وقتی صحبت از سنسور تصویربرداری دوربینهای مداربسته به میان میاید یعنی با عباراتی مثل CCD، CMOS، Big Pixel ، Small Pixel و ... سر و کار داریم. در این مقاله آموزشی دوربین مداربسته در سی سی تی وی آنلاین می خواهیم نکات بنیادین و مسائل وابسته به سنسورهای تصویربرداری در دوربینهای مداربسته را در سرفصلهای زیر تشریح کنیم :
- تفاوت سنسور با تصویربردار (Imager)
- CCD و CMOS
- شرکتهای سازنده سنسور تصویربرداری
- عدم اشاره به سنسور توسط شرکتهای سازنده دوربین مداربسته
- سنسور تصویربرداری و رزولوشن دوربین مداربسته
- ابعاد سنسور تصویربرداری
- سایز پیکسل
- رابطه ابعاد سنسور تصویربرداری با میدان دید دوربین مداربسته (FOV)
- رابطه سنسور تصویربرداری دوربین مداربسته با کارکرد آن در نور کم
تفاوت سنسور با تصویربردار (Imager)
متخصصان سیستمهای نظارت تصویری به این تجهیزات اصطلاح "سنسور" یا "تصویربردار" را اتلاق می کنند. زمانی که در دوربینهای مداربسته و بصورت تکنیکی و فنی به این موضوع نگاه می کنیم تصویربردار(Imager) یک نوع خاصی از سنسورها بحساب می آید. بهمین خاطر است که وقتی حرف از دوربینهای مداربسته سیستمهای نظارت تصویری بمیان می آید از عبارت Imager یا سنسور تصویربرداری استفاده می کنیم.
سنسورهای CCD و CMOS
اساسا دو نوع سنسور تصویربرداری اصلی با نامهای CCD و CMOS وجود دارد. امروزه در انتهای سال 2016 تقریبا در تمام دوربینهای مداربسته از سنسور CMOS استفاده شده است و با تنوع بالایی از سنسورها از بدترین تا بهترینها نیز در دسترس است. البته این موضوع دقیقا عکس آن چیزی است که در یک دهه پیش شاهد آن بودیم که سنسورهای تصویربرداری CCD غالبا مورد استفاده بودند و سنسورهای تصویربرداری CMOS بعنوان گزینه دوم با قیمت و کیفیت بسیار پایینتر در دسترس بودند.
با cctvonline.ir همراه ما باشید.
از آنجایی که سنسورهای CCD روزی بهتر بودند، هنوز هم متعصبانه CMOS را گزینه دوم می بینند. البته این یک اشتباه قدیمی و در عمل غیر واقعی است. از طرفی هم اگر تنها بدنبال دوربین مداربسته ای با سنسور CCD باشید عملا باید دور تمام دوربینهای مداربسته مدرن را خط بکشید و بهترین برندها و مدلهای دوربین مداربسته را نادیده بگیرید.
شرکتهای سازنده سنسور تصویربرداری
تعداد شرکتهای سازنده سنسورهای تصویربرداری دوربینهای مداربسته انگشت شمارند و شامل شرکتهایی مثل Omnivision، Aptina و سونی هستند. سازندگان سنسورهای دوربین مداربسته هم مثل شرکتهای سازنده دوربینهای مداربسته معمولا دسته ای از مدلهای مختلف را بر اساس سایز سنسور، میزان رزولوشن حداکثری، نرخ ضبط فریم تصاویر و سازگاری با WDR به شرکتهای همکار و خریداران ارائه می دهند.
شرکتهای سازنده دوربینهای مداربسته معمولا نوع یا مدل سنسور تصویربرداری بکار رفته در دوربینهای مداربسته برندشان را یا عنوان نمی کنند یا با پنهانکاری جزئیات را ناقص بیان می کنند و اینکار باعث می شود مقایسه بسیاری از دوربینهای مداربسته با یکدیگر غیر ممکن شود. بعضی از شرکتها هم که سنسور مورد استفاده خود را لیست کرده اند تنها به نام شرکت سازنده سنسور اشاره کرده اند و اصلا در مورد مدلها صحبتی نمی شود. مثلا در شرکت Omnivision تعداد بسیار زیادی سنسورهای تصویربرداری متفاوت بر اساس قیمت وجود دارد و کاراییهای متنوعی هم دارند. یا مثلا خیلی هم پیش آمده که دو دوربین مداربسته با سنسور تصویربرداری یکسان ویژگیها و قابلیتهای انکدینک و فشرده سازی متفاوتی در خروجی تصویر داشته اند که نشان می دهد سری یا مدل سنسور تصویربرداریها متفاوت بوده و عنوان نشده اند.
سنسورهای تصویربرداری با توجه به حداکثر رزولوشن قابل پشتیبانی با یکدیگر فرق دارند. بطور کلی هم این تفاوت رزولوشنها می تواند بر روی رزولوشن کلی دوربین مداربسته تاثیر بگذارد. سنسورهای تصویربرداری متنوعی شامل رزولوشنهای VGA، 1.3 مگاپیکسل، 3 ، 5 مگاپیکسلی و .. وجود دارند که امروزه تا 8K در حال پیشرفتند.
ابعاد سنسور تصویربرداری
سنسور تصویربرداری می تواند از ابعاد بسیار بزرگی مثل مدلهای DSLR ها تا ابعادی بسیار کوچکی مثل سنسورهای دوربین تلفنهای هوشمند امروزه در دسترس باشند. اما ابعاد سنسورهای تصویربرداری دوربینهای مداربسته تقریبا در میانه این طیف قرار گرفته است و کمی از سنسورهای تصویربرداری دوربین گوشیهای هوشمند بزرگتر هستند.
در تصویر زیر می توانید تفاوت ابعاد سنسور تصویربرداری دوربین مداربسته (سمت راست تصویر) و سنسور تصویربرداری دوربینهای دیجیتال امروزی(سمت چپ تصویر) را مشاهده کنید.
در سیستمهای نظارت تصویری 95% دوربینهای مداربسته از سنسورهای تصویربرداری با ابعادی بین 1/2” تا 1/4" استفاده می شود. بیشترین ابعاد مورد استفاده در سیستمهای نظارت تصویری به 1/3” بر می گردد و دوربینهای مداربسته با رزولوشن بالای 3 مگاپیکسل تقریبا از سنسور بزرگی استفاده می کنند (تقریبا 1/2.7” تا 1/2.5”). در آخر هم دوربینهای مداربسته SD و دوربینهای مداربسته 720P از سنسورهای ارزانتر 1/4" استفاده می کنند.
در چند سال اخیر تقریبا میانگین سایز سنسورهای تصویربرداری دوربین مداربسته افزایش یافته اند. با افزایش رزولوشنها به 3، 4 ، 5 مگاپیکسل و 4K و ... سنسورهای تصویری بزرگتر از 1/3” بیش از پیش رایج شدند.
سنسورهای 1/2” با رزولوشن 1080P در اوج
بیشترین تغییر در ابعاد سنسورهای تصویربرداری همزمان با افزایش محبوبیت سنسورهای تصویربرداری 1/2" با رزولوشن 1080P رخ داد. تعداد محدودی از شرکتهای سازنده فهمیدند باید از مدلهای ویژه ای با ابعاد 1/2” و رزولوشن 1080P در دوربینهای مداربسته برای کار در شرایط نور فوق العاده کم (Super Low Light) استفاده کنند.
پنهان سازی ابعاد سنسورهای تصویربرداری
از سویی دیگر ابعاد سنسورهای تصویربرداری همچنان بخش پنهان ماجرا بود و بسیاری از شرکتهای سازنده دوربین مداربسته از عنوان آن در برگه های مشخصات دوربین مداربسته اجتناب می کردند. مثلا در مشخصات تنها به عنوان سایز سنسور بسنده می شود :
P3353/P3363-V: Progressive scan RGB CMOS 1/3”
با سی سی تی وی آنلاین در روزهای آتی با مقالات آموزشی دوربین مداربسته و اخبار بازار سیستمهای نظارت تصویری همراه ما باشید.