вибрационному эффекту
• Низкий уровень шума
• Высокая чувствительность
• Высокое разрешение

Недостатки видеокамеры наблюдения с CCD-матрицей

• Высокое энергопотребление
• Низкая кадровая частота
• Дороговизна

CMOS или CCD — что лучше?

Раунд 1: Кадровая частота и потребляемая мощность

Камера безопасности с CMOS-датчиком является однозначным победителем по частоте кадров. Камера безопасности с CMOS-датчиком может напрямую преобразовывать фотоэлектрический сигнал в цифровой сигнал. Частота кадров и скорость процесса преобразования сигнала CMOS-датчиком гораздо больше по сравнению с CCD-датчиком.

Аналого-цифровое преобразование происходит за пределами CCD-датчиков, поэтому формирование изображений и видео происходит дольше. Кроме того, видеокамеры безопасности с датчиками изображения CCD часто страдают от проблемы перегрева.

Камеры видеонаблюдения с CMOS-датчиками поддерживают гораздо более высокую кадровую частоту и потребляют меньше энергии, а также более экономичны по сравнению с камерами безопасности с CCD-датчиками. Обычно цена камеры видеонаблюдения с CMOS-матрицей более приятная, чем цена камеры безопасности с CCD-матрицей.

Поэтому победителем первого раунда становится видеокамера с CMOS-матрицей!

Раунд 2: Качество изображения

Как правило, камеры безопасности с CCD-матрицей создают изображения с более высоким разрешением. Тем не менее, развитие технологий может поставить качество изображений CMOS на один уровень с CCD. Например, видеокамеры безопасности с CMOS датчиками и оптическим зумом могут создавать даже более четкие изображения, чем видеокамеры с матрицами CCD.

Итак, второй раунд — ничья!

Раунд 3: Светочувствительность и шум

Традиционно, ПЗС-датчики менее подвержены искажениям изображения и имеют более высокую светочувствительность, поэтому создают гораздо меньше шума, чем камеры безопасности с датчиками CMOS. Однако, в настоящее время, в плане чувствительности, камеры видеонаблюдения с матрицами CMOS иногда даже превосходят CCD видеокамеры.

Трудно сказать, кто станет победителем в категориях светочувствительности и шума. Однако, исходя из текущего уровня развития технологии и производительности, видеокамеры с матрицей CCD становятся победителями в третьем раунде (возможно, это временная победа).

Основываясь на приведенной выше информации и подробном сравнении двух типов датчиков, можно обнаружить, что каждый тип датчика имеет свои плюсы и минусы.

В этой битве не может быть одного победителя. Все сводится к конкретному случаю:

1. Вы можете выбрать камеры безопасности с CCD-датчиками, если их использование будет происходить в условиях низкой освещенности.

Примечание: Некоторые камеры безопасности с CMOS-матрицами также могут обеспечить отличное наблюдение в темное время суток.

2. Видеокамеры наблюдения с CMOS-датчиками могут быть более компактными, поскольку размеры самих CMOS-датчиков могут быть очень маленькими. Поэтому можете выбрать их, если не хотите привлекать внимания к своей системе наблюдения.

3. Выбирайте видеокамеры безопасности с CMOS-матрицей, если ваше интернет-подключение недостаточно качественное. Видеокамеры наблюдения с CMOS-матрицей имеют меньше требований к ширине полосы пропускания, поэтому не будут перегружать вашу сеть.