Тип матрицы для камер видеонаблюдения – обзор популярных разновидностей и помощь в выборе

Что такое матрица и зачем она используется в камерах видеонаблюдения?

Существует заблуждение, что для получения качественного изображения в системе видеонаблюдения достаточно выбрать камеру с большим количеством мегапикселей и оснастить её хорошим процессором для оцифровки. На самом же деле, если матрица камеры низкого качества, то даже самая лучшая система обработки не сможет улучшить качество конечного изображения. А дело тут в том, что главной задачей матрицы как раз и является формирование изображения, которое фокусируется на ней при помощи объектива.

Основные типы матриц

Современные камеры видеонаблюдения во всём своём многообразии моделей не обладают особо широким ассортиментом матриц, на текущий момент их всего два вида:

• CMOS (КМОП) — Complementary Metal-Oxide Semiconductor
• CCD (ПЗС) — Charged Coupled Device

Главным отличием этих матриц является способ преобразования и конечный результат после выполненной работы. Если упустить весь процесс преобразования и сфокусироваться на конечном результате, то получается, что CCD-матрица — преобразует получаемые пиксели в аналоговый сигнал, а CMOS-матрица в цифровую информацию.

К характерным преимуществам CCD матриц относится отличная светочувствительность, цветопередача и низкий уровень шумов, но такие матрицы уже практически не применяются в видеонаблюдении по причине медлительности, которая становится преградой обеспечения быстрой работы современных видеокамер при высоком разрешении. Что касаемо классических CMOS матриц без модификаций, то они, наоборот, имеют немного худшие показатели качества, но компенсируют это своей быстротой и принципом формирования сигала, что и является основным критерием, за который эти матрицы используются практически в каждой камере видеонаблюдения.

Разновидности CMOS матриц в зависимости от производителя

Помимо классического понимания технологии работы и производства CMOS матриц существуют также модифицированные решения от конкретного производителя.

• Sony Exmor – в работе применяется аналогово/цифровое преобразование сигнала на кристалле с двухуровневым понижением шумов. Благодаря наличию «задней» подсветки и более компактному расположению основных элементов, формирующих сигнал, технология Exmor смогла значительно увеличить чувствительность и динамический диапазон CMOS решений, обогнав CCD-матрицы.

• STARVIS – ещё одна разработка компании SONY всё с той же задней подсветкой, в которой главной «фишкой» является возможность получения качественных снимков в ночное время. А всё благодаря наличию высокой чувствительности, которая намного превышает показатели человеческих глаз.
• Live-MOS – а это уже разработка команды Panasonic, которую часто приписывают к совершенно новому типу матриц, но на деле это всё та же CMOS, но с некоторыми модификациями. Live-MOS / NMOS матрица (Live MOS sensor) – сконструирована на CMOS-технологии и наделена возможностями просмотра изображения в режиме реального времени. Благодаря более тонкой и компактной структуре слоя датчиков такая матрица обладает хорошим качеством на заниженном напряжении питания, которое уменьшает шум и нагрев матрицы.
• Starlight, Lightfinder, DarkFighter, ColorVu – данные разновидности технологий призваны обеспечивать улучшение цветопередачи изображения в тёмное время суток.

Дополнительные характеристики матриц

Отойдя от выбора разновидности, следует затронуть тему дополнительных характеристик матрицы, влияющих на формирование качественного изображения.

Размер (формат) – характеристика, описывающая физический размер матрицы. Чем выше размер матрицы, тем соответственно больше света может на неё попасть, что увеличивает качество изображения в тёмное время суток. К примеру, для уличных камер видеонаблюдения, где отсутствует хороший источник внешнего освещения, применяют матрицы размером начиная от 1/2.8″, 1/2.7″ и более, когда для помещений со стабильным освещением вполне достаточно и 1/3″.

Разрешение – широко известное и популярное количество мегапикселей, по которому неопытные люди зачастую и приобретают камеры. На деле же данная характеристика отвечает только за размер кадра и максимальное количество деталей фокусируемых матрицей для дальнейшего сохранения. Более того, решения со слишком высоким разрешением обладают меньшей светочувствительностью и как правило потребляют много ресурсов как в техническом плане (обработка и хранение информации), так и в материальном (ощутимая переплата по причине дороговизны элементов).

Развёртка – существует два типа: чересстрочная и прогрессивная. Первая является устаревшим решением периода телевизионного вещания в формате (PAL, NTSC), имеет довольно низкое качество передачи сигнала, что оправдывается уменьшенными требованиями к параметрам полосы частот для передачи данных по сравнению с прогрессивной развёрткой. На данный момент чересстрочные решения практически нигде не используется, но, если такая камера и найдётся, лучше отказаться от данного предложения в угоду современной «прогрессивной» развёртки.

Соотношение сторон кадра – здесь всё просто, так как большинство современных мониторов обладают типом разрешения 16:9 то и соотношение сторон матрицы следует подбирать в таком же формате во избежание дальнейших конфликтов и искажения картинки.