موضوع مهمی که درباره‌ی حسگر تصویر دوربین مداربسته هایک ویژن باید بدانیم این است که این فناوری چگونه کار می‌کند. در هنگام ضبط تصویر توسط دوربین‌های شبکه، نور از طریق عدسی عبور کرده و بر روی حسگر تصویر متمرکز می‌شود. حسگر تصویر شامل عناصر تصویر، معروف به پیکسل‌هاست که مقدار نوری که بر روی آن‌ها تابیده می‌شود را ثبت می‌کنند. آن‌ها مقدار دریافتی نور را به تعداد متناظری از الکترون‌ها تبدیل می‌کنند. هر چه نور قوی‌تر باشد، الکترون‌های بیشتری تولید می‌شوند. الکترون‌ها به ولتاژ تبدیل می‌شوند و سپس از طریق یک مبدل A/D به اعداد تبدیل می‌شوند. سیگنال متشکل از اعداد توسط مدارهای الکترونیکی درون دوربین پردازش می‌شود.
در حال حاضر، دو فناوری اصلی وجود دارد که می‌توان برای حسگر تصویر در یک دوربین استفاده کرد: یعنی CCD (دستگاه‌های جفت‌شده‌ی شارژ) و CMOS (نیمه‌رسانای فلز-اکسید تکمیلی). طراحی و نقاط قوت و ضعف مختلف آن‌ها در بخش‌های زیر توضیح داده خواهد شد.
تکنولوژی‌های اصلی حسگر تصویر دوربین مداربسته هایک ویژن
دستگاه‌های جفت‌شده‌ی شارژ (CCD): در یک حسگر CCD نور (شارژ) که بر روی پیکسل‌های حسگر می‌افتد، از طریق یک نود خروجی یا تنها چند نود خروجی به تراشه منتقل می‌شود. شارژها به سطوح ولتاژ تبدیل شده، بافر شده، و به عنوان یک سیگنال آنالوگ ارسال می‌شوند. سپس این سیگنال تقویت شده و با استفاده از یک مبدل A/D خارج از حسگر به اعداد تبدیل می‌شود.
این نوع از تکنولوژی حسگر تصویر دوربین مداربسته به طور خاص برای استفاده در دوربین‌ها توسعه یافته است و حسگرهای CCD بیش از ۳۰ سال استفاده شده‌اند. در سال‌های اخیر، تفاوت‌های آن‌ها نسبت به حسگرهای CMOS بی‌نیاز شده و معایبی از جمله حساسیت به نور بهتر و کمتر بودن نویز دیگر وجود ندارند. اما معایب حسگرهای CCD شامل وجود قطعات آنالوگ نیازمند مدارهای الکترونیکی بیشتر خارج از حسگر، قیمت بالاتر برای تولید و مصرف تا ۱۰۰ برابر بیشتر از حسگرهای CMOS است.
افزایش مصرف انرژی می‌تواند منجر به مشکلات حرارتی در دوربین شود که نه تنها کیفیت تصویر را تحت تاثیر منفی قرار می‌دهد، بلکه هزینه و تاثیرات زیست محیطی محصول را نیز افزایش می‌دهد.
تکنولوژی نیمه‌رسانای فلز-اکسید تکمیلی (CMOS): چیپ‌های CMOS از پیش از این برای اهداف تصویربرداری استفاده می‌شدند، اما کیفیت تصویر آن‌ها به دلیل حساسیت نور پایین آن‌ها پایین بود. در حال حاضر، حسگرهای CMOS از یک فناوری اختصاصی بیشتر استفاده می‌کنند و کیفیت و حساسیت نور حسگرها در سال‌های اخیر به سرعت افزایش یافته است. چیپ‌های CMOS دارای چندین مزیت هستند. برخلاف حسگر CCD، چیپ CMOS شامل تقویت‌کننده‌ها و مبدل‌های A/D است که هزینه دوربین‌ها را کاهش می‌دهد، زیرا تمامی منطق‌های مورد نیاز برای تولید تصویر را شامل می‌شود.
هر پیکسل CMOS الکترونیک تبدیل را دارد. در مقابل حسگرهای CCD، حسگرهای CMOS امکانات یکپارچه‌سازی بهتر و توابع بیشتری دارند. با این حال، این افزودن مدارهای داخل چیپ ممکن است منجر به ایجاد نویز‌های ساختاری مانند خطوط و الگوهای دیگر شود. حسگرهای CMOS همچنین دارای خروجی سریع‌تر، مصرف انرژی کمتر، مقاومت بیشتر نسبت به نویز، و اندازه سیستم کوچکتر هستند. کالیبره کردن یک حسگر CMOS در فرآیند تولید، اگر نیاز باشد، ممکن است مشکل‌تر از کالیبره کردن یک حسگر CCD باشد. اما توسعه فناوری حالا حسگرهای CMOS را آسان‌تر قابل کالیبره کردن کرده و برخی از آن‌ها در حال حاضر حتی خودکالیبره هستند.
سنسورهای HDTV و مگاپیکسل
تکنولوژی مگاپیکسل و HDTV به دوربین‌های شبکه امکان ارائه تصاویر ویدیویی با رزولوشن بالاتر نسبت به دوربین‌های آنالوگ CCTV را می‌دهد، یعنی این تکنولوژی امکان مشاهده جزئیات و شناسایی افراد و اشیاء را بهبود می‌بخشد – یک ملاحظه کلیدی در برنامه‌های نظارت ویدیویی.
یک دوربین شبکه مگاپیکسل یا HDTV حداقل دو برابر رزولوشن بالاتری نسبت به یک دوربین معمولی آنالوگ CCTV ارائه می‌دهد. حسگرهای مگاپیکسل کامپوننت‌های کلیدی در دوربین‌های HDTV، مگاپیکسل و چند مگاپیکسلی هستند و می‌توانند برای ارائه تصاویر بسیار دقیق و استریم چند منظره استفاده شوند.
حسگرهای CMOS مگاپیکسل به طور کلی در دسترس‌تر و به طور کلی ارزان‌تر از حسگرهای CCD مگاپیکسل هستند – حتی اگر مثال‌های زیادی از حسگرهای CMOS بسیار گران قیمت وجود داشته باشد. ساخت حسگر CCD مگاپیکسل سریع دشوار است، که البته یک معایب است و باعث می‌شود ساخت دوربین چند مگاپیکسل با استفاده از تکنولوژی CCD دشوار شود.
تفاوت‌های اصلی تکنولوژی‌های حسگر تصویر دوربین مداربسته هایک ویژن
یک حسگر CMOS شامل تقویت‌کننده‌ها، مبدل‌های A/D و اغلب مدارهای برای پردازش اضافی است، در حالی که در دوربین با حسگر CCD، بسیاری از عملکردهای پردازش سیگنال خارج از حسگر انجام می‌شود.
حسگرهای CMOS مصرف انرژی کمتری نسبت به حسگرهای تصویر CCD دارند که به معنای این است که دمای داخل دوربین می‌تواند پایین‌تر نگه داشته شود. مشکلات حرارتی با حسگرهای CCD می‌تواند تداخل را افزایش دهد، اما از طرف دیگر، حسگرهای CMOS ممکن است از نویز‌های ساختاری بیشتری رنج ببرند.
یک حسگر CMOS امکان «ویندوینگ» و استریمینگ چندمنظوره را فراهم می‌کند که با حسگر CCD امکان انجام آن وجود ندارد. یک حسگر CCD به طور کلی دارای یک تبدیل شارژ به ولتاژ برای هر حسگر است، در حالی که یک حسگر CMOS یک تبدیل برای هر پیکسل دارد. خواندن سریع‌تر از یک حسگر CMOS باعث می‌شود استفاده از آن برای دوربین‌های چند مگاپیکسلی آسان‌تر باشد.
پیشرفت‌های فناوری اخیر تفاوت در حساسیت نوری بین یک حسگر CCD و CMOS در یک نقطه قیمتی را از بین برده است.
نتیجه‌گیری
حسگرهای CCD و CMOS مزایای مختلفی دارند، اما فناوری به سرعت در حال تکامل است و وضعیت به طور مداوم تغییر می‌کند. بنابراین، بهترین استراتژی برای یک سازنده دوربین مداربسته ارزیابی و آزمایش مداوم حسگرها برای هر دوربینی است که توسعه می‌یابد.
این پرسش که آیا یک حسگر انتخاب‌شده بر پایه فناوری CCD یا CMOS است، اهمیت چندانی ندارد. تنها تمرکز بر این است که آیا حسگر می‌تواند برای ساخت یک دوربین شبکه استفاده شود که کیفیت تصویر مورد نیاز را ارائه دهد و الزامات نظارت ویدیویی مشتری را ارضا کند. اگر نیاز به راهنمایی و مشورت دارید می‌توانید از مشاوره‌ی رایگان می‌توانید با 87700506-021 تماس حاصل فرمایید.