सीसीटीवी कैमरों के लिए मैट्रिसेस। किस पर ध्यान देना है?

कैमकॉर्डर की छवि गुणवत्ता काफी हद तक इसमें उपयोग किए गए फोटोसेंसेटिव सेंसर (मैट्रिक्स) पर निर्भर करती है। आखिरकार, वीडियो को डिजिटल करने के लिए कम से कम सबसे अच्छा प्रोसेसर डालें - अगर मैट्रिक्स पर एक खराब छवि प्राप्त होती है, तो यह अच्छा नहीं होगा। मैं सीसीटीवी कैमरे के सेंसर की विशेषताओं पर ध्यान देने के लिए आपको लोकप्रिय रूप से समझाने की कोशिश करूंगा, ताकि बाद में छवि को देखते समय यह दर्दनाक न हो ...

मैट्रिक्स प्रकार

इंटरनेट पर आपको संभवतः जानकारी मिलेगी कि सीसीडी (सीसीडी, चार्ज-युग्मित डिवाइस) और सीएमओएस (सीएमओएस, पूरक धातु-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर) फोटोसेंसेटिव सरणियों का उपयोग निगरानी कैमरों में किया जाता है। भूल जाओ! लंबे समय तक केवल CMOS था, केवल कट्टर।

सीसीडी मैट्रिसेस, उनके सभी फायदे (बेहतर फोटो संवेदनशीलता और रंग प्रजनन, कम शोर स्तर) के साथ - व्यावहारिक रूप से वीडियो निगरानी में उपयोग नहीं किए जाते हैं। क्योंकि सीसीडी मैट्रिस की उनकी कार्रवाई का बहुत सिद्धांत - कोशिकाओं के पार पढ़ने वाले अनुक्रमिक चार्ज - तेजी से आधुनिक उच्च-रिज़ॉल्यूशन वीडियो कैमरों की मांगों को पूरा करने के लिए बहुत धीमा है। ठीक है, और सबसे महत्वपूर्ण बात, सीसीडी निर्माण के लिए अधिक महंगा है, और एक आधुनिक अत्यधिक प्रतिस्पर्धी माहौल की स्थिति में, लाभ का हर पैसा मायने रखता है। यही कारण है कि सभी प्रमुख निर्माता CMOS मैट्रिसेस के मुद्दे पर ध्यान केंद्रित करते हैं।

बहुत से निर्माता नहीं हैं, वैसे। 2017 की शुरुआत में सबसे बड़ी, कंपनियां हैं: ओन सेमीकंडक्टर कॉरपोरेशन (जो एक समय में प्रसिद्ध प्रोफ़ाइल कंपनी Aptina का अधिग्रहण किया था), ओमनीविजन टेक्नोलॉजीज इंक, सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स और सोनी कॉर्पोरेशन। इसके अलावा, स्वयं की जरूरतों के लिए मेट्रिक्स का उत्पादन किया जाता है, उदाहरण के लिए, कैनन, हिकविजन द्वारा।

पुराने ब्रांडों के लिए प्रतिस्पर्धा युवा, उत्साही और पैसे वाले चीनी "सेकेंड-टियर" चिप निर्माताओं, जैसे एसओआई (सिलिकॉन ऑप्टोनिक्स, इंक) और अन्य द्वारा करने की कोशिश की जा रही है। यह कहना मुश्किल है कि जब सीएमओएस सेंसर बाजार में गिरावट आई है और बहुत भीड़ हो गई है, तो युवा विकास बच जाएगा। । लेकिन किसी भी मामले में, नए खिलाड़ियों के उभरने और संघर्ष के बढ़ने को इस खंड में नहीं रखा गया है, क्योंकि आधुनिक मानकों द्वारा CMOS सेंसर का उत्पादन स्थापित करना बहुत मुश्किल नहीं है।

Hikvision या डाहुआ जैसे प्रमुख वैश्विक ब्रांड आमतौर पर प्रथम श्रेणी के मैट्रिक्स निर्माताओं या अपने स्वयं के साथ काम करना पसंद करते हैं। स्थानीय लोग अलग व्यवहार करते हैं। उदाहरण के लिए, कम कीमत वाले कैमरों में भी Tecsar ON सेमीकंडक्टर, ऑम्निविज़न और सोनी से अच्छी प्रतिष्ठा के साथ मेट्रिसेस का उपयोग करता है। अन्य "लोकप्रिय" ब्रांडों के वर्गीकरण में, उदाहरण के लिए बर्जर , SOI सेंसर आदि का व्यापक रूप से प्रतिनिधित्व किया जाता है।


डिजिटल कैमरा मैट्रेस कैसे बनाए जाते हैं

CMOS लीडरशिप

सीएमओएस तकनीक सीधे फोटोन्सिटिव मैट्रिक्स के प्रत्येक पिक्सेल में इलेक्ट्रॉनिक घटकों (कैपेसिटर, ट्रांजिस्टर) के प्लेसमेंट के लिए प्रदान करती है।



पिक्सेल संरचना और CMOS मैट्रिक्स

यह सहज तत्व के प्रयोग करने योग्य क्षेत्र को कम करता है और संवेदनशीलता को कम करता है, साथ ही सक्रिय तत्व मैट्रिक्स के आंतरिक शोर के स्तर को बढ़ाते हैं। लेकिन तकनीक आपको डिजिटल छवि सिग्नल उत्पन्न करने के लिए फ़ोटो मैट्रिक्स तत्व के आवेश को सीधे मैट्रिक्स में एक विद्युत संकेत में परिवर्तित करने की अनुमति देती है, जो वीडियो कैमरों के लिए महत्वपूर्ण है। यही कारण है कि सीसीटीवी कैमरों के लिए सीएमओएस बेहतर अनुकूल है जहां एक त्वरित फ्रेम परिवर्तन की आवश्यकता होती है।


सीसीडी और सीएमओएस मैट्रिसेस के संचालन का सिद्धांत

साथ ही, सीएमओएस मैट्रिक्स की कोशिकाओं को बेतरतीब ढंग से पढ़ने की क्षमता "फ्लाई पर" शाब्दिक रूप से संभव है "प्राप्त वीडियो की गुणवत्ता और बिटरेट को बदल देती है, जो सीसीडी के लिए असंभव है। और CMOS समाधान की बिजली की खपत कम है, जो कॉम्पैक्ट निगरानी कैमरों के लिए भी महत्वपूर्ण है।

रंग होने दो

रंग छवि प्राप्त करने के लिए, मैट्रिक्स चमकदार घटक को अपने घटक रंगों में विघटित करता है: लाल, हरा और नीला। इसके लिए, उपयुक्त फिल्टर का उपयोग किया जाता है। विभिन्न निर्माता अलग-अलग रंगों के सहज तत्वों की नियुक्ति और संख्या में भिन्नता रखते हैं, लेकिन इसका सार नहीं बदलता है।

एक सहज मैट्रिक्स पर छवि के गठन का सिद्धांत:


पी - सहज तत्व
टी - इलेक्ट्रॉनिक घटक



कैमरे के सीएमओएस सेंसर को कैसे व्यवस्थित किया जाता है और इस वीडियो को कैनन से भी देखा जा सकता है:


सभी निर्माताओं के CMOS मेट्रिक्स ऊपर वर्णित सामान्य सिद्धांतों पर आधारित हैं, जो केवल सिलिकॉन पर कार्यान्वयन विवरण में भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, कम लागत और सुपर-प्रॉफिट की खोज में, चिप बनाने वाले मैट्रिक को यथासंभव छोटा बनाने की कोशिश करते हैं। इसके लिए पेबैक अपरिहार्य है ...

क्यों बड़ा अच्छा है?

मैट्रिक्स का आकार (या, दूसरे शब्दों में, प्रारूप) को आमतौर पर इंच में तिरछे मापा जाता है और भिन्नों के रूप में इंगित किया जाता है, उदाहरण के लिए 1/4 ", 1/3", 2/3 ", 1/2 इंच, आदि।

सबसे अच्छा मैट्रिक्स चुनने का पहला नियम काफी सरल है: पिक्सल (रिज़ॉल्यूशन) की समान संख्या के साथ, सेंसर के भौतिक आयाम जितने बड़े होंगे, उतना बेहतर होगा। एक बड़े मैट्रिक्स में बड़े पिक्सेल होते हैं, जिसका अर्थ है कि यह अधिक प्रकाश को कैप्चर करता है। बड़े मैट्रिक्स के पिक्सेल कम बारीकी से दूरी पर होते हैं, जिसका अर्थ है कम हस्तक्षेप और कर्कश शोर का निम्न स्तर, जो सीधे परिणामस्वरूप छवि की गुणवत्ता को प्रभावित करता है। अंत में, एक बड़ा मैट्रिक्स आपको एक ही फोकल लंबाई के साथ लेंस का उपयोग करते समय बड़े देखने के कोण प्राप्त करने की अनुमति देता है!


सीसीटीवी कैमरों के लिए सेमीकंडक्टर फोटोसेन्सिटिव सेंसर पर



फोटोसेंसिटिव सेंसर कैमकॉर्डर बोर्ड पर लगा है

काश, बड़े पैमाने पर निगरानी कैमरों में बड़े पैमाने पर सरणियों का उपयोग अब व्यावहारिक रूप से स्वयं सरणियों की उच्च लागत के कारण नहीं किया जाता है, और उनके लिए लेंस, जिसमें बड़े लेंस और तदनुसार, आयाम और लागत होनी चाहिए। आज, कैमरे मुख्य रूप से मैट्रिक्स आकार 1/2 "- 1/4" (ये सबसे नन्हा हैं) स्थापित हैं। कैमरा चुनते समय, आपको स्पष्ट रूप से यह समझने की आवश्यकता है कि 1/4 "SOI मैट्रिक्स के साथ अल्ट्रा-लो-कॉस्ट मॉडल खरीदना और संदिग्ध पारदर्शिता के प्लास्टिक लेंस के साथ एक छोटा लेंस, आप स्वीकार्य गुणवत्ता का वीडियो मॉनिटरिंग सिस्टम नहीं बना सकते हैं, जिस पर कैप्चर की गई घटनाओं के छोटे विवरणों के बीच स्पष्ट रूप से अंतर करना संभव होगा। जब कम रोशनी की स्थिति में शूटिंग।

Sony 1 / 2.8 "कैमरा आकार के साथ एक कैमरा का चयन करना एक प्राथमिकता आपको वीडियो की गुणवत्ता में बेहतर परिणाम देगा, इस तरह के मैट्रिक्स के साथ एक कैमरा पहले से ही एक पेशेवर वीडियो निगरानी प्रणाली में इस्तेमाल किया जा सकता है। और ऐसे कैमरे की संवेदनशीलता स्पष्ट रूप से अधिक होगी, जो कम में बेहतर शूटिंग की अनुमति देगा। रोशनी: खराब मौसम में, शाम के समय, एक अंधेरे कमरे में, आदि एक ही मैट्रिक्स आकार में रिज़ॉल्यूशन में वृद्धि के साथ, फ़ोटो संवेदनशीलता कम हो जाती है, और इसे चुनने पर भी ध्यान रखना पड़ता है। एक अंधेरे रूट में स्थापित कैमरा के लिए। पिछले दरवाजे पर रोटेन, यह कम संकेंद्रन मैट्रिक्स के साथ अल्ट्रा-हाई रिज़ॉल्यूशन कैमरा की तुलना में कम रिज़ॉल्यूशन और उच्च संवेदनशीलता वाले मैट्रिक्स को चुनने के लिए समझ में आता है, जिस पर शोर के कारण स्पष्ट रूप से कुछ भी स्पष्ट नहीं किया जा सकता है।

-संश्लेषण

मैट्रिक्स की फोटो संवेदनशीलता कमजोर परिवेश प्रकाश व्यवस्था की स्थिति में इसके संचालन की संभावना निर्धारित करती है। भौतिक विज्ञान के दृष्टिकोण से, यह काफी हद तक समान दिखता है: कम प्रकाश ऊर्जा एक मैट्रिक्स द्वारा एक छवि प्राप्त करने के लिए पर्याप्त है, इसकी उच्च संवेदनशीलता। लेकिन! हम ईमानदार होंगे, उच्च संवेदनशीलता को आगे बढ़ाने के लिए यह योग्य नहीं है। तथ्य यह है कि आधुनिक सीसीटीवी कैमरे सफलतापूर्वक "दिन / रात" मोड पर स्विच करते हैं, रोशनी में कमी के साथ, उच्च संवेदनशीलता के साथ मैट्रिक्स को काली-और-सफेद छवि में अनुवाद करते हैं। इसके अलावा, अवरक्त रोशनी का स्वत: समावेश कैमरों को पूर्ण अंधेरे में भी पूरी तरह से शूट करने की क्षमता देता है। उदाहरण के लिए, खिड़कियों के साथ और रोशनी के बिना एक बंद कमरे में, जब किसी तरह की बाहरी रोशनी के स्तर के बारे में एक शब्द भी नहीं है। IR रोशनी की कमी वाले कैमरों के लिए फ़ोटो संवेदनशीलता बहुत महत्वपूर्ण है, लेकिन आधुनिक वीडियो निगरानी में उनका उपयोग करना लगभग एक बुरा विचार है। हालांकि बैकलाइटिंग के बिना बॉडी मॉडल अभी भी बिक्री के लिए हैं, ज़ाहिर है।


विभिन्न निर्माताओं से मैट्रिसेस की तुलना

सामान्य तौर पर, नियम यह है: रोशनी जितनी अधिक होगी, मैट्रिक्स बेहतर होगा और, तदनुसार, कैमरा ले जाएगा। इसलिए, अंधेरे नुक्कड़ और क्रेन में कैमरे लगाने की सिफारिश नहीं की जाती है, भले ही उनकी संवेदनशीलता अच्छी हो। ध्यान रखें कि कैमरा मैट्रेस के विनिर्देश आमतौर पर रोशनी के न्यूनतम स्तर को इंगित करते हैं जब आप कम से कम कुछ छवि कैप्चर कर सकते हैं। लेकिन कोई भी वादा नहीं करता है कि यह छवि कम से कम स्वीकार्य गुणवत्ता की होगी! यह 100% मामलों में घृणित होगा, इस पर शायद ही कोई शर्मिंदा हो। कम से कम संतोषजनक परिणाम प्राप्त करने के लिए, मैट्रिक्स के लिए न्यूनतम स्वीकार्य की तुलना में कम से कम 10-20 बार शूट करने की सिफारिश की जाती है।

सीएमओएस मैट्रिसेस की संवेदनशीलता को सुधारने और इमेज कैप्चर के दौरान हल्के नुकसान को कम करने के लिए निर्माता कई तकनीकी समाधानों के साथ आए। इसके लिए, मूल रूप से एक सिद्धांत का उपयोग किया जाता है: प्रकाश को इकट्ठा करने वाले मैट्रिक्स के माइक्रोलेंस के लिए जितना संभव हो सके, प्रकाशीय तत्व को बाहर लाने के लिए। सोनी ने पहले एक्समोर तकनीक पेश की, जिसने मैट्रिक्स के माध्यम से प्रकाश पथ को कम कर दिया:



फिर, प्रगतिशील निर्माताओं ने एक साथ बैक-इल्युमिनेटेड मेट्रिसेस का उपयोग करने के लिए स्विच किया, जो न केवल मैट्रिक्स के माध्यम से प्रकाश पथ को छोटा करने की अनुमति देता है, बल्कि इसे सेल में अन्य इलेक्ट्रॉनिक तत्वों पर रखकर प्रकाश संश्लेषक परत के उपयोगी क्षेत्र को बड़ा करने की अनुमति देता है:



बैकलाइट तकनीक कैमरे को अधिकतम संवेदनशीलता प्रदान करती है। इसलिए निष्कर्ष - "क्रेटरिस पेरिबस" एक मैट्रिक्स का उपयोग करके एक कैमरा खरीदना बेहतर है इसके बिना बैकलाइट के साथ।

कम संवेदनशीलता वाले कम लागत वाले मेट्रिसेस के लिए कम रोशनी की स्थिति में छवि को बेहतर बनाने के लिए, कैमरा निर्माता विभिन्न चाल का उपयोग कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, "धीमी शटर" मोड, या अधिक बस, धीमी शटर गति मोड। हालांकि, इस मोड में मैट्रिक्स द्वारा छवि को ठीक करने के चरण में पहले से ही चलती वस्तुओं के आकृति का "स्मीयरिंग" हमें उच्च गुणवत्ता वाले वीडियो शूटिंग की थोड़ी सी बात करने की अनुमति नहीं देता है, इसलिए यह दृष्टिकोण सुरक्षा निगरानी में पूरी तरह से अस्वीकार्य है, जहां विवरण महत्वपूर्ण हैं।

छवि गुणवत्ता में एक निश्चित सफलता स्टारलाईट प्रौद्योगिकी का आगमन था, जिसे पहली बार 2012 में बॉश कैमरों में पेश किया गया था। इस तकनीक ने मैट्रिक्स की विशाल फोटो सेंसिबिलिटी (लगभग 0.0001 - 0.001 लक्स) और बहुत प्रभावी शोर में कमी तकनीक के संयोजन के लिए धन्यवाद दिया, जिससे कम रोशनी की स्थिति में और रात में भी वीडियो कैमरों से बहुत उच्च-गुणवत्ता वाली रंगीन छवियां प्राप्त करना संभव हो गया।



जबकि कम रोशनी को दूर करने का पारंपरिक तरीका - IR रोशनी का उपयोग करना - यह केवल मोनोक्रोम (ग्रे के रंगों) में एक स्पष्ट छवि प्राप्त करना संभव बनाता है, स्टारलाइट तकनीक वाले कैमरे आपको एक रंगीन तस्वीर प्राप्त करने की अनुमति देते हैं जिसमें बहुत अधिक जानकारी होती है। विशेष रूप से, कम रोशनी में, स्टारलाइट तकनीक वाला एक सीसीटीवी सिस्टम कार, कपड़े और अन्य महत्वपूर्ण संकेतों के रंगों को आसानी से पहचान सकता है।

यहां एक्शन में स्टारलाइट तकनीक का प्रदर्शन है:



परिणाम

एक निगरानी कैमरा चुनते समय, मैट्रिक्स की विशेषताओं पर ध्यान देना सुनिश्चित करें, न कि केवल इसके संकल्प पर। दरअसल, छवि की गुणवत्ता और, परिणामस्वरूप, कैमरे की उपयोगिता काफी हद तक इस पर निर्भर करेगी। सबसे पहले, आपको एक विश्वसनीय ब्रांड, मैट्रिक्स के आकार और रिज़ॉल्यूशन पर ध्यान देना चाहिए, IR रोशनी की कमी वाले कैमरों के लिए फ़ोटो सेंसिटिविटी महत्वपूर्ण है।

मैं अत्यधिक मैट्रिक्स के साथ एक कैमरा लेने की सलाह देता हूं जिसके द्वारा आप एक प्रोक डेट में सूअर खरीदने के बजाय विस्तृत जानकारी के साथ एक सेंस डेटशीट पा सकते हैं। उदाहरण के लिए, आप आसानी से ON सेमीकंडक्टर, ऑम्निविज़न, या सोनी मेट्रिसेस के लिए विशिष्टताओं को पा सकते हैं। लेकिन SOI मैट्रिस की अधिक या कम विस्तृत विशेषताओं को दोपहर में लालटेन के साथ नहीं पाया जा सकता है। एक संदेह है कि निर्माता के पास छिपाने के लिए कुछ है ...

लेकिन कुल मिलाकर परिणाम यह है: CMOS मैट्रिस बिना शर्त वीडियो निगरानी उपकरणों को पराजित करता है और निकट भविष्य में किसी भी प्रतिस्पर्धी तकनीक को छोड़ने वाला नहीं है।