Что такое датчик изображения в видеонаблюдении?

Датчики изображения CCD и CMOS. Что лучше?

Любая камера видеонаблюдения нуждается в датчике изображения для создания видео. Он является частью видеокамеры, которая улавливает свет, попадающий на объектив, и преобразует его в электрические сигналы. Это микросхема, состоящая из миллионов светочувствительных компонентов (фотодиодов или фототранзисторов), которые улавливают проецируемые волны линзы для составления изображения. Датчики различаются по размеру, но наиболее распространенными являются 1 / 2,8 ″ и 1/3 ″. Размер датчика изображения влияет на поле зрения видеокамеры для данного объектива, а также на чувствительность к свету.

При изготовлении видеокамеры для датчика изображения можно использовать две основные технологии: CCD (устройство с зарядовой связью) и CMOS (дополнительный датчик оксида металла). Датчики изображения CCD и CMOS - это две разные технологии для цифрового захвата изображений. Оба типа сканеров преобразуют свет в электрический заряд и после в электронные сигналы. Хотя датчики CCD и CMOS часто рассматриваются как конкуренты, каждый из них имеет свои сильные и слабые стороны, которые делают его подходящим для различных приложений камер видеонаблюдения.

Датчик изображения CCD

CCD означает Charge Coupled Device и является одной из самых старых технологий захвата изображений, используемых на камерах наблюдения. Датчики CCD существуют уже более 30 лет и часто используются в старых моделях камер. Качество изображения в ПЗС-датчике хорошее, потому что он производит меньше шума и лучшую чувствительность, чем в КМОП-датчике. Однако единственным недостатком является его тяжелая схема, которая требуется вне датчиков для преобразования и усиления и требует большого энергопотребления. Увеличение потребления энергии может иногда приводить к таким проблемам, как чрезмерное выделение тепла внутри камеры. Датчик CCD может потреблять в 100 раз больше энергии, чем эквивалентный датчик CMOS. ПЗС-датчики также являются более дорогими и более сложными для установки в камеру.

Датчик изображения CMOS

CMOS расшифровывается как дополнительный металлооксидный полупроводник, также известный как активные пиксельные датчики. Вместо использования аналоговых методов для преобразования света в данные, CMOS-датчик изображения использует транзисторы, расположенные в каждом пикселе, для захвата и преобразования света. Это гораздо более гибкий способ получения цифровых изображений, поскольку каждый пиксель имеет свой отдельный путь транзистора. Кроме того, с помощью CMOS-датчика, созданного так же, как и микрочипы, их проще производить с использованием традиционных методов производства. Это делает его более дешевым в изготовлении, и именно поэтому IP-камеры безопасности сейчас намного более доступны. 

Большинство видеонаблюдения используют датчик изображения CMOS, потому что они работают лучше, чем CCD, предлагая более высокие скорости с меньшим энергопотреблением. Поскольку для датчика CMOS не требуется отдельный процессор обработки изображений, как для датчиков CCD, им требуется намного меньше энергии. По сравнению с ПЗС- матрицами CMOS имеет более быстрое считывание (что выгодно, когда требуются изображения с высоким разрешением), более высокую устойчивость к шуму изображения, более низкое рассеивание мощности на уровне микросхемы, меньший размер, что дает больше возможностей для интеграции и больше функций.

Применения и использования датчиков CMOS и CCD

Датчики изображения используются в основном в камерах безопасности и в большом количестве устройств обработки изображений, используемых в промышленности, СМИ, медицине и в быту. CMOS и CCD широко используются в модулях камер, видеокамерах, смартфонах, камерах ПК, персональных цифровых помощниках (PDA), машинном зрении и видеоконференцсвязи. Они также широко используются среди игрушек, игр, оптических мышей, сканеров документов, считывателей штрих-кодов и научных изображений.