Przetworniki kamer IP

Kamery megapik­selowe, wymagają z reguły dobrych warunków świetlnych, żeby zapre­zen­tować najwyższą jakość. Nowy przetwornik SONY Exmor[1] od firmy SONY, w który VIVOTEK wyposażył kamerę IP8151, świetnie radzi sobie również przy słabym oświe­tleniu.

Standardowe przetworniki megapik­selowe, mają taki sam rozmiar jak zwykły przetwornik VGA CMOS, skupiając większą ilość pikseli w tym samym obszarze i w ten sposób podnosząc jakość przeka­zy­wanego obrazu. Wadą takiego rozwią­zania jest to, że zmiana czułości na światło, podnosi wartość dB stosunku sygnału do szumów. Dosłownie oznacza to, że klasyczny przetwornik CMOS wytwarza większą ilość szumów przy niskim świetle, gwałtownie obniżając przez to jakość rejestro­wanego obrazu. Przetwornik Exmor charak­te­ryzuje się większą czułością na światło oraz znacznie mniejszą liczbą szumów, genero­wanych przy słabym oświe­tleniu.
1. Techno­logia przetwornika
Przełomowa techno­logia przetwor­ników Exmor, (Column-Parallel A/D Conversion Technique), polegająca na zmianie sygnału analo­gowego na cyfrowy każdej kolumny chipu, przy dużej prędkości przetwa­rzania, pozwala na działanie z wydaj­nością zbliżoną lub nawet przewyż­szającą wydajność przetwor­ników CCD, zacho­wując przy tym wszystkie zalety przetwornika CMOS. Dzięki tej konfi­gu­racji, kamera VIVOTEK zapew­niają wysoką czułość przy bardzo niskim współ­czynniku szumów.
Jak widać na rysunku poniżej, w przetworniku CMOS znajduje się kolejno mikro-obiektyw, filtr koloru, obiektyw wewnętrzny odpowie­dzialny za groma­dzenie światła, za nim warstwa zapisu oraz fotodioda. Gdy światło przechodzi przez mikro obiektyw, filtr kolorów i wewnętrzny obiektyw, dociera do fotodiody, gdzie obraz konwer­towany jest na cyfrowy. Pomiędzy wewnętrznym obiek­tywem i fotodiodą znajduje się warstwa zapisu. Jeśli ta warstwa jest zbyt cienka, powstrzymuje groma­dzenie fotonów przez co czułość światła spada. Z drugiej strony użycie miedzianego okablo­wania celem zwięk­szenia warstwy zapisu,  pozwala na efektyw­niejsze groma­dzenie światła.

 

A) struktura trans­for­macji sygnału w przetworniku CMOS.

2. Redukcja szumów

Wysoka jakość obrazu wideo to nie tylko przetwornik, ale również techno­logia przetwa­rzania sygnału wideo. VIVOTEK postarał się dobrać wszelkie kompo­nenty w taki sposób, by urządzenia osiągały jak najwyższą wydajność.
Sygnał świetlny jest zmieniany w sygnał elektryczny dzięki szeregowi fotodiod, a w następnej kolej­ności analogowy sygnał elektryczny jest konwer­towany na sygnał cyfrowy. Szum elektro­niczny wytwarza się podczas opisanego wyżej procesu. Dzięki nowej techno­logii konwersji A/D, kamery potrafią automa­tycznie redukować i likwi­dować powstały szum, diame­tralnie podnosząc jakość sygnału analo­gowego jeszcze przed zmianą w sygnał cyfrowy. Po konwersji szum ulega dalszej redukcji, w efekcie dając sygnał dosko­nałej jakości, praktycznie całko­wicie wolny od szumu.

B) przetwa­rzanie sygnału w standar­dowym przetworniku CMOS.

C) przetwa­rzanie sygnału w przetworniku SONY Exmor.3. Aplikacja
Mimo, że dedykowane minimum dla kamer IP w sytuacjach, w których niezbędne jest odczy­tanie lub zobaczenie detali to 40 pikseli na stopę, w nocy wartość wymagana wynosi 120 pikseli. Dzięki zaawan­so­wanej funkcjo­nal­ności przetwornika, kamery doskonale radzą sobie nocą już przy 95 pikselach, a co za tym idzie przetwornik 1,3 megapiksela w wersji SUPREME, doskonale nadaje się do szcze­gó­łowej obser­wacji nocą. Urządzenia znajdują ciekawe zasto­so­wanie również w miejscach słabo oświe­tlonych, takich jak dyskoteki czy kasyna.
Dokła­dając do tego kompresję H.264, otrzy­mujemy jedno z najbar­dziej funkcjo­nalnych rozwiązań na rynku. Niezwykła jakość nocą już przy rozdziel­czości 1,3 megapiksela, a przy tym niskie wymagania przepu­sto­wości łącza.