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.

Tagged under: