بررسی سنسورها در دوربین های آنالوگ و تحت شبکه

در صنعت CCTV بحث گسترده ای در زمینه دوربین های تحت شبکه ایجاد شده اما این موضوع باعث نشده که دوربین های آنالوگ ، دوربین هایی از رده خارج محسوب شوند.در حالیکه دوربین مجهز به IP یا همان دوربین های تحت شبکه به سادگی امکان انتقال تصاویر با کیفیت در حد مگاپیکسل را دارا هستند ، دوربین های آنالوگ نیز با کارایی بالا ، هزینه های کمتر و قابلیت اطمینان بالاتر بازار خود را حفظ کرده اند.قبل از تصمیم راجع به انتخاب سیستم های آنالوگ یا دیجیتال توصیه می شود که نحوه ی عملکرد هریک از سیستم ها را بدانید. تفاوت در تکنولوژی و روش انتقال داده هریک از این سیستم ها برای ارائه یک طرح با کارایی بهینه ، بسیار حایز اهمیت است.در ابتدا دوربین های آنالوگ و تحت شبکه ، بیش از آنکه متفاوت به نظر برسند ، شبیه به هم تلقی می شوند.هر دو دوربین از سنسورهای تصویر آنالوگ استفاده می کنند که هم می تواند سنسور Charged Coupled Device) CCD ) و هم می تواند سنسور CMOSباشد. (Complementary Metal Oxide Semiconductor)دوربین های آنالوگدر واقع تمامی دوربین های آنالوگ از سنسورهای CCD استفاده میکنند. سیگنالهای آنالوگ دریافت شده از سنسورها ، توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال به سیگنال های دیجیتال تبدیل می شوند و پردازش بیشتر توسط مدارات دیجیتالی روی شبکه (DSP ) انجام می شود.در دوربین های آنالوگ تصاویر سپس توسط مبدل دیچیتال به آنالوگ تبدیل می شود تا به مانیتور ویدئویی و یا دستگاه ضبط ویدئویی دیجیتال ( DVR ) انتقال یابد که تصاویر در این دستگاه رمزگذاری و ذخیره می شود.دوربین های تحت شبکهدوربین های تحت شبکه امکان استفاده از هر دو سنسور CCD و CMOS را دارند. در این دوربین ها تصاویر فشرده می شوند و از طریق پروتکل IP انتقال پیدا می کنند و یا بر روی دوربین و یا دستگاه ضبط ویدئو شبکه (NVR) ذخیره می شوند.دوربین تحت شبکهدر این مرحله به نظر می رسد که تفاوت این دو دوربین ناچیز است. در ابتدا تفاوت در مرحله فشرده شدن ویدئو و وسیله مورد استفاده می باشد. در حالیکه تفاوت های کیفی قابل توجهی بین سنسورهای CCD و CMOS وجود دارد و نتایج نشان دهنده این است که کیفیت تصویری CCD بیش از CMOS می باشد.سنسورهای CCD شامل میلیون ها جز تصویری مستقل به نام پیکسل هستند که هر پیکسل شامل یک خازن و یک جز حساس به نور می باشد. خازن شارژ متناسب با نوری که در سطح پیکسل مورد نیاز است را تامین می کند که سپس به مداری انتقال داده می شود که شارژ را به ولتاژ و رقم تبدیل می کند.سنسور CMOS تشکیل شده از آرایه ای از پیکسل هاست که خازنی برای ذخیره شارژ برای هر پیکسل ندارد. ردیف های متشکل از پیکسل ها به صورت متوالی فعال می شوند و مقدار نور موجود در سطح پیکسل ها به طور مستقیم به ولتاژ تبدیل و خوانده می شود.نگرانی ویژه برای دوربین های نظارتی ، کیفیت تصویر در طول مسیر طیف نوری می باشد. از این جنبه که سنسورهای CMOS نسبت به سنسورهای CCD نقاط ضعف قابل توجهی دارند ، به طور مثال تکنولوژی CMOS کیفیت نور پایین تری دارد و در شرایطی که به نور پس زمینه قوی نیاز داشته باشیم ، عملکرد خوبی ندارد و در شرایط کم نور مستعد افزایش پارازیت و سایه می باشد.برای جلوگیری از این مشکلات یک تکنولوژی جدیدتر با نام Wide Dynamic Range ) WDR ) به بازار آمد. دوربین های WDR هر فریم را دوبار اسکن می کردند ، مرتبه اول با یک سنسور کند و مرتبه دوم با یک سنسور سریع ، سپس هر دو فریم پیکسل به پیکسل پردازش می شدند و نتیجه حاصل از این پردازش یک فریم خروجی بود. تکنولوژی WDR در شرایطی با پس زمینه روشن و کم نور ، تصاویری واضح با اختلال کمتر و با کنتراست بهتر تولید می کرد. این روزها از این تکنولوژی برای دوربین های تحت شبکه با مگاپیکسل بالا استفاده نمی شود.Wide Dynamic Rangeنگرانی دیگر برای عملکرد دوربین های نظارتی ، تحریف ویدئو است که در نتیجه حرکت حاصل می شود. در این زمینه نیز باز سنسورهای CCD بهتر از دوربینهای CMOS عمل می کنند که این مسئله به استفاده متفاوت این دو تکنولوژی از شاترینگ مربوط می شود.شاترینگ به عملکردی که دوربین ویدئویی با آن نور را به سنسور می رساند ، اطلاق می شود. مدل CCD تمامی سنسورهایش را در لحظه قادر میسازد تا از کل فریم عکس بگیرند. خروجی هر پیکسل در خازن خودش ذخیره می شود و قبل از گرفتن عکس مجدد از فریم قبلی ، خوانده می شود که این روش Global Shutter نامیده می شود.درمدل CMOS نوع عملکرد ، براساس کمبود شارژ ذخیره شده در سنسورها می باشد که اطلاعات پیکسل ها به صورت ردیفی ، از پیکسل های بالا تا پایین در لحظه ، ثبت می شوند. این روش Rolling Shutter نامیده می شود.به این دلیل که سنسورهای CMOS در یک فریم ، حرکتهای مختلفی را در میلی ثانیه های مختلف می خوانند ، فریم های یک تصویر به صورت اریب و نامتناسب و گاهی به صورت ناقص نمایش داده میشوند.مجله نگاه هوشمند