Что выбрать - камеры видеонаблюдения на базе ПЗС или КМОП?

Image may be NSFW.
Clik here to view.

31.10.12

При изготовлении сетевых телекамер обычно делают выбор из двух возможных технологий формирователей сигнала изображения: ПЗС и КМОП. ПЗС и КМОП являются критически важными компонентами, действующими в роли «цифровой пленки» телекамеры. Настоящая статья поможет пользователям лучше понять различия между двумя типами фотоэлектронных преобразователей, с тем, чтобы они могли правильно подобрать телекамеру для конкретной области применения.

Image may be NSFW.
Clik here to view. Image may be NSFW.
Clik here to view.

ПЗС

Акроним ПЗС сформирован из первых букв словосочетания «Прибор с зарядовой связью» и представляет собой технологию, которая уже достаточно долгое время применяется при производстве видео- и телекамер. Большинство современных высококачественных видеокамер имеют формирователь сигнала изображения на ПЗС.

Преимущества фотоприемника ПЗС включают...

• Улучшенную световую чувствительность: возможность получения изображения достаточно хорошего качества даже в условиях низкой освещенности.
• Улучшенную цветопередачу и четкость изображения: в недавние годы появились формирователи изображения на КМОП -- с их появлением разрыв между двумя технологиями уменьшился, однако пока что ПЗС превосходят их по качеству и будут оставаться предпочтительными для выбора в ближайшие несколько лет.
• Высокий уровень и постоянство качества изображения: обычно отклонения между двумя ПЗС одной и той же модели являются минимальными.
• Низкий фоновый шум: ПЗС производит меньший фоновый шум, чем формирователь изображения на КМОП.

Среди недостатков технологии ПЗС можно перечислить следующие:

• Более высокая стоимость изготовления: процесс производства фотоприемников ПЗС является нестандартным, поэтому приборы отличаются более высокой ценой. Изготовление ПЗС-телекамер также является сложным и требует дополнительных компонентов.
• Когда на площадке, где производится съемка, находится слишком яркий объект, например, светильник или если она подвергается действию прямого солнечного света, то ПЗС может формировать расплывчатые изображения с вертикальными полосами ниже и выше объекта. Такое явление получило название ореола и размытости.

КМОП-технологии

КМОП-технология является стандартной технологией  -- той же самой, по которой изготавливаются почти все интегральные схемы, включая ИС памяти, микропроцессоры и многое другое. За счет этого данная технология является гораздо более доступной, чем ПЗС.

Среди характеристик КМОП можно перечислить следующие:

• Более низкая стоимость благодаря стандартному процессу изготовления и отсутствие потребности в специальных компонентах.
• В условиях низкой освещенности появляется шум с постоянным спектром. Об этом говорят маленькие точки и шумовые линии на изображении.
• Конструировать видеокамеру на базе КМОП легче, чем на базе ПЗС. КМОП-сенсоры позволяют выпускать видеокамеры малого размера.

Среди недостатков КМОП технологии можно назвать следующие:

• Низкая светочувствительность: для правильного функционирования КМОП-сенсор нуждается в достаточно ярком освещении.
• Более высокий коэффициент шума по сравнению с ПЗС.

Новая серия телекамер AXIS 206 основана на новейшей технологии КМОП-сенсоров. Фотоэлектронные преобразователи данной серии обеспечивают гораздо лучшее качество, чем их предшественники серии AXIS 205. Цвета намного приятнее, а светочувствительность почти такая же, как и на ПЗС.

Общим недостатком серий AXIS 205, AXIS 206M и AXIS 206W является то, что масштабирование изображения производится за счет простого уменьшения количества строк и пикселей. Это значит, что в то время как полноразмерное изображение (стандарт VGA, 640x480) является четким и ярким, оно может утратить часть графической информации при уменьшении масштаба до 320x240 или ниже. В продуктах AXIS 210/211, правильное масштабирование производится за счет того, что рядом расположенные пиксели интерполируются для создания более четкого изображения, что происходит благодаря применению передовой микросхемы сжатия изображения ARTPEC-2.

Вывод

Компания Axis рекомендует использовать ПЗС-телекамеры во всех ситуациях, когда важно получить высококачественное изображение при адекватной светочувствительности. Когда более важными факторами являются цена и размер телекамеры, устройства на базе КМОП будут предпочтительнее.

Кроме преимуществ с точки зрения технологии, есть ряд других выгодных сторон в использовании ПЗС-телекамер Axis вместо КМОП-телекамер. Микросхема ARTPEC-2, встроенная во все новые ПЗС-телекамеры, обеспечивает надлежащее масштабирование, а также другие функции компенсации изображения, которые отсутствуют в моделях низшего класса.

В долгосрочной перспективе, по мнению специалистов Axis, КМОП-технология приблизится к ПЗС с точки зрения качества изображения, и возможно в скором будущем мы будем иметь телекамеры высокого класса на КМОП.