便携式摄像机的图像质量很大程度上取决于其中使用的光敏传感器（矩阵）。 毕竟，至少要放置用于数字化视频的最佳处理器-如果在矩阵上接收到不良图像，它将不会变好。 我将尽力向您解释在CCTV摄像机的传感器特性中应注意的事项，以便以后查看图像时不会感到痛苦……
矩阵类型在Internet上，您肯定会找到有关视频监视摄像机使用CCD（CCD，电荷耦合器件）和CMOS（CMOS，互补金属氧化物半导体）光敏阵列的信息。 算了！ 长期以来，只有CMOS，只有硬核。
CCD矩阵具有所有优势（更好的光敏性和色彩再现性，更低的噪声级）-实际上并未用于视频监控。 因为CCD矩阵作用的原理-跨单元的连续电荷读取-太慢了，无法满足快速现代高分辨率摄像机的要求。 嗯，最重要的是，CCD的制造成本更高，而且在现代竞争激烈的环境下，每分钱的利润都至关重要。 这就是为什么所有主要制造商都专注于CMOS矩阵的原因。
顺便说一句，剩下的制造商不多。 截至2017年初，规模最大的公司是：安森美半导体公司（曾一度收购知名的轮廓公司Aptina），Omnivision Technologies Inc.，三星电子和索尼公司。 另外，例如，佳能，海康威视等都可以生产自己需要的矩阵。
年轻，热情，有钱的中国“二线”芯片制造商，例如SOI（Silicon Optronics，Inc.）等，正在争夺老品牌。 。 但是无论如何，在这一领域并不排除新参与者的出现和斗争的加剧，因为按照现代标准建立CMOS传感器的生产并不是太困难。
海康威视（Hikvision）或
大华（Dahua）等全球主要品牌通常更喜欢与一线矩阵制造商或他们自己的公司合作。 当地人的行为有所不同。 例如，即使在低成本相机中，
Tecsar也会使用安森美半导体，Omnivision和Sony享有良好声誉的矩阵。 在其他“受欢迎”品牌中，例如，
Berger ，SOI传感器等被广泛代表。
如何制作数码相机矩阵CMOS领导者CMOS技术可将电子组件（电容器，晶体管）直接放置在光敏矩阵的每个像素中。
像素结构和CMOS矩阵
这减少了光敏元件的可用面积并降低了灵敏度，加上有源元件增加了矩阵的固有噪声水平。 但是，该技术使您可以直接在矩阵中将光敏元件的电荷转换为电信号，并且更快地生成数字图像信号，这对于摄像机至关重要。 这就是为什么CMOS更适合需要快速更改帧的CCTV摄像机的原因。
CCD和CMOS矩阵的工作原理另外，随机读取CMOS矩阵单元的能力使“实时”改变接收视频的质量和比特率成为可能，而这对于CCD是不可能的。 CMOS解决方案的功耗更低，这对于紧凑型监控摄像机也很重要。
让颜色为了获得彩色图像，矩阵将光通量分解为其组成颜色：红色，绿色和蓝色。 为此，使用适当的过滤器。 不同的制造商会改变不同颜色的感光元件的位置和数量，但是其本质没有改变。
在感光基质上成像的原理：
P-感光元件
T-电子零件
佳能的这段视频也可以查看相机的CMOS传感器的布置和工作方式：
所有制造商的CMOS矩阵均基于上述通用原理，仅在硅的实现细节上有所不同。 例如，为了追求低成本和超额利润，芯片制造商试图生产尽可能小的矩阵。 回报是不可避免的...
为什么大才是好矩阵的大小（或换句话说格式）通常以对角线以英寸为单位，并以小数形式表示，例如1/4“，1/3”，2/3“，1/2英寸等。
选择最佳矩阵的第一条规则非常简单：像素数（分辨率）相同时，传感器的物理尺寸越大越好。 较大的矩阵具有较大的像素，这意味着它将捕获更多的光。 较大矩阵的像素间隔较小，这意味着较少的干扰和较低的杂散噪声，这直接影响所得图像的质量。 最后，当使用相同焦距的镜头时，更大的矩阵可以让您获得更大的视角！
用于CCTV摄像机的ON半导体光敏传感器
安装在摄像机板上的感光传感器遗憾的是，由于阵列本身以及用于它们的镜头的高成本，现在实际上已不使用大容量监视摄像机中的大幅面阵列，因为镜头本身应具有更大的镜头，并因此具有更大的尺寸和成本。 如今，安装的摄像机主要是矩阵尺寸为1/2“ -1/4”（最小的）。 在选择摄像机时，您需要清楚地了解到，购买具有1/4“ SOI矩阵的超低成本型号以及带有可疑透明性的塑料透镜的微型透镜，您将无法创建质量合格的视频监控系统，在该系统上可以清晰地区分所捕获事件的细微差别，尤其是在弱光条件下拍摄时。
先验地选择Sony 1 / 2.8“摄像机尺寸的摄像机将为您带来更好的视频质量，带有这种矩阵的摄像机已经可以在专业视频监控系统中使用。这样的摄像机的灵敏度显然会更高，从而可以在低照度下更好地拍摄照明：在恶劣的天气，黄昏，在黑暗的房间等情况下，随着相同矩阵尺寸下分辨率的提高，光敏性降低，因此在选择时也需要考虑这一点。 旋转后门，选择比低灵敏度矩阵的超高分辨率相机分辨率更低，灵敏度更高的矩阵是有意义的，在该矩阵上，由于噪声而无法清晰地区分。
光敏性基质的光敏性决定了其在低环境光条件下运行的可能性。 从物理学的角度来看，这看起来很平庸：光能越少，无法通过矩阵获得图像，其光敏性就越高。 但是！ 老实说，追求高灵敏度是不值得的。 事实是，现代CCTV摄像机可以安全地切换到日/夜模式，但照明度会降低，从而将矩阵转换为具有更高灵敏度的黑白图像。 另外，自动包含红外照明使相机即使在完全黑暗的情况下也能完美拍摄。 例如，在没有窗户且照明关闭的封闭房间中，甚至没有任何关于某种外部照明水平的信息。 对于没有红外照明的摄像机，光敏性仍然至关重要，但是在现代视频监控中使用它们几乎是一个坏主意。 当然，尽管没有背光的车身模型仍在销售。
不同制造商的矩阵比较通常，规则是这样的：照明度越高，矩阵越好，相机将相应地拍摄。 因此，即使它们具有良好的灵敏度，也不建议将其放置在黑暗的角落和缝隙中。 请记住，相机矩阵的规格通常表示可以捕获至少一些图像时的最低照明水平。 但是没有人保证这种图像将至少具有可接受的质量！ 在100％的情况下，它会令人恶心，几乎无法在上面拆卸。 为了获得至少令人满意的效果，建议在照明时拍摄的距离至少是矩阵可接受的最小值的10到20倍。
制造商提出了许多技术解决方案，以提高CMOS矩阵的灵敏度并减少图像捕获期间的光损耗。 为此，基本上使用一种原理：使光敏元件尽可能靠近收集光的矩阵的微透镜。 索尼首先推出了Exmor技术，该技术减少了穿过矩阵的光路：
然后，先进的制造商一致同意改用背照式矩阵，这不仅可以缩短光通过矩阵的路径，而且可以通过将其放置在单元中的其他电子元件上来增大感光层的可用面积：
背光技术使相机具有最大的灵敏度。 因此，得出结论-“ ceteris paribus”，购买带背光矩阵的摄像机要比不带背光矩阵的摄像机好。
为了在低光照条件下为低灵敏度低成本矩阵改善图像质量，相机制造商可以使用各种技巧。 例如，“慢快门”模式，或更简单地说，是慢快门速度模式。 但是，在此模式下通过矩阵固定图像时已经在移动物体的轮廓上出现了``污迹''，这使我们无法谈论一点高质量的视频拍摄，因此，在细节很重要的安全视频监视中，这种方法是完全不可接受的。
Starlight技术的出现是图像质量方面的绝对突破，该技术于2012年首次在Bosch相机中引入。 由于基质的巨大光敏性（约0.0001-0.001 lux）和非常有效的降噪技术的结合，这项技术使得在低光照条件下甚至在夜间从摄像机获得高质量的彩色图像成为可能。
传统的克服弱光的方法-使用IR照明-只能在单色模式（灰色阴影）下获得清晰的图像，而采用星光技术的相机可让您获得具有更多信息的彩色图片。 特别是在弱光条件下，采用星光技术的闭路电视系统可以轻松区分汽车，衣服和其他重要标志的颜色。
这是运行中的Starlight技术的演示：
总结选择监视摄像机时，请务必注意矩阵的特性，而不仅仅是分辨率。 实际上，图像质量以及相机的实用性将在很大程度上取决于此。 首先，您应注意矩阵的可靠品牌，尺寸和分辨率，光敏性仅对缺少红外照明的相机很重要。
我强烈建议您使用带有矩阵的相机，通过该相机可以找到具有详细信息的理智的数据表，而不是buying着猪。 例如，您可以轻松找到ON Semiconductor，Omnivision或Sony矩阵的规格。 但是下午用灯笼找不到SOI矩阵的详细特征。 怀疑制造商有东西要隐藏...
但是总的结果是：在视频监控设备中无条件赢得CMOS矩阵，并且在不久的将来不会放弃任何竞争技术。