Что выбрать -- телекамеры на базе ПЗС или КМОП? Рекомендации от Axis Communications

При изготовлении сетевых телекамер обычно делают выбор из двух возможных технологий формирователей сигнала изображения: ПЗС и КМОП. ПЗС и КМОП являются критически важными компонентами, действующими в роли "цифровой пленки" телекамеры. Настоящая статья поможет пользователям лучше понять различия между двумя типами фотоэлектронных преобразователей, с тем, чтобы они могли правильно подобрать телекамеру для конкретной области применения.

ПЗС

Акроним ПЗС сформирован из первых букв словосочетания "Прибор с зарядовой связью" и представляет собой технологию, которая уже достаточно долгое время применяется при производстве видео- и телекамер. Большинство современных высококачественных видеокамер имеют формирователь сигнала изображения на ПЗС.

Преимущества фотоприемника ПЗС включают...

• Улучшенную световую чувствительность: возможность получения изображения достаточно хорошего качества даже в условиях низкой освещенности.
• Улучшенную цветопередачу и четкость изображения: в недавние годы появились формирователи изображения на КМОП -- с их появлением разрыв между двумя технологиями уменьшился, однако пока что ПЗС превосходят их по качеству и будут оставаться предпочтительными для выбора в ближайшие несколько лет.
• Высокий уровень и постоянство качества изображения: обычно отклонения между двумя ПЗС одной и той же модели являются минимальными.
• Низкий фоновый шум: ПЗС производит меньший фоновый шум, чем формирователь изображения на КМОП.

Среди недостатков технологии ПЗС можно перечислить следующие:

• Более высокая стоимость изготовления: процесс производства фотоприемников ПЗС является нестандартным, поэтому приборы отличаются более высокой ценой. Изготовление ПЗС-телекамер также является сложным и требует дополнительных компонентов.
• Когда на площадке, где производится съемка, находится слишком яркий объект, например, светильник или если она подвергается действию прямого солнечного света, то ПЗС может формировать расплывчатые изображения с вертикальными полосами ниже и выше объекта. Такое явление получило название ореола и размытости.

КМОП-технологии

КМОП-технология является стандартной технологией  -- той же самой, по которой изготавливаются почти все интегральные схемы, включая ИС памяти, микропроцессоры и многое другое. За счет этого данная технология является гораздо более доступной, чем ПЗС.

Среди характеристик КМОП можно перечислить следующие:

• Более низкая стоимость благодаря стандартному процессу изготовления и отсутствие потребности в специальных компонентах.
• В условиях низкой освещенности появляется шум с постоянным спектром. Об этом говорят маленькие точки и шумовые линии на изображении.
• Конструировать видеокамеру на базе КМОП легче, чем на базе ПЗС. КМОП-сенсоры позволяют выпускать видеокамеры малого размера.

Среди недостатков КМОП технологии можно назвать следующие:

• Низкая светочувствительность: для правильного функционирования КМОП-сенсор нуждается в достаточно ярком освещении.
• Более высокий коэффициент шума по сравнению с ПЗС.

Новая серия телекамер AXIS 206 основана на новейшей технологии КМОП-сенсоров. Фотоэлектронные преобразователи данной серии обеспечивают гораздо лучшее качество, чем их предшественники серии AXIS 205. Цвета намного приятнее, а светочувствительность почти такая же, как и на ПЗС.

Общим недостатком серий AXIS 205, AXIS 206M и AXIS 206W является то, что масштабирование изображения производится за счет простого уменьшения количества строк и пикселей. Это значит, что в то время как полноразмерное изображение (стандарт VGA, 640x480) является четким и ярким, оно может утратить часть графической информации при уменьшении масштаба до 320x240 или ниже. В продуктах AXIS 210/211, правильное масштабирование производится за счет того, что рядом расположенные пиксели интерполируются для создания более четкого изображения, что происходит благодаря применению передовой микросхемы сжатия изображения ARTPEC-2.

Вывод

Компания Axis рекомендует использовать ПЗС-телекамеры во всех ситуациях, когда важно получить высококачественное изображение при адекватной светочувствительности. Когда более важными факторами являются цена и размер телекамеры, устройства на базе КМОП будут предпочтительнее.

Кроме преимуществ с точки зрения технологии, есть ряд других выгодных сторон в использовании ПЗС-телекамер Axis вместо КМОП-телекамер. Микросхема ARTPEC-2, встроенная во все новые ПЗС-телекамеры, обеспечивает надлежащее масштабирование, а также другие функции компенсации изображения, которые отсутствуют в моделях низшего класса.

В долгосрочной перспективе, по мнению специалистов Axis, КМОП-технология приблизится к ПЗС с точки зрения качества изображения, и возможно в скором будущем мы будем иметь телекамеры высокого класса на КМОП.

Компания:  Axis Communications