CCD czy CMOS? Co lepsze? Recenzja aparatu Sony DSC-W120. Bogate funkcje i świetny wygląd Super miał kamery ccd

Wszystko, co chciałeś wiedzieć o DSP Effio i formacie 960H, ale bałeś się zapytać.

Nawet pomimo tego, że wszystkie procesory z tej linii mogą pracować w połączeniu z matrycami CCD w formacie 510H lub 760H, największym zainteresowaniem cieszą się bardziej progresywne typy matryc, które pracują w formacie 960H. I takie zainteresowanie wcale nie dziwi, bo wcześniej dla systemów analogowych nie było możliwe osiągnięcie rozdzielczości 700TVL po stronie poziomej, jak jest to możliwe przy nowych typach matryc z DSP Effio.

Pierwszym w historii czujnikiem z technologią 960H był Super HAD II, który został opracowany przy użyciu już ulepszonej i ugruntowanej technologii. Potem pojawił się przetwornik EXview HAD II CCD, który w przeciwieństwie do swojego poprzednika otrzymał nowy filtr progresywny i element optyczny. Światłoczułość drugiego modelu z linii nowych matryc, pomimo zmniejszonego rozmiaru piksela, nie była gorsza od czułości matryc CCD Super HAD II formatu 760H (w szczególności z ICX639BKA).

Porównanie charakterystyk matryc CCD firmy Sony , przedstawiliśmy tabelę porównawczą nagrań wideo 700TVL, PAL.

Nazwa	ICX673AKA	ICX663AKA	ICX669AKA
Technologia	Sony EXview HAD CCD II	Super HAD CCD II	Super HAD CCD II
Format CCD	1/3" (przekątna 6mm)	1/3" (przekątna 6mm)	1/4" (przekątna 4,5 mm)
Liczba pikseli: - generał - efektywny	610 tys 570K	610 tys 570K	610 tys 570K
Rozdzielczość pozioma (H) i pionowa (V): - generał - efektywny	1020 (poziom) x 596 (pion) 976 (wys) x (582)	1020 (poziom) x 596 (pion) 976 (wys) x (582)	1020 (poziom) x 596 (pion) 976 (wys) x (582)
Wymiary pikseli, μm	5,0 (poziom) x 6,25 (pion)	5,0 (poziom) x 6,25 (pion)	3,75 (wysokość) x 5,56 (pionowa)
Sony ujednolicona czułość na światło, mV (F5,6)	2400	1600	1350
Poziom nasycenia, mV	1400	800	540
Poziom ciemnego hałasu, dB (F5,6)	-110	-105	-105
Napięcie zasilania, V	+15 / -7.0	+15 / -7.5	+15 / -7.5
Sygnał sterujący transferem ładunku, V	3,3	3,3	3,3
Zgodność procesorów	„Effio-P” „Effio-S” „Effio-E”	„Effio-P”	„Effio-P”

Technologie Sony wykorzystywane w produkcji czujników

Super HAD CCD II

Technologia Super HAD CCD II to wysokiej klasy element sensora firmy Sony - CCD HAD (Hole-Accumulation Diode) o bazowej czułości 1000 mV lub większej na jednostkę powierzchni piksela - 1 μm2 (kolor przy F5,6 / czarno-biały: F8 - w trybie równoważnym z akumulacją ładunku o czasie trwania 1 sek.

Super EXview HAD CCD II

"EXview HAD CCD II" - zaawansowany, wysokowydajny czujnik firmy Sony - CCD HAD (Hole-Accumulation Diode) z bazową czułością na światło 1000 mV lub więcej na jednostkę powierzchni piksela - 1 μm2 (kolor przy F5,6 / czarny i biały: F8 - w trybie odpowiadającym 1 sekundowej akumulacji ładunku). Nowy model czujnika ma ulepszoną czułość na podczerwień i bliską podczerwień, podobnie jak poprzednia technologia „EXview HAD CCD”.

O Sony Effio dzisiaj...

Współczesne realia są takie, że konsumenci muszą być dokładnie zaznajomieni z technologiami, na których zbudowane są kamery CCTV, w szczególności w przypadku konieczności zakupu. Sprzedawcy kamer CCTV (zwłaszcza sklepy internetowe) podają dalekie od pełnych informacji o sprzedawanych produktach. To, że w asortymencie znajduje się kamera wyposażona w DSP Effio, nie oznacza wszystkich jej możliwości. To to samo, co sprzedaż samochodu, ze wskazaniem tylko jego marki i modelu, bez dodatkowych cech silnika i innych rzeczy. Np. kamera oparta na procesorze Effio-E ma minimalny zestaw funkcji i nie posiada takich funkcji jak: ATR-EX, Sens-UP, WDR i innych.

Ale najgorsze nie jest to, ponieważ w urządzeniu kamery można zainstalować najróżniejsze matryce CCD, co decyduje o wszystkich zaletach nowoczesnych procesorów Sony. Na przykład, jeśli CCD nie obsługuje formatu 960H, to obraz wyjściowy nie będzie miał rozdzielczości 700 TVL, ale znacznie niższą.

Niestety wizualnie konsument nie będzie w stanie określić urządzenia kamery CCTV, a mianowicie dowiedzieć się, jaki rodzaj procesora i matrycy jest zainstalowany. Trudno to określić nawet na podstawie wyjściowego obrazu wideo, ponieważ nowoczesne systemy nadzoru wideo wykorzystują dodatkowe metody digitalizacji sygnału wideo.

Dlatego, aby uniknąć podmiany urządzeń i zakupu sprzętu, który nie odpowiada parametrom technicznym, poproś dystrybutorów o pełne informacje na temat kamery CCTV. Tylko dzięki szczegółowym charakterystykom technicznym będziesz w stanie zrozumieć faktyczne wyposażenie urządzenia: format i technologię matrycy CCD, a także serię używanego procesora Effio.

Zastępca Dyrektora ds. Rozwoju Andreev Kuzma.

jaki rodzaj matrycy jest lepszy: super HAD CCP? czy CMOS? (i co?) - na fotiku... i dostałem najlepszą odpowiedź

Odpowiedź od Niesamowita sprytna wyrzutnia rakiet [guru]
Do zalet matryc CCD można zaliczyć:
-Niski poziom hałasu.
-Wysoki współczynnik wypełnienia pikseli (około 100%).
-Wysoka wydajność (stosunek liczby zarejestrowanych fotonów do ich całkowitej liczby uderzającej w obszar światłoczuły matrycy, dla CCD - 95%).
-Wysoki zakres dynamiki (czułość).
Wady matryc CCD to:
-Wyrafinowana zasada odczytu sygnału, a co za tym idzie technologii.
-Wysoki pobór mocy (do 2-5W).
- Droższe w produkcji.
Zalety matryc CMOS:
-Wysoka prędkość (do 500 klatek/s).
-Niskie zużycie energii (prawie 100 razy w porównaniu do CCD).
- Tańsze i łatwiejsze w produkcji.
Wady macierzy CMOS to:
-Niski współczynnik wypełnienia piksela, co zmniejsza czułość (efektywna powierzchnia piksela ~75%, resztę zajmują tranzystory).
-Wysoki poziom szumów (spowodowany jest to tzw. prądami tempa - nawet przy braku oświetlenia przez fotodiodę przepływa dość znaczny prąd), z którym walka komplikuje i podnosi koszt technologii.
-Niski zakres dynamiczny.
Dlatego trudno powiedzieć, który jest lepszy – każdy ma wady.
niesamowita sprytna wyrzutnia rakiet
Wyrocznia
(71937)
Dlatego nie mogę nic o tym powiedzieć - bo skopiowałem go z internetu - nie sądzę, żeby głupcy napisali.

Odpowiedz od Maszka (cr)[guru]
Lepiej dobry obiektyw ...

Odpowiedz od Po prostu człowiek[guru]
CMOS, bo są kamery do 25 megapikseli

Odpowiedz od 2 odpowiedzi[guru]

Hej! Oto wybór tematów z odpowiedziami na Twoje pytanie: jaki rodzaj matrycy jest lepszy: super HAD CCP? czy CMOS? (i co?) - na fotiku...

Matryca jest kręgosłupem każdego urządzenia fotograficznego lub wideo. Decyduje o jakości i wielkości powstałego obrazu. Dziś w produkcji matryc stosuje się dwie różne zasady technologiczne - CCD i CMOS. Bardzo często można usłyszeć pytanie: „Którą matrycę wybrać: CCD czy CMOS?” Wśród miłośników sprzętu fotograficznego i wideo toczą się na ten temat gorące dyskusje. W tym artykule przyjrzymy się tym dwóm typom i spróbujemy dowiedzieć się, która matryca jest lepsza – CCD czy CMOS.

informacje ogólne

Matryce służą do digitalizacji parametrów promieni świetlnych na ich powierzchni. Nie można mówić o wyraźnej przewadze jednej z technologii. Porównania można dokonywać według określonych parametrów, a lidera można zidentyfikować w takim czy innym aspekcie. Jeśli chodzi o preferencje użytkowników, często dla nich głównym kryterium jest koszt produktu, nawet jeśli jest on gorszy pod względem jakości lub właściwości technicznych od konkurenta.

Zobaczmy więc, jakie są oba typy urządzeń. CCD to mikroukład składający się z fotodiod światłoczułych; jest na bazie krzemu. Specyfika jego pracy polega na zasadzie działania urządzenia ze sprzężeniem ładunkowym. Matryca CMOS to urządzenie stworzone na bazie półprzewodnika z izolowaną bramką z kanałami o różnej przewodności.

Zasada działania

Przejdźmy do identyfikacji różnic, które pomogą określić wybór: co jest lepsze – matryca CMOS czy CCD? Główną różnicą między tymi dwiema technologiami jest sposób ich działania. Urządzenia CCD przekształcają ładunek z pikseli na potencjał elektryczny, który jest wzmacniany na zewnątrz czujników światłoczułych. Rezultatem jest obraz analogowy. Następnie cały obraz jest digitalizowany w ADC. Oznacza to, że urządzenie składa się z dwóch części - samej matrycy i przetwornika. Technologia CMOS charakteryzuje się tym, że digitalizuje każdy piksel osobno. Wyjście to gotowy obraz cyfrowy. Oznacza to, że ładunek elektryczny w pikselu matrycy jest gromadzony w kondensatorze, z którego usuwany jest potencjał elektryczny. Jest przesyłany do wzmacniacza analogowego (wbudowanego bezpośrednio w piksel), po czym jest przetwarzany na postać cyfrową w konwerterze.

Czy wybrać CCD czy CMOS?

Jednym z ważnych parametrów decydujących o wyborze pomiędzy tymi technologiami jest liczba wzmacniaczy matrycowych. Urządzenia CMOS mają większą liczbę tych urządzeń (w każdym punkcie), dlatego przy przejściu sygnału jakość obrazu nieznacznie spada. Dlatego przetworniki CCD są wykorzystywane do tworzenia obrazów o wysokim stopniu szczegółowości, na przykład w celach medycznych, badawczych i przemysłowych. Ale technologie CMOS są wykorzystywane głównie w sprzęcie AGD: kamery internetowe, smartfony, tablety, laptopy itp.

Kolejnym parametrem określającym, który typ jest lepszy – CCD czy CMOS – jest gęstość fotodiod. Im jest ona wyższa, tym mniej fotonów „przepadnie”, odpowiednio, obraz będzie lepszy. W tym parametrze matryce CCD omijają konkurentów, ponieważ oferują układ, który takich luk nie ma, natomiast CMOS je ma (w nich znajdują się tranzystory).

Niemniej jednak, gdy użytkownik staje przed wyborem: który – CMOS czy CCD – kupić, wyskakuje główny parametr – cena urządzenia. Technologia CCD jest znacznie droższa niż jej konkurencja i bardziej energochłonna. Dlatego niepraktyczne jest instalowanie ich tam, gdzie obraz średniej jakości jest wystarczający.

Pierwszą, która zastosowała i rozwinęła technologię cyfrowego przetwarzania wideo, była korporacja SONY. Kolejnym osiągnięciem w przetwarzaniu wideo było zastosowanie procesora cyfrowego – DSP (Digital Signal Processor – Digital Signal Processor). Stało się to w 1997 roku wraz z wydaniem pierwszego DSP z serii SS. Ze względu na wysoką niezawodność i jakość wykonania tej technologii, oparte na niej kamery zyskały popularność na całym świecie i stały się głównym elementem nowoczesnych analogowych kamer wideo, a nowa zasada przetwarzania obrazów kolorowych stała się standardem w budownictwie. Kamery CCTV na przestrzeni lat.

Po dużym „kroku naprzód” rozwój tego kierunku nie ustał. Coraz częściej zaczęły pojawiać się nowe technologie przetwarzania sygnału wideo. Rozdzielczość kamer wideo stała się znacznie większa niż 380TVL. Przeciętna statystyczna kamera wideo ma rozdzielczość do 600TVL przy zastosowaniu następujących matryc CCD:

• Super miał;
• EXview HAD;
• Super MIAŁ II.

Kolorowe przetworniki CCD firmy SONY

Nazwa rozwój produktu	Przekątna rozmiar obrazu cal - mm	Efektywne piksele (szer. x wys.)	Urządzenie wykrywające wartość (mV)	Mieszkaniowy	Liczba pinów	Technologia produkcji lenistwo
				Kerami iCal DIP
				Kerami iCal DIP
				Mały ceramiczny cylinder
				DIP z tworzywa sztucznego
				DIP z tworzywa sztucznego
				DIP z tworzywa sztucznego
				DIP z tworzywa sztucznego
				DIP z tworzywa sztucznego
				DIP z tworzywa sztucznego
				DIP z tworzywa sztucznego
				DIP z tworzywa sztucznego
				DIP z tworzywa sztucznego
				Mały ceramiczny cylinder
				Ceramika kij SON (LCC)

Nowym punktem zwrotnym w historii rozwoju technologii w systemach monitoringu wizyjnego było opracowanie przez korporację SONY w 2009 roku nowych nowoczesnych procesorów i matryc CCD, zjednoczonych pod marką Effio.

Nowe komponenty Effio obejmują to, co najlepsze; bogate doświadczenie, innowacje, a także duża ilość ulepszeń technologicznych, które umożliwiły zwiększenie rozdzielczości analogowych kamer CCTV, zwiększenie stosunku sygnału do szumu oraz głębsze i bardziej nasycone odwzorowanie kolorów.

Rozwiązania Korporacji umożliwiły zwiększenie rozdzielczości poziomej do 700 TVL przy użyciu nowego formatu CCD 960H. SONY planuje w przyszłości rozszerzyć linię „Effio”, tworząc nowy świat analogowych kamer CCTV wysokiej rozdzielczości – świat „Effio” 960H.

Historia rozwoju marki Effio

• 10 sierpnia 2009 Rozpoczęcie produkcji "Effio" - pierwszy procesor "Effio-E" oraz nowe przetworniki CCD dla systemów PAL i NTSC w linii wysoce czułej technologii "Super HAD CCD II" - wypuszczane są matryce 960H.
• 1 lipca 2010 Sony Corporation rozpoczyna aktywną kampanię reklamową w Japonii i Azji dla produktu "Effio-E" - pierwszego przedstawiciela "Effio" oraz 960H CCD.
• 31 sierpnia 2010 Wydano zaktualizowane i ulepszone wersje procesora "Effio-E", a także uruchomiono produkcję CCD 960H o podwyższonej czułości w zakresie podczerwieni (IR) - "EXview HAD CCD II", który pozwala na budowę CCTV kamery o rozdzielczości do 700 TVL, wydajnie pracujące z oświetleniem IR.
• 1 stycznia 2011 SONY Corporation rozpoczyna aktywną kampanię reklamową w Japonii i Azji nowych produktów "Effio-P" i "Effio-S" rozszerzających możliwości serii "Effio".
• 8 marca 2011

Na targach Tokyo Big Sight firma SONY Corporation zaprezentowała nowe procesory wideo „Effio-P” i „Effio-S”, które były dalszym ulepszeniem procesora pierwszej generacji „Effio-E”, a także zademonstrowały działanie kamery do monitoringu wideo z na ich podstawie rozdzielczość do 700 TVL.

Co to jest Effio

Skrót „Effio” (Enhanced Features and Fine Image Processor) oznacza „Enhanced Features and Fine Image Processor”.

Rozdzielczość CCD 960H

Oznaczenie „960H” określa liczbę efektywnych pikseli w kierunku poziomym matrycy CCD, a w konsekwencji jakość obrazu tworzonego przez kamerę CCTV w poziomie. W kierunku pionowym liczba pikseli pozostaje niezmieniona i jest z góry określona przez standard skanowania analogowego sygnału wideo, jest to 582 widocznych linii.

W porównaniu z poprzednimi czujnikami 760H, nowy format czujnika 960H ma o 30% więcej pikseli. W rezultacie poprawia się klarowność obrazu w kamerze.

Poniżej tabela korelacji pomiędzy formatem matrycy a liczbą efektywnych pikseli dla kamer CCTV standardu PAL:

Rozdzielczość pozioma do 700 TVL

Rozdzielczość pozioma reprezentuje poziom szczegółowości w kierunku poziomym obrazu, wyższa liczba oznacza ostrzejszą ramkę i jest zwykle mierzona w liniach TV - linie TV, TVL (ang. TV Line, TVL).

Stosowana metoda pomiaru TVL nosi nazwę JEITA (TTK-4602B).

Procesor obrazu DSP Effio

Nowe postępy w technologii przetwarzania sygnału wideo zwiększyły rozdzielczość poziomą do 600 TVL, nawet na tradycyjnych matrycach 760H, co po raz pierwszy uzyskano na procesorach wideo ISP 4 i 7 generacji. Jednak nowy format CCD 960H, będący „okiem” kamery CCTV, pozwala na uzyskanie jeszcze bardziej naturalnego obrazu o zwiększonej klarowności, co w połączeniu z nowymi technologiami przetwarzania sygnału wideo procesorów Effio DSP i dobrym „megapikselem” optyka zapewnia rozdzielczość poziomą do 700 TVL.

Procesory DSP SONY Effio

Pod znakiem towarowym Effio firma SONY Corporation promuje przede wszystkim procesory do przetwarzania wideo — DSP Effio

Mamy nadzieję, że poniższe informacje pozwolą konsumentom na bardziej świadomy zakup kamer CCTV z linii Effio, a także unikną nieuczciwych sprzedawców.

Seria DSP Effio do kamer CCTV

Porównanie funkcjonalności serii Effio DSP

Przyjrzyjmy się każdemu procesorowi z osobna. Co dają?!

procesorDSPSony " Effio- P"

„Effio-P” (CXD4129GG) to procesor sygnału wideo (LSI) do budowy kolorowych kamer CCTV oparty na komplementarnej matrycy CCD. Obsługuje przetworniki CCD 960H i 760H, z konwencjonalnym i wysokim zakresem dynamiki (WDR). Czujnik WDR umożliwia obserwację scen o wysokim kontraście, a także obserwację w świetle przeciwnym.

Różnica między procesorem DSP „Effio-P” polega na opakowaniu samego procesora i pamięci do obróbki wideo w jednej obudowie, co umożliwia realizację takich funkcji jak zoom cyfrowy (E-Zoom), wolna migawka - zwiększająca czułość poprzez zwiększenie czasu ekspozycji (Sense-UP), funkcję filtra redukcji szumów 3D i wiele innych.

Funkcje procesora DSP Sony „Effio-P”

• obsługa CCD w formacie 960H i 760H
• Kamery CCTV zapewniają rozdzielczość poziomą do 700 TVL z matrycą 960H oraz do 600 TVL z matrycą 760H
• rozszerzony zakres dynamiki - WDR (Wide Dynamic Range)
• Redukcja szumów 2D i 3D (2D i 3D-NR / Redukcja szumów)
• cyfrowa stabilizacja obrazu
• Czujnik ruchu
• obszary prywatne
• zoom cyfrowy - E-Zoom
• wyświetlanie na ekranie - OSD
• wbudowany sterownik systemowy do sterowania kamerą CCTV

procesorDSPSony " Effio- S"

„Effio-S” (CXD4130GG) to procesor sygnału wideo (LSI) do budowy kolorowej kamery wideo opartej na komplementarnej matrycy CCD. Pozwala na obróbkę obrazu z matryc CCD 960H i 760H.

Jednoukładowy pakiet Effio-S zawiera procesor Effio DSP i pamięć przetwarzania wideo, co pozwala na realizację takich funkcji jak zoom cyfrowy (E-Zoom), wolna migawka (tryb Sense-UP), filtr redukcji szumów 3D i kilka innych . W porównaniu do „Effio-P” zestaw funkcji jest nieco ograniczony, w szczególności tryb WDR nie jest obsługiwany.

Możliwości DSP Effio-S

• praca z matrycami CCD formatu 960H i 760HH
• Kamery CCTV zapewniają rozdzielczość poziomą do 700 TVL dla matryc 960H i do 600 TVL dla 760H
• ulepszona adaptacyjna reprodukcja kolorów - ATR-EX (Adaptive Tone Reproduction)
• Redukcja szumów 2D i 3D (2D i 3D-NR)
• Czujnik ruchu
• obszary prywatne
• kompensacja stref wysokiej jasności - HLC (High Light Compensation)
• wolna migawka - zwiększona czułość (Sense-UP)
• zoom cyfrowy - E-Zoom
• wyświetlanie na ekranie - OSD

DSP "Effio-E"

„Effio-E” (CXD4127GG), pierwszy z linii i najprostszy procesor z serii „Effio”, przeznaczony do współpracy z matrycami CCD 960H, 760H i 510H. Procesor nie zawiera wbudowanej pamięci przetwarzania wideo, dzięki czemu jest zapakowany w miniaturową obudowę LFBGA o wymiarach 8x8 mm, ale jednocześnie charakteryzuje się najniższym poborem mocy.

Funkcje procesora DSP Effio-E

• obsługa czujników CCD wszystkich formatów 960H, 760H, 510H
• rozdzielczość pozioma kamery CCTV to odpowiednio 700 TVL, 600 TVL, 420 TVL
• adaptacyjne odwzorowanie kolorów - ATR (Adaptive Tone Reproduction)
• Redukcja szumów 2D (2D-NR)
• Czujnik ruchu
• obszary prywatne
• kompensacja stref wysokiej jasności - HLC (High Light Compensation)
• wyświetlanie na ekranie - OSD

Porównanie funkcji Effio DSP

Poniżej znajduje się tabela przedstawiająca przegląd możliwości procesorów DSP Effio. Symbol "<<" в таблице указывает на то, что процессор реализует функцию старшей модели.

Nazwa
Typ procesora
Obsługiwane przetworniki CCD	Zwykły CCD i WDR CCD	Zwykły CCD	960H, 760H, 510H Zwykły CCD
Rozkład:
Funkcja WDR
Wyciszenie dźwięku
Dzień noc
Strefy prywatne
Wolna migawka (tryb Sens-up)
Cyfrowa stabilizacja obrazu
HLC - tłumienie wysokiej jasności
Detektor AF
Czujnik ruchu

Z tabeli widać, że „Effio-E” jest najprostszym procesorem bez wbudowanej pamięci wideo, dlatego zaimplementowany jest tylko tryb redukcji szumów 2D-NR, a także nie obsługuje trybu wolnej migawki (Sense-UP) - zwiększenie czułości w trybie nocnym poprzez zwiększenie czasu naświetlania...

Oprócz możliwości „Effio-E”, procesor DSP „Effio-S” jest wyposażony we wbudowaną pamięć, która umożliwia tryby Sens-UP oraz redukcję szumów 3D. Ponadto procesor zapewnia zoom cyfrowy (E-Zoom) i zaawansowaną adaptacyjną reprodukcję kolorów (ATR-EX).

Najbardziej zaawansowanym procesorem jest DSP „Effio-P”, który oprócz trybów „Effio-S” zapewnia pracę z przetwornikami CCD o wysokim zakresie dynamiki (WDR), tryb cyfrowej stabilizacji obrazu, a także wyposażony jest we wbudowany -w mikrokontrolerze do realizacji dodatkowych funkcji złożonych kamer CCTV wysokiej klasy.

960H CCD

Pomimo tego, że procesory Effio mogą współpracować z matrycami CCD poprzednich formatów 760H i 510H, największym zainteresowaniem cieszą się nowości formatu powiększonego 960H, umożliwiające budowanie kamer CCTV o rozdzielczości poziomej do 700 TVL. .

Historycznie jako pierwsza pojawiła się matryca 960H, wyprodukowana w dobrze rozwiniętej wówczas technologii Super HAD II, po której w wyniku udoskonalenia filtra światła i części optycznej matrycy, pojawiła się nowa pojawiła się jego wersja, wykonana w technologii EXview HAD II, której czułość pomimo zmniejszonego rozmiaru piksela jest porównywalna z czułością matryc Super HAD II formatu 760H (w szczególności z ICX639BKA).

Poniżej znajduje się charakterystyka porównawcza przetworników CCD 960H do kamer CCTV o rozdzielczości 700 TVL, pracujących w systemie PAL (taki system jest używany na Ukrainie).

Nazwa
Technologia Sony	EXview HAD CCD II	Super HAD CCD II	Super HAD CCD II
Rozmiar CCD	1/3" (przekątna 6mm)	1/3" (przekątna 6mm)	1/4" (przekątna 4,5 mm)
Liczba pikseli: Efektywny
Rozdzielczość pozioma (H) i pionowa (V): Efektywny	1020 (poziom) x 596 (pion)	1020 (poziom) x 596 (pion)	1020 (poziom) x 596 (pion)
Wymiary pikseli, μm	5,0 (poziom) x 6,25 (pion)	5,0 (poziom) x 6,25 (pion)	3,75 (wysokość) x 5,56 (pionowa)
Sony ujednolicona czułość na światło, mV (F5,6)
Poziom nasycenia, mV
Poziom ciemnego hałasu, dB (F5,6)
Napięcie zasilania, V
Sygnał sterujący transferem ładunku, V
Zgodność procesorów

Tenologie SONY do produkcji matryc PZM 960H

Technologia Super HAD CCD II

„Super HAD CCD II” jest znakiem towarowym firmy SONY Corporation.

"Super HAD CCD II" - wysokowydajny czujnik firmy SONY - CCD HAD (Hole-Accumulation Diode) o typowej czułości 1000 mV lub więcej na jednostkę powierzchni piksela - 1 μm2 (kolor przy F5,6 / czarno-biały : F8 - w trybie ekwiwalentnym akumulacja ładunku przez 1 sek.

TechnologiaSuper EXview HAD CCD II

„EXview HAD CCD II” jest znakiem towarowym firmy SONY Corporation.

"EXview HAD CCD II" - wysokowydajny sensor firmy SONY - CCD HAD (Hole-Accumulation Diode) o typowej czułości 1000 mV lub większej na jednostkę powierzchni piksela - 1 μm2 (kolor przy F5,6 / czarno-biały: F8 - w trybie ekwiwalentnym akumulacja ładunku przez 1 s) z poprawioną światłoczułością w zakresie podczerwieni i bliskiej podczerwieni, a także poprzednią strukturą „EXview HAD CCD”.

Co mamy dzisiaj

Należy tutaj zwrócić uwagę na jedną rzecz, ale jeśli jakaś organizacja handlowa wskazuje, że sprzedaje kamerę „Effio”, to przynajmniej nie jest to kompletna informacja. W takim przypadku kamerę CCTV można zbudować na dowolnym DSP Effio, w tym. oraz z minimalnym zestawem funkcji - "Effio-E", bez obsługi Sens-UP, WDR, ATR-EX i innych.

Ale co jeszcze bardziej przerażające - w kamerze można zastosować matrycę CCD o nie maksymalnym formacie 960H, co przesądza o wszystkich zaletach nowej generacji kamer do monitoringu o rozdzielczości 700 TVL, ale konwencjonalnej matrycy 760H z rozdzielczością do 600 TVL.

Do tej pory takiej „substytucji” nie można wykryć wizualnie po jakości obrazu tworzonego przez kamerę CCTV. Powodem tego jest zastosowanie cyfryzacji sygnału wideo 720H ​​w nowoczesnych systemach monitoringu wizyjnego.

Zachowaj ostrożność i poproś sprzedawców o podanie pełnych informacji o kamerze CCTV: typ zainstalowanej matrycy CCD oraz seria zastosowanego procesora "Effio".

Technologie przetwarzania wideo w DSP Effio

Jako lider w produkcji matryc CCD, firma SONY Corporation przed premierą procesora Effio pozostawała w tyle w produkcji systemów przetwarzania wideo do kamer CCTV. Dlatego wszystkie funkcje zaimplementowane w procesorze Effio-E oraz w jego kolejnych modelach „Effio-S” i „Effio-P” nie są nowe i zostały wcześniej zaimplementowane w 4 i 7 generacji dostawców usług internetowych innych producentów. Nasze przedsiębiorstwa wykorzystują takie procesory i matryce 760H do produkcji kamer do monitoringu wideo o rozdzielczości 600 TVL.

Przyjrzyjmy się, co dały nam nowe technologie zastosowane w DSP Effo.

Wysoką rozdzielczość 700 TVL zapewniają procesory „Effio-P”, „Effio-S” i „Effio-E” tylko z matrycą CCD 960H.

Główną innowacją w „Effio” jest CCD 960H o zwiększonej rozdzielczości do 700 TVL.

Prezentowany obraz został wykonany przez firmę SONY za pomocą prawdziwej kamery CCTV zgodnie z metodą pomiarową JEITA (TTR-4602B).

Redukcja szumów

Zapewnij procesory „Effio-P”, „Effio-S” i „Effio-E” niezależnie od formatu matrycy CCD. 2D-NR został po raz pierwszy wprowadzony w ISP 4. generacji, a 3D-NR w IPS 7. generacji.

Redukcja szumów to funkcja, która redukuje szumy na obrazie w celu poprawy jego jakości. W szczególności hałas pojawia się, gdy kamera CCTV pracuje przy słabym oświetleniu iw nocy, a także w innych warunkach wysokiego wzmocnienia.

„Effio-E” (CXD4127GG) nie zawiera pamięci wideo, dlatego pełni tylko funkcję przestrzennej redukcji szumów przez linię (2D-NR), natomiast DSP „Effio-P” (CXD4129GG) i DSP „Effio-S” (CXD4130GG) są wyposażone w pamięć wideo, dlatego oprócz 2D-NR wykonywane jest również filtrowanie czasowe (3D-NR) połączone z trybem akumulacji (zwiększenie czasu przebywania Sense-UP).

Przykład działania funkcji 2D-NR

Przykład działania funkcji 3D-NR

Cechą przetwarzania wideo jest niezależna regulacja filtrów redukcji szumów dla sygnału luminancji i chrominancji, co umożliwia uzyskanie kolorowego obrazu nawet w trybie nocnym.

Doskonałe odwzorowanie kolorów

Zapewnij procesory „Effio-P”, „Effio-S” i „Effio-E” niezależnie od formatu matrycy CCD. Funkcja została po raz pierwszy zaimplementowana u dostawców usług internetowych czwartej i siódmej generacji.

Doskonałe odwzorowanie kolorów w różnych źródłach światła. W tym przypadku możliwy zakres temperatur bieli wynosi od 1800 K do 10500 K.

Menu OSD

Menu ekranowe jest używane od ponad 5 lat w procesorach innych firm w celu najdokładniejszego ustawienia kamery CCTV w określonych warunkach pracy (miejsce instalacji).

Menu ekranowe (OSD) pozwala na konfigurację parametrów kamery CCTV za pomocą podłączonego do niej monitora, bez konieczności podłączania zewnętrznego kontrolera lub programatora. Menu DSP Effio obsługuje 8 języków, w tym. i rosyjski.

Tryb ATR / ATR-EX

Zapewnij procesory "Effio-P", "Effio-S" i "Effio-E" niezależnie od formatu CCD.

ATR (Adaptive Tone Reproduction) - Ta funkcja zapewnia selektywną kompensację w celu poprawy kontrastu obiektów, a także reprodukcji kolorów, gdy obraz zawiera obszary o bardzo jasnych i bardzo ciemnych obszarach.

Funkcja ATR poprawia jakość obrazu kamery CCTV poprzez optymalizację składowej koloru obrazu z uwzględnieniem składowej jasności sygnału w tym obszarze.

WDR — szeroki zakres dynamiki

Zapewnia tylko procesor "Effio-P" z matrycą CCD 960H z technologią EXview HAD CCD II. Funkcja ta jest jednak zaimplementowana w procesorach ISP czwartej i siódmej generacji, m.in. oraz przy użyciu konwencjonalnego przetwornika CCD 760H z technologią Super HAD CCD II (np. ICX639BKA).

Szeroki zakres dynamiki (WDR) to funkcja pozwalająca na uczynienie obrazu z kamery CCTV bardziej naturalnym poprzez zmniejszenie jasności mocno oświetlonych obszarów i zwiększenie jasności obszarów zacienionych. Tę funkcję zapewniają różne czasy naświetlania podczas tworzenia obrazów dla jasnych i ciemnych obszarów, z późniejszym połączeniem tych dwóch obrazów we wspólny obraz za pomocą obróbki cyfrowej.

Zastosowania DSP Effio i matrycy 960H

Rozwiązania systemowe do monitoringu wideo 960H.

Zapewnia wyższą jakość obrazu do monitorowania w czasie rzeczywistym przy zachowaniu wysokiego stopnia bezpieczeństwa w systemie nadzoru wideo.

Wysoka jakość obrazu (rozdzielczość 700 TVL), wysoka wydajność procesora Effio DSP oraz obecność wyjścia cyfrowego pozwalają na wykorzystanie serii Effio-P do budowy systemów monitoringu wizyjnego IP.

Zalety techniczne „Effio” 960H

Zwiększona liczba pikseli w matrycy CCD 960H zapewnia więcej informacji na etapie wejściowym kamery CCTV, co w połączeniu z technologiami przetwarzania sygnału w Effio DSP gwarantuje wysoką rozdzielczość 700 TVL sygnału wyjściowego, a tym samym umożliwia zyskujesz nową jakość w analogowych kamerach CCTV ze świata 960H.

WYNIK

Głównym wnioskiem z tego artykułu jest to, że nowe technologie poprawiają jakość wideo. Ale NIE zapominaj, że wiele rejestratorów nie obsługuje nagrywania w wysokiej rozdzielczości. Skoro rejestrator pisze z rozdzielczością 368x288, to po co mu kamera o rozdzielczości 1020x 596?! Kamery z takim procesorem najlepiej sprawdzają się w systemach, w których rozdzielczość nagrywania wynosi co najmniej 704x576. Procesor może wyświetlać głębię kolorów 16-24 bitów. Ta odmiana zależy od producenta kamery.

Przetwornik obrazu to niezbędny element każdej kamery. Prawie wszystkie dzisiejsze kamery wykorzystują przetworniki obrazu CCD lub CMOS. Oba typy sensorów realizują zadanie przetwarzania obrazu zbudowanego na sensorze przez obiektyw na sygnał elektryczny. Jednak pytanie, który czujnik jest lepszy, wciąż pozostaje otwarte.

N.I. chura
Konsultant techniczny
LLC "Grupa Mikrowideo"

CCD jest czujnikiem analogowym, pomimo dyskretnej struktury światłoczułej. Kiedy światło pada na matrycę, w każdym pikselu gromadzi się ładunek lub paczka elektronów, która podczas odczytu na obciążeniu jest przekształcana w napięcie sygnału wideo proporcjonalne do oświetlenia pikseli. Minimalna liczba pośrednich przejść tego ładunku i brak aktywnych urządzeń zapewniają wysoką tożsamość wrażliwych elementów CCD.

Matryca CMOS to urządzenie cyfrowe z aktywnymi elementami czujnikowymi (Active Pixel Sensor). Każdy piksel ma swój własny wzmacniacz, który zamienia ładunek czułego elementu na napięcie. Dzięki temu możliwe jest praktycznie indywidualne sterowanie każdym pikselem.

Ewolucja CCD

Od czasu wynalezienia CCD przez Bell Laboratories (lub Bell Labs) w 1969 roku, wielkość matrycy stale się zmniejsza. Jednocześnie wzrosła liczba wrażliwych elementów. To naturalnie doprowadziło do zmniejszenia rozmiaru pojedynczego wrażliwego elementu (piksela), a tym samym jego czułości. Na przykład od 1987 roku rozmiary te zmniejszyły się 100 razy. Ale dzięki nowym technologiom czułość jednego elementu (a co za tym idzie całej matrycy) nawet wzrosła.

Co pozwoliło dominować?
Od samego początku dominującymi czujnikami stały się przetworniki CCD, ponieważ zapewniają lepszą jakość obrazu, mniej szumów, wyższą czułość i większą jednorodność pikseli. Główne wysiłki zmierzające do ulepszenia technologii koncentrowały się na poprawie wydajności przetwornika CCD.

Jak rośnie wrażliwość
W porównaniu do popularnej matrycy Sony HAD o standardowej rozdzielczości (500x582) z końca lat 90. (ICX055) Czułość bardziej zaawansowanej technologii Super HAD wzrosła prawie 3-krotnie (ICX405), a Ex-view HAD – 4-krotnie (ICX255). Ponadto dla wersji czarno-białej i kolorowej.

W przypadku matryc o wysokiej rozdzielczości (752x582) sukces jest nieco mniej imponujący, ale jeśli porównamy modele obrazu kolorowego Super HAD z najnowocześniejszymi technologiami Ex-view HAD II i Super HAD II, wzrost czułości wyniesie 2,5 i 2,4 razy. I to pomimo zmniejszenia rozmiaru piksela o prawie 30%, bo mówimy o matrycach najnowocześniejszego formatu 960H o zwiększonej liczbie pikseli do 976x582 dla standardu PAL. Aby przetworzyć ten sygnał, Sony oferuje szereg procesorów sygnałowych Effio.

Dodano składnik IR
Jedną ze skutecznych metod zwiększania czułości całkowej jest rozszerzenie charakterystyki spektralnej czułości na zakres podczerwieni. Dotyczy to zwłaszcza matrycy Ex-view. Dodanie składnika IR nieco zniekształca transfer względnej jasności kolorów, ale nie jest to krytyczne w przypadku wersji czarno-białej. Jedyny problem pojawia się przy odwzorowaniu kolorów w kamerach dzień/noc ze stałą czułością IR, czyli bez mechanicznego filtra IR.

Rozwój tej technologii w modelach Ex-view HAD II (ICX658AKA) w porównaniu z poprzednią wersją (ICX258AK) zapewnia wzrost czułości integralnej tylko o 0,8 dB (od 1100 do 1200 mV) przy jednoczesnym zwiększeniu czułości przy długość fali 950 nm o 4,5 dB. Na ryc. 1 przedstawia charakterystykę czułości widmowej tych matryc, a na ryc. 2 - stosunek ich integralnej czułości.

Innowacja optyczna
Inną metodą zwiększania czułości CCD jest zwiększenie wydajności mikrosoczewek pikselowych, obszaru światłoczułego i optymalizacja filtrów kolorów. Na ryc. 3 przedstawia macierz Super HAD i Super HAD II, pokazując powiększenie obszaru obiektywu i obszar światłoczuły najnowszej modyfikacji.

Dodatkowo matryce Super HAD II znacznie zwiększają transmisję filtrów światła oraz ich odporność na blaknięcie. Dodatkowo rozszerzono transmisję w zakresie krótkofalowym widma (cyan), co poprawia odwzorowanie kolorów i balans bieli.

Na ryc. 4 przedstawia charakterystykę widmową czułości matryc Sony 1/3” Super HAD (ICX229AK) i Super HAD II (ICX649AKA).

CCD: wyjątkowa czułość

Podsumowując, powyższe środki przyniosły znaczące wyniki w poprawie wydajności CCD.

Nie ma możliwości porównania cech nowoczesnych modeli z wcześniejszymi wersjami, ponieważ nie produkowano wówczas matryc barwnych o powszechnym zastosowaniu, nawet o typowo wysokiej rozdzielczości. Z kolei obecnie czarno-białe matryce o standardowej rozdzielczości nie są produkowane przy użyciu najnowszych technologii Ex-view HAD II i Super HAD II.

W każdym razie, pod względem czułości, matryce CCD są nadal nieosiągalnym punktem odniesienia dla CMOS, więc nadal są szeroko stosowane, z wyjątkiem wersji megapikselowych, które są bardzo drogie i służą głównie do zadań specjalnych.

CMOS: plusy i minusy

Czujniki CMOS zostały wynalezione pod koniec lat 70., ale produkcja rozpoczęła się dopiero w latach 90. ze względu na problemy technologiczne. I od razu nakreślono ich główne zalety i wady, które pozostają aktualne nawet teraz.

Zalety to większa integracja i wydajność czujnika, szerszy zakres dynamiczny, łatwość produkcji i niższy koszt, zwłaszcza w przypadku opcji megapikselowych.

Z drugiej strony matryce CMOS mają niższą czułość ze względu na równe inne rzeczy, duże straty w filtrach struktury RGB, mniejszą powierzchnię użytkową elementu światłoczułego. W wyniku wielu elementów przejściowych, w tym wzmacniaczy na ścieżce każdego piksela, znacznie trudniej jest zapewnić jednolitość parametrów wszystkich wrażliwych elementów w porównaniu z CCD. Ale postęp w technologii zbliżył czułość CMOS do najlepszych próbek CCD, zwłaszcza w wersjach megapikselowych.

Pierwsi zwolennicy CMOS argumentowali, że struktury te będą znacznie tańsze, ponieważ mogą być produkowane na tym samym sprzęcie i technologii, co pamięć i układy logiczne. Pod wieloma względami założenie to zostało potwierdzone, ale nie do końca, ponieważ udoskonalenie technologii doprowadziło do niemal identycznego procesu produkcyjnego pod względem złożoności, jak w przypadku CCD.

Wraz z poszerzeniem kręgu odbiorców poza standardową telewizję rozdzielczość matrycy stale rosła. Są to kamery domowe, aparaty elektroniczne i aparaty wbudowane w media komunikacyjne. Swoją drogą, dla urządzeń mobilnych kwestia wydajności jest dość istotna, a tutaj matryca CMOS nie ma konkurentów. Na przykład od połowy lat 90. Rozdzielczość matryc wzrastała rocznie o 1–2 mln elementów i obecnie sięga 10–12 Mpx. Co więcej, zapotrzebowanie na czujniki CMOS stało się dominujące i obecnie przekracza 100 milionów sztuk.

CMOS: poprawiona czułość

Pierwsze próbki kamer do monitoringu pod koniec lat 90. - na początku 2000 r. z matrycami CMOS miały rozdzielczość 352x288 pikseli i czułość około 1 luksa nawet dla wersji czarno-białej. Wersje kolorowe o standardowej rozdzielczości miały czułość około 7-10 luksów.

Co oferują dostawcy
Obecnie czułość matryc CMOS na pewno wzrosła, ale dla typowych wersji obrazu kolorowego nie przekracza wartości rzędu kilku luksów przy rozsądnych wartościach F liczby soczewek (1,2–1,4). Potwierdzają to parametry techniczne marek IP-wideo dozoru, które wykorzystują czujniki CMOS ze skanowaniem progresywnym. . Producenci, którzy twierdzą, że czułość wynosi około dziesiątych części luksa, zwykle określają, że są to dane dla niższej liczby klatek na sekundę, trybu akumulacji lub przynajmniej włączonej i wystarczająco głębokiej AGC (AGC). Co więcej, w przypadku niektórych producentów kamer IP maksymalny AGC osiąga zadziwiającą wartość –120 dB (1 milion razy). Miejmy nadzieję, że czułość dla tego przypadku, w świadomości producentów, zakłada przyzwoity stosunek sygnału do szumu, pozwalający zobaczyć na ekranie coś więcej niż tylko „śnieg”.

Innowacje poprawiają jakość wideo
Aby poprawić charakterystykę matryc CMOS, Sony zaproponowało szereg nowych technologii, które zapewniają praktyczne porównanie matryc CMOS z matrycami CCD pod względem czułości, stosunku sygnału do szumu w wersjach megapikselowych.

Nowa technologia produkcji matryc Exmor polega na zmianie kierunku padania strumienia świetlnego na matrycę. W typowej architekturze światło pada na przednią powierzchnię płytki krzemowej, przechodząc przez przewodniki obwodu matrycy. Światło jest rozpraszane i blokowane przez te elementy. W nowej modyfikacji światło wpada z tyłu płytki krzemowej. Doprowadziło to do znacznego wzrostu czułości i zmniejszenia szumu matrycy CMOS. Na ryc. 5 wyjaśnia różnicę między strukturami typowej matrycy a macierzą Exmora pokazaną w przekroju.

Zdjęcie 1 przedstawia obrazy badanego obiektu uzyskane przy oświetleniu 100 luksów (F4,0 i 1/30 s) za pomocą kamery CCD (oświetlenie czołowe) i CMOS Exmor o tym samym formacie i rozdzielczości 10 Mpx. Oczywiście obraz z kamery CMOS jest co najmniej tak dobry jak obraz CCD.

Innym sposobem na poprawę czułości matryc CMOS jest rezygnacja z prostokątnego układu pikseli z przesunięciem linii po linii elementów czerwonego i niebieskiego. W tym przypadku w konstrukcji jednego elementu rozdzielczości wykorzystywane są dwa zielone piksele – niebieski i czerwony z różnych linii. Zamiast tego proponuje się ukośny układ elementów przy użyciu sześciu sąsiadujących ze sobą zielonych elementów do skonstruowania jednego elementu rozdzielczości. Ta technologia nazywa się ClearVid CMOS. Do przetwarzania zakłada się mocniejszy procesor sygnału obrazu. Różnicę w strukturach rozmieszczenia kolorowych elementów ilustruje ryc. 6.

Informacje są odczytywane przez szybki równoległy przetwornik analogowo-cyfrowy. W tym przypadku liczba klatek na sekundę w skanowaniu progresywnym może osiągnąć 180, a nawet 240 kl./s. Równoległe pozyskiwanie informacji eliminuje diagonalne przesunięcie kadru, które jest typowe dla kamer CMOS z sekwencyjną ekspozycją i odczytem sygnału, tzw. efekt Rolling Shutter - gdy charakterystyczne rozmycie szybko poruszających się obiektów jest całkowicie nieobecne.

Zdjęcie 2 przedstawia obrazy obracającego się wentylatora wykonane przez kamerę CMOS przy 45 i 180 fps.

Pełna konkurencja

Jako przykłady przytoczyliśmy technologie Sony. Oczywiście matryce CMOS, podobnie jak CCD, są produkowane przez inne firmy, choć nie na taką skalę i nie tak znane. W każdym razie wszyscy, w taki czy inny sposób, idą mniej więcej w ten sam sposób i stosują podobne rozwiązania techniczne.

W szczególności dobrze znana technologia matryc Panasonic Live-MOS również znacząco poprawia charakterystykę matryc CMOS i, oczywiście, za pomocą podobnych metod. W matrycach Panasonic zmniejsza się odległość fotodiody od mikrosoczewki. Uproszczona transmisja sygnału z powierzchni fotodiody. Zmniejszono liczbę sygnałów sterujących z 3 (standardowy CMOS) do 2 (jak w CCD), co zwiększyło obszar światłoczuły piksela. Zastosowano niskoszumowy wzmacniacz fotodiodowy. Stosowana jest cieńsza struktura warstwy czujnika. Zmniejszone napięcie zasilania zmniejsza hałas i nagrzewanie się matrycy.

Można powiedzieć, że matryce megapikselowe CMOS już teraz mogą z powodzeniem konkurować z przetwornikami CCD nie tylko ceną, ale także tak problematycznymi dla tej technologii cechami, jak czułość i poziom szumów. Jednak w tradycyjnych formatach telewizji CCTV matryce CCD pozostają bezkonkurencyjne.