سنسور یا پردازنده تصویر دوربین مداربسته، قادر خواهد بود نور را به لنز دوربین امنیتی برساند و آن را به سیگنال الکترونیکی تبدیل نماید. در نتیجه این روند، شما می توانید به تصاویر و یا فیلم های دوربین های امنیتی IP خود دسترسی پیدا کنید. در واقع، پردازنده تصویر دوربین مداربسته شامل عناصر تصویری می باشد که پیکسل، نامیده می شوند. میزان نوری که بر روی سنسور می افتد، بر اساس تعداد الکترون بیان می شود. هرچه تصویر روشن تر باشد،الکترون بیشتری تولید می شود. سپس این الکترون ها با استفاده از مبدل A / D، تبدیل به ولتاژ شده و سیگنال ایجاد شده، توسط مدارهای الکترونیکی که داخل دوربین قرار دارند، پردازش می شود.

دو فناوری اصلی، وجود دارد که می تواند به عنوان سنسور تصویر در یک دوربین استفاده شوند. این دو تکنولوژی عبارتند از CCD (Charge-coupled Device) و CMOS (Complementary Metal-oxide Semiconductor).

فیلترینگ رنگ

سنسور تصویر دوربین مداربسته، میزان نور را از روشن به تاریک بدون هیچ اطلاعات رنگی ثبت می کند. از آنجایی که حسگرهای CMOS و CCD قابلیت تشخیص رنگ ندارند، یک فیلتر در مقابل سنسور قرار می دهند تا حسگر مربوطه، رنگی را برای هر پیکسل اختصاص دهد. دو روش رایج در این زمینه، RGB (Red, Green, and Blue) و CMYG (Cyan, Magenta, Yellow, and Green) هستند. قرمز، سبز و آبی سه رنگ اصلی هستند و در صورت ترکیب شدن، بیشتر رنگ های قابل مشاهده برای چشم انسان را تولید می کنند.

همان گونه که در شکل زیر دیده می شود، Bayer ردیف های متناوب از فیلترهای قرمز سبز و سبز آبی بوده و رایج ترین فیلتر رنگ RGB می باشد. از آن جا که چشم انسان نسبت به عنصر رنگ سبز حساس تر است، رنگ آرایه Bayer، دارای دو برابر فیلترهای رنگ سبز است.

یکی دیگر از روش های فیلتر کردن یا ثبت رنگ، استفاده از رنگ های تکمیلی فیروزه ای، ارغوانی و زرد است. سیستم CMYG به علت فرکانس طیفی گسترده تر، عموما سیگنال هایی با پیکسل بالاتر تولید می کند.

پردازنده تصویر دوربین مداربسته

آرایه رنگ CMYG، اغلب در سنسورهای تصویری CCD استفاده می شود، در حالی که سیستم RGB عمدتا در سنسورهای تصویر اسکن پیشرفته، استفاده می شود.

پردازنده تصویر دوربین مداربسته

تکنولوژی CCD

در سنسورهای CCD، نوری که در پیکسل سنسور قرار می گیرد از طریق یک Chip در طول یک نود خروجی یا چند نود خروجی منتقل می شود. این نورها تبدیل به ولتاژ، بافر شده و به صورت یک سیگنال آنالوگ فرستاده می شود. این سیگنال تقویت شده و سپس با استفاده از یک مبدل A/D به سیگنال دیجیتال تبدیل می شود. فناوری CCD تنها به منظور استفاده در دوربین ها شکل گرفته است و از قدمت ساخت آنها بیش از 33 سال می گذرد. سنسورهای CCD در مقایسه با CMOS فوایدی چون حساسیت نور بیشتر و نویز کمتر در زمان های گذشته داشته اند. در سال های اخیر این تفاوت ها از بین رفته است.

پردازنده تصویر دوربین مداربسته

یکی از معایب سنسورهای CCD استفاده از قطعات آنالوگ می باشد که نیازمند شدت جریان الکتریکی زیاد در بیرون از مدار می باشد. تولید پر هزینه و مصرف برق 100 برابر بیشتر از CMOS از دیگر معایب آن می باشد. مصرف برق زیاد منجر به ایجاد گرما در دوربین می شود که این گرما نه تنها روی کیفیت دوربین تاثیر منفی می گذارد بلکه باعث افزایش قیمت دوربین و اثرات زیست محیطی منفی می گردد.

شکل زیر تصویر یک سنسور CCD را نشان می دهد که بر روی برد سوار شده است.

تکنولوژی CMOS

در گذشته chip سنسور CMOS برای مقاصد تصویر برداری استفاده می شد اما به علت پایین بودن حساسیت نور، کیفیت تصویر پایین بود.در سنسور های مدرن CMOS از تکنولوژی های ویژه استفاده می شود و حساسیت به نور و کیفیت آن مرتبا در حال افزایش است.

CMOS ها بر خلاف CCD چندین فایده دارند. CMOS ها شامل تقویت کننده و مبدل های A/D هستند که وجود این ها باعث کاهش قیمت دوربین مداربسته می شود.

سنسورهای CMOS سرعت بازخوانی بالاتر، مصرف برق کمتر، مقاوت بالا در برابر نویز و سایز کوچک را دارا هستند.

پردازنده تصویر دوربین مداربسته

کالیبره کردن سنسور های CMOS در حین ساخت بسیار سخت تر از کالیبره کردن سنسور CCD می باشد. اما توسعه تکنولوژی منجر به ساده تر شدن کالیبراسیون سنسور CMOS می گردد حتی برخی از این سنسورها self-calibrating می باشند.

شکل زیر تصویر یک سنسور CMOS را نشان می دهد که بر روی برد سوار شده است.

پردازنده تصویر دوربین مداربسته

پردازنده تصویر HD یا مگاپیکسل

تکنولوژی مگاپیکسل و HDTV، دوربین های مداربسته تحت شبکه این امکان را فراهم می سازد تصاویر ویدئویی با وضوح بالاتر از دوربین های مدار بسته آنالوگ را ایجاد کنند.در نتیجه امکان مشاهده جزئیات و شناسایی افراد و اشیا در این نوع از تکنولوژی، امکان پذیر می شود و این یک اصل با اهمیت در برنامه های نظارت تصویری است. رزولوشن تصویر در یک دوربین مداربسته مگاپیکسل یا HD، حداقل دو برابر بیش از دوربین مدار بسته آنالوگ و معمولی می باشد.

سنسور CMOS مگاپیکسل به طور گسترده ای در دسترس است و به طور کلی ارزان تر از سنسور مگاپیکسل CCD است.

اندازه اغلب سنسورها در دوربین های مگاپیکسل معمولا به اندازه سنسورهای VGA بوده و رزولوشن آن ها 480 × 640 پیکسل است. از آنجا که یک سنسور مگاپیکسلی تعداد پیکسل بیشتری از یک سنسور VGA دارد، بنابراین اندازه پیکسل در یک سنسور مگاپیکسل کوچکتر از سنسور VGA می شود. در نتیجه، یک سنسور مگاپیکسلی، کمتر از یک حسگر VGA نسبت به یک پیکسل حساس است، زیرا اندازه پیکسل کوچکتر بوده و نور منعکس شده از جسم، در بین تعداد پیکسل های بیشتری تقسیم می شود. با این حال، گسترش فناوری به سرعت در حال بهبود مگاپیکسل می باشد؛ سنسورها و عملکرد آن با توجه به حساسیت نور، به طور مداوم بهبود می یابد.

پردازنده تصویر دوربین مداربسته چیست؟