Le capteur d'image est l'élément le plus important de toute caméra vidéo. Presque toutes les caméras utilisent aujourd'hui des capteurs d'image CCD ou CMOS. Les deux types de capteurs effectuent la tâche de convertir l'image construite sur le capteur par l'objectif en un signal électrique. Cependant, la question de savoir quel capteur est le meilleur est toujours ouverte.

NI Chura
Consultant technique
LLC "Groupe Microvidéo"

Le CCD est un capteur analogique, malgré le caractère discret de la structure photosensible. Lorsque la lumière frappe la matrice, chaque pixel accumule une charge ou un paquet d'électrons qui, lorsqu'ils sont lus à la charge, sont convertis en une tension de signal vidéo proportionnelle à l'éclairement des pixels. Le nombre minimum de transitions intermédiaires de cette charge et l'absence de dispositifs actifs assurent une grande identité des éléments sensibles CCD.

Le capteur CMOS est appareil numérique avec des éléments sensibles actifs (Active Pixel Sensor). Chaque pixel possède son propre amplificateur, qui convertit la charge de l'élément sensible en tension. Cela permet de contrôler presque individuellement chaque pixel.

Évolution du CCD

Depuis l'invention du CCD par Bell Laboratories, ou Bell Labs, en 1969, la taille du capteur d'image n'a cessé de se réduire. Dans le même temps, le nombre d'éléments sensibles a augmenté. Cela a naturellement conduit à une diminution de la taille d'un seul élément sensible (pixel) et, par conséquent, de sa sensibilité. Par exemple, depuis 1987, ces tailles ont diminué de 100 fois. Mais grâce aux nouvelles technologies, la sensibilité d'un élément (et, par conséquent, de toute la matrice) a même augmenté.

Ce qui a permis de dominer
Depuis le début, les capteurs CCD ont été les capteurs dominants car ils fournissent meilleure qualité images, moins de bruit, une sensibilité plus élevée et une plus grande uniformité des pixels. Les principaux efforts pour améliorer la technologie ont visé à améliorer les performances du CCD.

Comment la sensibilité grandit
Comparé au célèbre capteur Sony HAD Définition standard(500x582) fin des années 1990 (ICX055) la sensibilité des modèles de technologie Super HAD plus avancée a augmenté de près de 3 fois (ICX405) et Ex-view HAD - de 4 fois (ICX255). Et pour la version noir et blanc et couleur.

Pour les matrices haute résolution (752x582), les succès sont un peu moins impressionnants, mais si l'on compare les modèles d'images couleur Super HAD avec les plus technologies modernes Ex-view HAD II et Super HAD II, l'augmentation de la sensibilité sera respectivement de 2,5 et 2,4 fois. Ceci malgré une réduction de la taille des pixels de près de 30 %, puisque nous parlons sur les matrices du format 960H le plus moderne avec un nombre accru de pixels jusqu'à 976x582 pour la norme PAL. Pour traiter un tel signal, Sony propose une gamme de processeurs de signal Effio.

Composant IR ajouté
Un des méthodes efficaces la croissance de la sensibilité intégrale est l'expansion des caractéristiques spectrales de la sensibilité dans le domaine infrarouge. Cela est particulièrement vrai pour la matrice Ex-view. L'ajout de la composante IR déforme quelque peu la reproduction de la luminosité relative des couleurs, mais ce n'est pas critique pour la version noir et blanc. Le seul problème concerne la reproduction des couleurs dans les caméras jour/nuit à sensibilité IR constante, c'est-à-dire sans filtre IR mécanique.

Le développement de cette technologie dans les modèles Ex-view HAD II (ICX658AKA) par rapport à la version précédente (ICX258AK) permet une augmentation de la sensibilité intégrée de seulement 0,8 dB (de 1100 à 1200 mV) avec une augmentation simultanée de la sensibilité à une longueur d'onde de 950 nm par 4, 5 dB. Sur la fig. 1 montre les caractéristiques de la sensibilité spectrale de ces matrices, et en fig. 2 - le rapport de leur sensibilité intégrale.

Innovation optique
Une autre méthode pour améliorer la sensibilité du CCD consiste à augmenter l'efficacité des microlentilles pixel, la zone photosensible, et à optimiser les filtres de couleur. Sur la fig. La figure 3 montre la conception des matrices Super HAD et Super HAD II, montrant l'augmentation de la surface de la lentille et de la zone sensible à la lumière de la dernière modification.

De plus, les matrices Super HAD II ont considérablement augmenté la transmission des filtres et leur résistance à la décoloration. De plus, la transmission dans la région des courtes longueurs d'onde du spectre (bleu) a été étendue, ce qui améliore la reproduction des couleurs et la balance des blancs.

Sur la fig. La figure 4 montre les caractéristiques de sensibilité spectrale des matrices Sony 1/3" Super HAD (ICX229AK) et Super HAD II (ICX649AKA).

CCD : sensibilité unique

Dans l'ensemble de ces mesures, il a été possible d'obtenir des résultats significatifs dans l'amélioration des caractéristiques du CCD.

Comparer les spécifications modèles modernes avec les versions antérieures n'est pas possible, car il n'y avait alors pas de matrices de couleurs largement utilisées, même de haute résolution typique. À leur tour, les matrices noir et blanc de résolution standard ne sont plus produites selon les dernières technologies Ex-vue HAD II et Super HAD II.

Dans tous les cas, en termes de sensibilité, les CCD sont encore une référence inaccessible pour le CMOS, ils sont donc encore largement utilisés, à l'exception des versions mégapixels, qui sont très chères et sont utilisées principalement pour des tâches spéciales.

CMOS : avantages et inconvénients

Les capteurs CMOS ont été inventés à la fin des années 1970, mais leur production n'a pu démarrer que dans les années 1990 en raison de problèmes technologiques. Et immédiatement leurs principaux avantages et inconvénients ont été soulignés, qui restent d'actualité encore aujourd'hui.

Les avantages incluent une plus grande intégration et économie de capteur, une plage dynamique plus large, une facilité de fabrication et un coût inférieur, en particulier dans les variantes mégapixels.

En revanche, les capteurs CMOS ont une sensibilité plus faible en raison, toutes choses égales par ailleurs, de pertes importantes dans les filtres de structure RVB et d'une surface utile plus petite de l'élément photosensible. En raison des nombreux éléments de transition, y compris des amplificateurs dans le trajet de chaque pixel, il est beaucoup plus difficile d'assurer l'uniformité des paramètres de tous les éléments sensibles par rapport au CCD. Mais l'amélioration de la technologie a permis de rapprocher la sensibilité du CMOS des meilleurs exemples de CCD, notamment dans les versions mégapixels.

Les premiers partisans du CMOS ont fait valoir que ces structures seraient beaucoup moins chères car elles pourraient être produites avec les mêmes équipements et technologies que les puces mémoire et logiques. À bien des égards, cette hypothèse a été confirmée, mais pas complètement, puisque l'amélioration de la technologie a conduit à un processus de production d'une complexité presque identique à celle du CCD.

Avec l'élargissement du cercle des consommateurs au-delà de la télévision standard, la résolution des matrices a commencé à croître continuellement. Il s'agit de caméras vidéo domestiques, de caméras électroniques et de caméras intégrées aux outils de communication. D'ailleurs, pour appareils mobiles la question de l'économie est assez importante, et ici le capteur CMOS n'a pas de concurrents. Par exemple, depuis le milieu des années 1990 la résolution des matrices a augmenté chaque année de 1 à 2 millions d'éléments et atteint désormais 10 à 12 Mpx. Par ailleurs, la demande de capteurs CMOS est devenue prépondérante et dépasse aujourd'hui les 100 millions d'unités.

CMOS : sensibilité améliorée

Les premiers échantillons de caméras de surveillance de la fin des années 1990 - début des années 2000 avec des matrices CMOS avaient une résolution de 352x288 pixels et une sensibilité d'environ 1 lux même pour une version noir et blanc. Les versions couleur de résolution déjà standard différaient par une sensibilité d'environ 7 à 10 lux.

Ce que proposent les fournisseurs
À l'heure actuelle, la sensibilité des matrices CMOS a certes augmenté, mais pour des images couleur typiques, elle ne dépasse pas des valeurs de l'ordre de plusieurs lux à des valeurs raisonnables du nombre F de l'objectif (1,2–1,4). Ceci est confirmé par les spécifications des marques de vidéosurveillance IP qui utilisent des capteurs CMOS à balayage progressif. Les fabricants qui revendiquent une sensibilité d'environ dixièmes de lux précisent généralement qu'il s'agit de données pour une fréquence d'images inférieure, un mode d'accumulation ou au moins un AGC (AGC) activé et suffisamment profond. De plus, pour certains fabricants de caméras IP, l'AGC maximum atteint une valeur hallucinante de -120 dB (1 million de fois). On espère que la sensibilité de ce boîtier, du point de vue des fabricants, suggère un rapport signal sur bruit décent, qui permette d'observer plus que de la "neige" sur l'écran.

L'innovation améliore la qualité vidéo
Dans un effort pour améliorer les performances des capteurs CMOS, Sony a proposé un certain nombre de nouvelles technologies qui permettent une comparaison pratique des capteurs CMOS avec les CCD en termes de sensibilité, de rapport signal sur bruit dans les versions mégapixels.

La nouvelle technologie pour la production de matrices Exmor est basée sur le changement de la direction d'incidence du flux lumineux sur la matrice. Dans une architecture typique, la lumière frappe la surface avant de la plaquette de silicium à travers et au-delà des conducteurs du circuit matriciel. La lumière est diffusée et bloquée par ces éléments. Dans la nouvelle modification, la lumière pénètre par la face arrière de la plaquette de silicium. Cela a conduit à une augmentation significative de la sensibilité et de la réduction du bruit de la matrice CMOS. Sur la fig. 5 explique la différence entre les structures de la matrice typique et la matrice Exmor montrée dans la section.

La photo 1 montre des images de la mire prises à un éclairage de 100 lx (F4.0 et 1/30 s) par une caméra avec CCD (éclairage frontal) et CMOS Exmor, ayant le même format et une résolution de 10 Mpx. Évidemment, l'image de la caméra CMOS est au moins aussi bonne que l'image CCD.

Une autre façon d'améliorer la sensibilité des capteurs CMOS est d'abandonner la disposition rectangulaire des pixels avec un décalage progressif des éléments rouges et bleus. Dans ce cas, dans la construction d'un élément de résolution, deux pixels verts sont utilisés - bleu et rouge de lignes différentes. Au lieu de cela, une disposition diagonale des éléments est proposée, utilisant six éléments verts adjacents pour construire un élément de résolution. Cette technologie s'appelle ClearVid CMOS. Pour le traitement, un processeur de signal d'image plus puissant est supposé. La différence dans les structures de la disposition des éléments colorés est illustrée à la fig. 6.

La lecture des informations est effectuée par un convertisseur analogique-numérique parallèle à grande vitesse. Dans ce cas, la fréquence d'images du balayage progressif peut atteindre 180 et même 240 ips. L'acquisition de données parallèle élimine le décalage diagonal du cadre, qui est courant pour les caméras CMOS avec exposition séquentielle et lecture de signal, ce que l'on appelle l'effet Rolling Shutter, lorsque le flou caractéristique des objets en mouvement rapide est complètement absent.

La photo 2 montre des images d'un ventilateur en rotation prises avec une caméra CMOS à une fréquence d'images de 45 et 180 ips.

Compétition complète

Nous avons cité les technologies Sony en exemple. Naturellement, les matrices CMOS, comme les CCD, sont également produites par d'autres sociétés, mais pas à une telle échelle et moins connues. Dans tous les cas, tout le monde d'une manière ou d'une autre suit à peu près le même chemin et utilise des solutions techniques similaires.

En particulier, la technologie de capteur Live-MOS bien connue de Panasonic améliore également considérablement les performances des capteurs CMOS et, bien sûr, par des méthodes similaires. Dans les matrices Panasonic, la distance entre la photodiode et la microlentille est réduite. Transmission simplifiée des signaux de la surface de la photodiode. Le nombre de signaux de commande a été réduit de 3 (CMOS standard) à 2 (comme dans CCD), ce qui a augmenté la zone photosensible du pixel. Un amplificateur à photodiode à faible bruit est utilisé. Une structure plus mince de la couche de capteur est utilisée. Une tension d'alimentation réduite réduit le bruit et l'échauffement de la matrice.

On peut affirmer que mégapixel Matrices CMOS peut déjà concurrencer avec succès le CCD non seulement en termes de prix, mais également en termes de caractéristiques problématiques pour cette technologie telles que la sensibilité et le niveau de bruit. Cependant, dans les formats de télévision CCTV traditionnels, les matrices CCD sont toujours hors concurrence.

Tout ce que vous vouliez savoir sur le DSP Effio et le format 960H, mais que vous aviez peur de demander.

Même si tous les processeurs de la gamme peuvent fonctionner en combinaison avec des matrices CCD 510H ou 760H, les types de matrices plus avancés qui fonctionnent au format 960H sont du plus grand intérêt. Et un tel intérêt n'est pas du tout surprenant, car auparavant, pour les systèmes analogiques, il était impossible d'atteindre une résolution de 700TVL sur le côté horizontal, comme cela est possible avec les nouveaux types de matrices fournies avec DSP Effio.

La toute première matrice dotée de la technologie 960H était la Super HAD II, qui a été développée à l'aide d'une technologie déjà améliorée et bien établie. Puis vint l'EXview HAD II CCD, qui, contrairement à son prédécesseur, a reçu un nouveau filtre progressif et un élément optique. La sensibilité à la lumière du deuxième modèle de la gamme des nouvelles matrices, malgré des tailles de pixels réduites, était tout aussi bonne que la sensibilité des CCD Super HAD II au format 760H (notamment avec l'ICX639BKA).

Pour comparer les caractéristiques des matrices CCD de Sony , nous avons présenté un tableau de comparaison pour les caméras PAL de résolution 700TVL.

Nom	ICX673AKA	ICX663AKA	ICX669AKA
Technologie	Sony EXview HAD CCD II	Super HAD CCD II	Super HAD CCD II
Format CCD	1/3" (diagonale 6 mm)	1/3" (diagonale 6 mm)	1/4" (diagonale 4,5 mm)
Nombre de pixels : - général - efficace	610K 570K	610K 570K	610K 570K
Résolution horizontale (H) et verticale (V) : - général - efficace	1020(H) x 596(V) 976(H)x(582)	1020(H) x 596(V) 976(H)x(582)	1020(H) x 596(V) 976(H)x(582)
Dimensions des pixels, µm	5,0 (H) x 6,25 (V)	5,0 (H) x 6,25 (V)	3,75 (H) x 5,56 (V)
Sensibilité à la lumière unifiée Sony, mV (F5.6)	2400	1600	1350
Niveau de saturation, mV	1400	800	540
Niveau de bruit sombre, dB (F5.6)	-110	-105	-105
Tension d'alimentation, V	+15 / -7.0	+15 / -7.5	+15 / -7.5
Signal de commande de transfert de charge, V	3,3	3,3	3,3
Compatibilité du processeur	« Effio P » « Effio-S » « Effio-E »	« Effio P »	« Effio P »

Technologies Sony utilisées dans la production de matrices

Super HAD CCD II

La technologie "Super HAD CCD II" est l'élément de capteur haut de gamme de Sony - CCD HAD (Hole-Accumulation Diode) avec une sensibilité à la lumière de base de 1000 mV ou plus par unité de pixel - 1 μm2 (couleur à F5.6 / noir et blanc : F8 - dans le mode équivalent à l'accumulation d'une charge d'une durée de 1 sec).

Super EXview HAD CCD II

"EXview HAD CCD II" est l'élément de capteur hautes performances avancé de Sony - CCD HAD (Hole-Accumulation Diode) avec une sensibilité à la lumière de base de 1000 mV ou plus par zone de pixel - 1 µm2 (couleur à F5.6 / noir et blanc : F8 - dans un mode équivalent à une durée d'accumulation de charge de 1 seconde). Nouveau modèle Le capteur a amélioré la sensibilité à la lumière dans la gamme infrarouge et proche infrarouge, ainsi que la technologie précédente "EXview HAD CCD".

À propos de Sony Effio aujourd'hui…

Les réalités modernes sont telles que les consommateurs doivent être parfaitement familiarisés avec les technologies sur lesquelles les caméras CCTV sont construites, en particulier, s'il y a un besoin d'achat. Les vendeurs de caméras de vidéosurveillance (en particulier les magasins en ligne) indiquent des informations loin d'être complètes sur les produits qu'ils vendent. Le fait qu'un appareil photo avec équipement DSP Effio soit vendu dans l'assortiment ne parle pas encore de toutes ses capacités. C'est comme vendre une voiture avec seulement la marque et le modèle, sans caractéristiques supplémentaires moteur et plus. Par exemple, une caméra vidéo basée sur le processeur Effio-E a un ensemble minimal de fonctions et ne possède pas de fonctionnalités telles que : ATR-EX, Sens-UP, WDR et autres.

Mais ce n'est pas le pire, car la matrice CCD la plus diversifiée peut être installée dans le caméscope, ce qui détermine tous les avantages des processeurs modernes de Sony. Par exemple, si le CCD ne prend pas en charge le format 960H, l'image de sortie n'aura pas une résolution de 700 TVL, mais bien inférieure.

Malheureusement, visuellement, le consommateur ne pourra pas déterminer le dispositif de la caméra de surveillance, à savoir savoir quel type de processeur et de matrice est installé. Ceci est difficile à déterminer même à partir de l'image vidéo de sortie, car les systèmes de vidéosurveillance modernes utilisent méthodes supplémentaires numérisation vidéo.

Par conséquent, afin d'éviter la substitution d'appareils et l'achat d'équipements non conformes aux spécifications techniques, exigez des vendeurs des informations complètes sur la caméra de vidéosurveillance. Uniquement pour les détails spécifications techniques Vous pourrez comprendre l'équipement réel de l'appareil : le format et la technologie de la matrice CCD, ainsi que la série du processeur Effio utilisé.

Directeur adjoint du développement Andreev Kuzma.

SONY Corporation a été la première à appliquer et à développer la technologie de traitement de l'information vidéo numérique. La prochaine avancée dans le traitement vidéo a été l'utilisation d'un processeur numérique - DSP (Digital Signal Processor - Digital Signal Processor). C'est arrivé en 1997 avec la sortie de la première série DSP SS. En raison de la grande fiabilité et de la qualité de production de cette technologie, les caméras basées sur celle-ci ont gagné en popularité dans le monde entier et sont devenues l'élément principal des caméras vidéo analogiques modernes, et nouveau principe Le traitement des images couleur est devenu la norme pour la construction de caméras de vidéosurveillance au fil des ans.

Après un grand « pas en avant », le développement de cette direction ne s'est pas arrêté. De plus en plus, de nouvelles technologies de traitement du signal vidéo ont commencé à apparaître. La résolution des caméras vidéo est devenue bien plus que 380TVL. La caméra vidéo statistique moyenne a une résolution allant jusqu'à 600TVL, tout en utilisant les éléments suivants Matrices CCD s :

• Super AVAIT ;
• EXview HAD ;
• Super HAD II.

CCD couleur SONY

Nom produit	Diagonale taille de l'image pouce - millimètre	Nombre de pixels effectifs (L x H)	Capteur ness (mV)	Cadre	Nombre de broches	Technologie de fabrication léniya
				Kérami cal DIP
				Kérami cal DIP
				Petit cylindre en céramique
				trempette en plastique
				trempette en plastique
				trempette en plastique
				trempette en plastique
				trempette en plastique
				trempette en plastique
				trempette en plastique
				trempette en plastique
				trempette en plastique
				Petit cylindre en céramique
				Céramique signal SON (LCC)

Un nouveau tournant dans l'histoire du développement technologique des systèmes de vidéosurveillance a été le développement par SONY Corporation en 2009 de nouveaux processeurs modernes et matrices CCD, réunis sous la marque « Effio ».

Les nouveaux composants "Effio" incluent tout ce qu'il y a de mieux ; expérience riche, innovation ainsi que un grand nombre de des améliorations technologiques, qui ont permis d'augmenter la résolution des caméras de vidéosurveillance analogiques, d'augmenter le rapport signal sur bruit et de rendre la reproduction des couleurs plus profonde et plus saturée.

Les solutions de la Société ont permis d'augmenter la résolution horizontale à 700 TVL en utilisant le nouveau format matriciel 960H CCD. SONY prévoit d'étendre la gamme "Effio" à l'avenir, créant un nouveau monde de caméras de sécurité analogiques haute définition - le monde de "Effio" 960H.

L'histoire de la marque Effio

• 10 août 2009 Début de la production "Effio" - le premier processeur "Effio-E" et de nouveaux capteurs CCD pour les systèmes PAL et NTSC dans la ligne de technologie haute sensibilité "Super HAD CCD II" - les capteurs 960H sont lancés.
• 1er juillet 2010 Sony Corporation lance une campagne publicitaire active au Japon et en Asie pour le produit "Effio-E" - le premier représentant de "Effio", ainsi que les matrices CCD 960H.
• 31 août 2010 Des versions mises à jour et améliorées du processeur "Effio-E" ont été lancées, et la production de matrices CCD 960H avec une sensibilité accrue dans la gamme infrarouge (IR) - "EXview HAD CCD II" a été lancée, ce qui permet de construire de la vidéo caméras de surveillance avec une résolution allant jusqu'à 700 TVL, fonctionnant efficacement avec un éclairage IR.
• 1er janvier 2011 SONY Corporation lance une campagne publicitaire active au Japon et en Asie pour les nouveaux produits "Effio-P" et "Effio-S" élargissant les capacités de la série "Effio".
• 8 mars 2011

Lors de l'exposition Tokyo Big Sight, SONY Corporation a présenté de nouveaux processeurs de traitement vidéo "Effio-P" et "Effio-S", qui sont devenus une nouvelle amélioration du processeur de première génération "Effio-E", et a également démontré le fonctionnement d'une vidéo caméra de surveillance avec une résolution allant jusqu'à 700 TVL basée sur eux.

Qu'est-ce qu'Effio

L'abréviation « Effio » (Enhanced Features and Fine Image) Processor signifie « Processor with Advanced Features and Fine Image ».

Résolution CCD 960H

La désignation "960H" détermine le nombre de pixels effectifs horizontalement sur la matrice CCD, et donc la qualité de l'image générée par la caméra de vidéosurveillance horizontalement. Dans le sens vertical, le nombre de pixels reste le même, et est prédéterminé par la norme de balayage du signal vidéo analogique, il est de 582 lignes visibles.

Par rapport aux précédentes matrices au format 760H, nouveau format matrices 960H se caractérise par une augmentation de 30% du nombre de pixels. En conséquence, la clarté de l'image de la caméra vidéo est augmentée.

Ci-dessous un tableau de correspondance entre le format matriciel et le nombre de pixels effectifs pour les caméras de vidéosurveillance PAL :

Résolution horizontale jusqu'à 700 TVL

La résolution horizontale représente le niveau de détail dans le sens horizontal de l'image, Suite indique une définition plus élevée de la trame, et est généralement mesurée en lignes de télévision - lignes TV, TVL (eng. Ligne TV, TVL).

La méthode de mesure TVL utilisée est appelée JEITA (TTK-4602B).

Processeur d'images DSP Effio

Les nouvelles avancées de la technologie de traitement du signal vidéo ont augmenté la résolution horizontale à 600 lignes TV, même sur les matrices de format 760H traditionnelles, ce qui a été réalisé pour la première fois sur les processeurs vidéo ISP de 4e et 7e génération. Cependant, le nouveau format du CCD 960H, qui est "l'œil" de la caméra de surveillance, vous permet d'obtenir une image encore plus naturelle d'une clarté accrue, qui, en combinaison avec les nouvelles technologies de traitement du signal vidéo des processeurs DSP Effio et une bonne optique "mégapixel", fournit une résolution horizontale allant jusqu'à 700 TVL.

Processeurs SONY Effio DSP

Sous la marque "Effio", SONY Corporation promeut principalement les processeurs de traitement vidéo - DSP Effio

Nous espérons que les informations ci-dessous permettront aux consommateurs d'être plus conscients lors de l'achat de caméras de surveillance de la gamme Effio, ainsi que d'éviter les vendeurs peu scrupuleux.

Gamme DSP Effio pour caméras CCTV

Comparaison Fonctionnalité Processeurs de la série DSP Effio

Considérons chaque processeur séparément. Qu'est-ce qu'ils donnent ?!

CPUPSDSony " Effio- P"

"Effio-P" (CXD4129GG) est un processeur de signal vidéo (LSI) pour la construction de caméras de surveillance couleur basées sur une matrice CCD complémentaire. Il prend en charge les CCD 960H et 760H, conventionnels et WDR. La matrice WDR vous permet d'observer des scènes à contraste élevé, ainsi que l'observation dans la lumière opposée.

La différence entre le processeur DSP "Effio-P" est l'emballage du processeur lui-même et de la mémoire pour le traitement vidéo dans un seul paquet, ce qui permet de mettre en œuvre des fonctions telles que le zoom numérique (E-Zoom), l'obturation lente - augmentant la sensibilité de augmentation du temps d'exposition (Sense-UP), fonction de filtre de réduction de bruit 3D, et bien d'autres.

Caractéristiques DSP Sony "Effio-P"

• prise en charge des CCD au format 960H et 760H
• Les caméras CCTV offrent une résolution horizontale jusqu'à 700 lignes TV avec une matrice 960H et jusqu'à 600 lignes TV avec une matrice 760H
• plage dynamique étendue - WDR (Wide Dynamic Range)
• Réduction du bruit 2D et 3D (2D & 3D-NR / Noise Reduction)
• stabilisation d'image numérique
• Détecteur de mouvement
• espaces privés
• zoom numérique - Zoom électronique
• Menu OSD
• contrôleur de système intégré pour contrôler la caméra CCTV

CPUPSDSony " Effio- S"

"Effio-S" (CXD4130GG) est un processeur de signal vidéo (LSI) pour la construction d'une caméra vidéo couleur basée sur un CCD complémentaire. Permet de traiter l'image de la matrice CCD 960H et 760H.

Le boîtier à puce unique Effio-S intègre un processeur Effio DSP et une mémoire de traitement vidéo, permettant des fonctionnalités telles que le zoom numérique (E-Zoom), l'obturation lente (mode Sense-UP), le filtre de réduction de bruit 3D et plusieurs autres. En comparaison avec "Effio-P", l'ensemble des fonctions est quelque peu réduit, en particulier, le mode WDR n'est pas pris en charge.

Capacités du processeur DSP Effio-S

• travailler avec des matrices CCD de format 960H et 760H
• les caméras de surveillance fournissent une résolution horizontale jusqu'à 700 lignes TV pour les matrices 960H et jusqu'à 600 lignes TV pour 760H
• amélioration de la reproduction adaptative des couleurs - ATR-EX (Adaptive Tone Reproduction)
• Réduction du bruit 2D et 3D (2D&3D-NR)
• Détecteur de mouvement
• espaces privés
• Compensation de la lumière élevée - HLC (Compensation de la lumière élevée)
• Obturation lente - Sensibilité augmentée (Sense-UP)
• zoom numérique - Zoom électronique
• Menu OSD

DSP "Effio-E"

"Effio-E" (CXD4127GG), le premier de la gamme et le processeur le plus simple de la série "Effio", conçu pour fonctionner avec les formats CCD 960H, 760H et 510H. Le processeur ne contient pas de mémoire de traitement vidéo intégrée, grâce à laquelle il est emballé dans un boîtier LFBGA miniature de taille 8x8 mm, mais en même temps, il se caractérise par la plus faible consommation d'énergie.

Caractéristiques du DSP Effio-E

• prise en charge des matrices CCD de tous les formats 960H, 760H, 510H
• résolution horizontale de la caméra de surveillance, respectivement 700 TVL, 600 TVL, 420 TVL
• reproduction adaptative des couleurs - ATR (Adaptive Tone Reproduction)
• Réduction du bruit 2D (2D-NR)
• Détecteur de mouvement
• espaces privés
• Compensation de la lumière élevée - HLC (Compensation de la lumière élevée)
• Menu OSD

Comparaison des fonctionnalités des processeurs DSP Effio

Ci-dessous un tableau qui donne un aperçu des capacités des processeurs Effio DSP. Symbole "<<" в таблице указывает на то, что процессор реализует функцию старшей модели.

Nom
Type de processeur
CCD pris en charge	CCD conventionnel et CCD WDR	CCD conventionnel	960H, 760H, 510H CCD conventionnel
Autorisation:
Fonction WDR
Suppression du bruit
Jour Nuit
Espaces privés
Obturation lente (mode Sens-up)
Stabilisation d'image numérique
HLC - suppression de la luminosité élevée
Détecteur AF
Détecteur de mouvement

Le tableau montre que "Effio-E" est le processeur le plus simple sans mémoire vidéo intégrée, donc seul le mode de réduction du bruit 2D-NR est implémenté, et il ne prend pas non plus en charge le mode d'obturation lente (Sense-UP) - augmentation de la sensibilité la nuit mode en augmentant le temps d'exposition.

En plus des capacités "Effio-E", le DSP "Effio-S" est équipé d'une mémoire intégrée, qui permet les modes Sens-UP et la réduction du bruit 3D. De plus, le processeur offre des modes de zoom numérique (E-Zoom) et de reproduction adaptative avancée des couleurs (ATR-EX).

Le processeur le plus avancé est le DSP "Effio-P", qui, en plus des modes de fonctionnement "Effio-S", permet de travailler avec des matrices CCD à plage dynamique étendue (WDR), mode de stabilisation d'image numérique, et est également équipé de un microcontrôleur intégré pour la mise en œuvre de fonctions supplémentaires de caméras vidéo CCTV haut de gamme complexes.

Capteurs format CCD (CCD) 960H

Malgré le fait que les processeurs "Effio" peuvent fonctionner avec des matrices CCD des formats 760H et 510H précédents, les nouveautés du format 960H élargi sont du plus grand intérêt, permettant de construire des caméras de vidéosurveillance avec une résolution horizontale jusqu'à 700 TVL.

Historiquement, la matrice 960H a été la première à apparaître, fabriquée à l'aide de la technologie Super HAD II bien établie (à l'époque), après quoi, grâce à l'amélioration du filtre de lumière et de la partie optique de la matrice, une nouvelle une version de celui-ci est apparue, réalisée à l'aide de la technologie EXview HAD II, dont la sensibilité à la lumière, malgré la taille de pixel réduite, est comparable à la sensibilité des matrices au format Super HAD II 760H (en particulier avec ICX639BKA).

Vous trouverez ci-dessous une caractéristique comparative des matrices CCD 960H pour les caméras de vidéosurveillance à résolution 700 TVL fonctionnant dans le système PAL (un tel système est utilisé en Ukraine).

Nom
Technologie Sony	EXview HAD CCD II	Super HAD CCD II	Super HAD CCD II
Taille CCD	1/3" (diagonale 6 mm)	1/3" (diagonale 6 mm)	1/4" (diagonale 4,5 mm)
Nombre de pixels : Efficace
Résolution horizontale (H) et verticale (V) : Efficace	1020(H) x 596(V)	1020(H) x 596(V)	1020(H) x 596(V)
Dimensions des pixels, µm	5,0 (H) x 6,25 (V)	5,0 (H) x 6,25 (V)	3,75 (H) x 5,56 (V)
Sensibilité à la lumière unifiée Sony, mV (F5.6)
Niveau de saturation, mV
Niveau de bruit sombre, dB (F5.6)
Tension d'alimentation, V
Signal de commande de transfert de charge, V
Compatibilité du processeur

Technologies SONY pour la production de matrices PZM 960H

Technologie Super HAD CCD II

« Super HAD CCD II » est une marque commerciale de SONY Corporation.

"Super HAD CCD II" est un capteur haute performance de SONY - CCD HAD (Hole-Accumulation Diode) avec une sensibilité typique de 1000 mV ou plus par unité de surface de pixel - 1 μm2 (couleur à F5.6 / noir et blanc : F8 - en mode équivalent accumulation de charge pendant 1 seconde).

TechnologieSuper EXview HAD CCD II

"EXview HAD CCD II" est une marque commerciale de SONY Corporation.

"EXview HAD CCD II" est un capteur haute performance de SONY - CCD HAD (Hole-Accumulation Diode) avec une sensibilité typique de 1000 mV ou plus par unité de surface de pixel - 1 μm2 (couleur à F5.6 / noir et blanc : F8 - en mode équivalent charge s'accumulant sur 1 seconde) avec une sensibilité à la lumière améliorée dans l'infrarouge et le proche infrarouge, comme la structure précédente "EXview HAD CCD".

Qu'avons-nous aujourd'hui

Une chose à noter ici est que lorsqu'un organisme de vente indique qu'il vend un caméscope "Effio", au moins ce n'est pas une information complète. Dans ce cas, une caméra de vidéosurveillance peut être construite sur n'importe lequel des DSP Effio, incl. et ayant un ensemble minimum de fonctions - "Effio-E", sans le support de Sens-UP, WDR, ATR-EX et autres.

Mais ce qui est encore plus effrayant - une matrice CCD non pas au format maximum 960H, qui détermine tous les avantages de la nouvelle génération de caméras CCTV avec une résolution de 700 TVL, peut être utilisée dans une caméra de vidéosurveillance, mais une matrice conventionnelle de le format 760H avec une résolution allant jusqu'à 600 TVL.

A ce jour, une telle "substitution" ne peut pas être détectée visuellement par la qualité de l'image générée par la caméra de surveillance. La raison en est l'utilisation de la numérisation du signal vidéo avec une résolution de 720H ​​dans les systèmes de vidéosurveillance modernes.

Soyez prudent et exigez des vendeurs qu'ils fournissent des informations complètes sur la caméra de surveillance : le type de matrice CCD installée et la série de processeur "Effio" utilisée.

Technologies de traitement vidéo dans DSP Effio

En tant que leader dans la production de matrices CCD, SONY Corporation, avant la sortie du processeur "Effio", était à la traîne dans la production de systèmes de traitement vidéo pour caméras CCTV. Par conséquent, toutes les fonctions implémentées dans le processeur Effio-E et dans ses modèles ultérieurs "Effio-S" et "Effio-P" ne sont pas nouvelles et étaient auparavant implémentées dans les FAI de 4ème et 7ème génération d'autres fabricants. Nos entreprises utilisent de tels processeurs et matrices 760H pour la production de caméras de vidéosurveillance avec une résolution de 600 TVL.

Voyons ce que nous ont apporté les nouvelles technologies utilisées dans le DSP Effo.

La haute résolution de 700 TVL est fournie par les processeurs "Effio-P", "Effio-S" et "Effio-E" uniquement avec CCD 960H.

La principale innovation de "Effio" est le CCD 960H avec une résolution accrue jusqu'à 700 TVL.

L'image présentée est prise par SONY sur une vraie caméra CCTV selon la méthode de mesure JEITA (TTR-4602B).

Suppression du bruit

Prévoir des processeurs "Effio-P", "Effio-S" et "Effio-E" quel que soit le format de la matrice CCD. La fonction 2D-NR a été implémentée pour la première fois dans les processeurs ISP de 4e génération et 3D-NR dans les processeurs IPS de 7e génération.

La réduction du bruit est une fonction qui réduit le bruit dans une image pour améliorer la qualité de l'image. En particulier, le bruit apparaît lorsque la caméra CCTV est utilisée dans des conditions de faible éclairage et la nuit, ainsi que dans d'autres environnements à gain élevé.

"Effio-E" (CXD4127GG) ne contient pas de mémoire vidéo, par conséquent, il remplit uniquement la fonction de réduction du bruit de ligne spatiale (2D-NR), tandis que DSP "Effio-P" (CXD4129GG) et DSP "Effio-S" (CXD4130GG ) sont équipés d'une mémoire vidéo, par conséquent, en plus du 2D-NR, un filtrage temporel (3D-NR) est également effectué, combiné à un mode d'accumulation (une augmentation du temps d'exposition Sense-UP).

Un exemple du fonctionnement de la fonction 2D-NR

Un exemple du fonctionnement de la fonction 3D-NR

Une caractéristique du traitement vidéo est le réglage indépendant des filtres de réduction de bruit pour le signal de luminance et de chrominance, ce qui permet d'obtenir une image en couleur même la nuit.

Excellente reproduction des couleurs

Prévoir des processeurs "Effio-P", "Effio-S" et "Effio-E" quel que soit le format de la matrice CCD. La fonctionnalité a été implémentée pour la première fois dans les processeurs ISP de 4e et 7e génération.

Excellente reproduction des couleurs sous diverses conditions d'éclairage. Dans ce cas, la gamme possible de températures de blanc va de 1800 K à 10500 K.

Menu OSD

Le menu à l'écran est utilisé depuis plus de 5 ans dans les processeurs de fabricants tiers, pour le réglage le plus précis d'une caméra de vidéosurveillance pour des conditions spécifiques de son fonctionnement (lieu d'installation).

Le menu d'affichage à l'écran (OSD) vous permet de configurer les paramètres de la caméra de vidéosurveillance à l'aide d'un moniteur qui lui est connecté, sans avoir besoin de connecter un contrôleur ou un programmeur externe. Menu DSP Effio prend en charge 8 langues, incl. et russe.

Mode ATR/ATR-EX

Prévoir des processeurs "Effio-P", "Effio-S" et "Effio-E" quel que soit le format du CCD.

ATR (Adaptive Tone Reproduction) - La fonction fournit une compensation sélective pour améliorer le contraste des objets, ainsi que la reproduction des couleurs, dans le cas où il y a des zones dans l'image avec des zones très claires et sombres.

La fonction ATR améliore la qualité d'image d'une caméra de surveillance en optimisant le contenu couleur de l'image en fonction du contenu de luminance du signal dans cette zone.

WDR - large plage dynamique

Fournit uniquement un processeur "Effio-P" avec CCD 960H avec technologie EXview HAD CCD II. Cependant, une telle fonction est implémentée dans les processeurs ISP de 4ème et 7ème génération, incl. et lors de l'utilisation d'un CCD 760H conventionnel avec la technologie Super HAD CCD II (par exemple ICX639BKA).

La plage dynamique étendue (WDR) est une fonctionnalité qui vous permet de rendre l'image d'une caméra de sécurité plus naturelle en réduisant la luminosité des zones très éclairées et en éclaircissant les zones qui sont dans l'ombre. Cette fonction est fournie par différents temps d'exposition lors de l'imagerie des zones claires et sombres, puis en combinant ces deux images en une image commune grâce au traitement numérique.

Domaine d'utilisation des matrices DSP Effio et 960H

Solutions système pour la vidéosurveillance 960H.

Fournit une meilleure qualité d'image dans la surveillance en temps réel tout en maintenant un degré élevé de fiabilité du système de vidéosurveillance.

La haute qualité d'image (résolution 700 TVL), les hautes performances du processeur DSP Effio et la présence d'une sortie numérique permettent d'utiliser la série Effio-P pour la construction de systèmes de vidéosurveillance IP.

Avantages techniques de "Effio" 960H

L'augmentation du nombre de pixels dans le CCD 960H fournit plus d'informations dans l'étage d'entrée de la caméra CCTV, qui, combinée aux technologies de traitement du signal dans le DSP d'Effio, garantit une haute résolution de 700 TVL du signal de sortie, et vous permet donc de obtenez une nouvelle qualité dans les caméras CCTV analogiques du monde du 960H.

CONCLUSION

La conclusion la plus importante de cet article est que les nouvelles technologies peuvent améliorer la qualité de l'image vidéo. Mais N'OUBLIEZ PAS que de nombreux bureaux d'enregistrement ne prennent pas en charge l'enregistrement haute résolution. Si le registraire écrit avec une résolution de 368x288, alors pourquoi a-t-il besoin d'une caméra avec une résolution de 1020x 596 ?! Les caméscopes équipés d'un tel processeur sont mieux utilisés dans les systèmes où la résolution d'enregistrement est d'au moins 704x576. Le processeur vous permet d'afficher une profondeur de couleur de 16 à 24 bits. Cette variation dépend du fabricant de l'appareil photo.

La matrice est la base de tout appareil photo ou vidéo. Il détermine la qualité et la taille de l'image résultante. À ce jour, deux principes technologiques différents sont utilisés dans la fabrication des matrices - CCD et CMOS. Très souvent on entend la question : « Quelle matrice choisir : CCD ou CMOS ? Parmi les amateurs de matériel photo et vidéo, il y a des débats houleux à ce sujet. Dans cet article, nous allons passer en revue ces deux types et essayer de déterminer quelle matrice est la meilleure - CCD ou CMOS.

informations générales

Les matrices sont conçues pour numériser les paramètres des rayons lumineux à leur surface. Il n'est pas possible de parler d'un avantage clair de l'une des technologies. Vous pouvez faire des comparaisons sur des paramètres spécifiques et identifier le leader dans un aspect ou un autre. Quant aux préférences des utilisateurs, le critère principal pour eux est souvent le coût du produit, même s'il est inférieur en qualité ou en caractéristiques techniques à son concurrent.

Voyons donc quels sont les deux types d'appareils. La matrice CCD est un microcircuit composé de photodiodes sensibles à la lumière; il est à base de silicium. La particularité de son travail réside dans le principe de fonctionnement d'un dispositif à couplage de charge. Une matrice CMOS est un dispositif créé sur la base de dispositifs à semi-conducteurs ayant une grille isolée avec des canaux de conductivité différente.

Principe d'opération

Passons à l'identification des différences qui vous aideront à faire votre choix : quelle est la meilleure - une matrice CMOS ou CCD ? La principale différence entre ces deux technologies réside dans leur fonctionnement. Les dispositifs CCD convertissent la charge des pixels en un potentiel électrique, qui est amplifié à l'extérieur des capteurs photosensibles. Le résultat est une image analogique. Après cela, l'image entière est numérisée dans l'ADC. Autrement dit, l'appareil se compose de deux parties - la matrice elle-même et le convertisseur. La technologie CMOS se caractérise par le fait qu'elle numérise chaque pixel individuellement. La sortie est une image numérique prête à l'emploi. C'est-à-dire que la charge électrique dans le pixel matriciel s'accumule dans le condensateur, dont le potentiel électrique est supprimé. Il est transmis à un amplificateur analogique (intégré directement dans le pixel), après quoi il est numérisé dans le convertisseur.

Que choisir : CCD ou CMOS ?

L'un des paramètres importants qui déterminent le choix entre ces technologies est le nombre d'amplificateurs matriciels. Les appareils CMOS ont un plus grand nombre de ces appareils (à chaque point), de sorte que la qualité de l'image est légèrement réduite lors de la transmission du signal. Par conséquent, les matrices CCD sont utilisées pour créer des images très détaillées, par exemple à des fins médicales, de recherche et industrielles. Mais les technologies CMOS sont principalement utilisées dans les appareils électroménagers : webcams, smartphones, tablettes, ordinateurs portables, etc.

Le paramètre suivant qui détermine quel type est le meilleur - CCD ou CMOS - est la densité de photodiodes. Plus il est élevé, moins les photons seront "perdus", respectivement, l'image sera meilleure. Dans ce paramètre, les matrices CCD surpassent leurs concurrents, car elles offrent une disposition qui n'a pas de tels écarts, alors que CMOS en a (il y a des transistors en eux).

Néanmoins, lorsque l'utilisateur est confronté à un choix: lequel - CMOS ou CCD - acheter, le paramètre principal apparaît - le prix de l'appareil. La technologie CCD est beaucoup plus chère que son concurrent et énergivore. Par conséquent, il n'est pas pratique de les installer là où une image de qualité moyenne est suffisante.

quel type de matrice est le meilleur : super HAD CCP ? ou CMOS ? (et avec quoi ?) - devant la caméra... et j'ai obtenu la meilleure réponse

Réponse de Awesome Smart Rocket Girl [gourou]
Les avantages des matrices CCD incluent :
-Faible niveau sonore.
-Facteur de remplissage élevé en pixels (environ 100 %).
-Haute efficacité (le rapport du nombre de photons enregistrés à leur nombre total qui frappent la zone photosensible de la matrice, pour CCD - 95%).
-Plage dynamique élevée (sensibilité) .
Les inconvénients des matrices CCD incluent:
- Le principe complexe de la lecture du signal, et donc la technologie.
-Consommation d'énergie élevée (jusqu'à 2-5W).
-Plus cher à fabriquer.
Avantages des matrices CMOS :
-Haute performance (jusqu'à 500 images/s).
-Faible consommation d'énergie (près de 100 fois par rapport au CCD).
- Moins cher et plus facile à fabriquer.
Les inconvénients des matrices CMOS incluent :
-Faible facteur de remplissage des pixels, ce qui réduit la sensibilité (surface effective des pixels ~ 75%, le reste est occupé par des transistors).
- Niveau de bruit élevé (il est causé par les courants dits de température - même en l'absence d'éclairage, un courant assez important traverse la photodiode), dont la lutte complique et augmente le coût de la technologie.
-Plage dynamique faible.
Par conséquent, il est difficile de dire lequel est le meilleur - chacun a des défauts.
super lance-roquettes intelligent
Oracle
(71937)
donc je ne peux rien dire à ce sujet - car il a été copié par moi sur Internet - je ne pense pas que des gars stupides aient écrit.

Réponse de Machka (cr)[gourou]
Mieux qu'un bon objectif...

Réponse de Juste humain[gourou]
CMOS, car il existe des caméras jusqu'à 25 mégapixels

Réponse de 2 réponses[gourou]

Bonjour! Voici une sélection de rubriques avec des réponses à votre question : quel type de matrice est le mieux : super HAD CCP ? ou CMOS ? (et avec quoi?) - sur la caméra ...