چيپ تصوير CCD دوربين مداربسته / صداي دوطرفه در دوربين مداربسته
چيپ هاي تصوير CCD دسته اي چيپ هاي تصوير در دوربين هاي مداربسته هستند كه به واسطه حساسيت بالا نسبت به نور و رنگ ها مورد توجه قرار مي گيرند. CCD مخفف Charged Coupled Device نوعي سنسور تصوير است و يكي از اجزاي كليدي در اغلب دوربين هاي مداربسته محسوب مي گردد. بعضي از دوربين ها نيز از سنسور ديگري با نام سنسور CMOS استفاده مي كنند كه در مقالات قبلي توضيح داديم. در اين مقاله قصد داريم نگاهي دقيق تر به ساختار سنسور CCD پرداخته و تفاوت هاي آن را با CMOS بازگو كنيم.
در ابتدا به مرور تعريف اساسي سنسور تصوير مي پردازيم. حسگر تصوير بخشي از اجزاي ساختاري دوربين مداربسته است كه نور تابيده به لنز را دريافت كرده و آن را به سيگنال هاي الكتريكي تبديل مي كند كه در نهايت تصوير نهايي را كه مي بينيد تشكيل مي دهد. عملكرد اين سنسور ها بسيار شبيه به سلول هاي خورشيدي در تبديل نور به انرژي الكتريكي است. همچنين شكل ساختاري آنها نيز مانند يك سلول خورشيدي است. سنسور هاي CCD و CMOS معمولا بر روي تراشه هاي مداري يكپارچه اي تعبيه شده و داراي سايزهاي مختلفي هستند.
CCD ها را مي توان به عنوان لايه هاي فوتواكتيوي در نظر گرفت كه داراي يك سري حفره بر روي خود هستند. زماني كه نور به اين لايه ها برخورد مي كند بسته هاي الكتروني داخل اين گودال ها جمع شده و سپس به صورت سيگنال منتقل مي گردند. در واقع تفاوت اساسي سنسور هاي CCD و CMOS در نحوه انتقال اين الكترون هاست. در سنسور CCD اساسا بارهاي الكتريكي به يك نقطه بر روي تراشه منتقل شده و سپس توسط يكي كانورتر ADC آنالوگ-به-ديجيتال محتويات هر پيكسل به يك سيگنال ديجيتال تبديل مي گردد. از سوي ديگر، CMOS ها براي انتقال بارها از ترانزيستورهاي موجود در هر پيكسل استفاده مي كنند.
از جمله تفاوت هاي كلي اين دو سنسور مي توان به موارد زير اشاره نمود:
- CCD ها تصوير با كيفيت تري ارائه مي دهند.
- CMOS ها داراي حساسيت كمتري نسبت به نور هستند.
- CCD ها به اندازه 100 برابر بيشتر از CMOS ها انرژي برق مصرف مي كنند.
- CCD ها معمولا تعداد پيكسل هاي بيشتري دارند.
- CCD ها معمولا گران قيمت تر ازها CMOS هستند.
اگر چه سنسور CCD گران تر از CMOS است، اما حساسيت بالاي آنها نسبت به نور آنها را تبديل به گزينه بهتري براي استفاده در دوربين هاي مداربسته از اين نظر مي كند. اين سنسورها تقريبا 70 درصد از نوري را كه به آنها برخورد مي كند را جذب مي كنند. علاوه بر اين، اغلب CCD هاي توليد شده ذاتا به اشعه مادون قرمز نيز حساس هستند لذا براي تصويربرداري در شب نيز مناسب هستند. بسياري از دوربين هاي مداربسته كه مجهز به چيپ تصوير CMOS هستند اغلب ارزان تر از دوربين هاي CCD بوده و در شرايط كم نور عملكرد خوبي ندارند و تصاوير با كيفيتي نيز توليد نمي كنند. بزرگترين اشكال سنسور CCD در مقايسه با CMOS در دوربين هاي مداربسته مصرف برق آنها است. با اين حال، دوربين هاي مداربسته به طور معمول داراي منبع تغذيه يا آداپتور دوربين مداربسته منبع تغذيه اي جداگانه براي خود هستند. يكي از مزاياي سنسور CMOS نسبت به CCD مي تواند در دوربين هاي مستقل از برق و باتري خور باشد چون CMOS ها به انرژي الكتريكي كمتري نيازمندند.
به طور كلي مزايا و معايب سنسور CCD در موارد زير خلاصه مي گردد:
مزايا:
- عملكرد خوب در شرايط نور كم
- حساسيت بالا نسبت به نور
- حساسيت كم نسبت به لرزش ها
- ارائه تصوير با نويز كمتر
- ارائه تصوير با كيفيت بالا
معايب:
- مصرف بالاي برق
- گران قيمت بودن
امروز با توجه به پيشرفت چيپ هاي CMOS استفاده از CCD ها در دوربين هاي مداربسته بسيار محدود شده است. در ادامه براي اطلاعات بيشتر براي انتخاب ميان اين دو سنسور مي توانيد به مطلب زير مراجعه كنيد:
مقايسه سنسور CMOS و CCD در دوربين مداربسته
1. تفاوت ساختاري و پردازشي در سنسور CMOS و CCD
در سنسور هاي CCD تبديل سيگنال هاي آنالوگ به ديجيتال، خارج از سنسور ها انجام مي شود، كه باعث مي شود تا دوربين هاي مدار بسته به زمان بيشتري براي تشكيل تصوير نياز داشته باشند. اما در سنسورهاي CMOS تمامي پروسه پردازش بر روي يك تراشه الكترونيكي انجام مي گردد. CMOS ها اغلب نيازمند پهناي باند كمتري هستند. از طرف ديگر سنسور هاي تصوير CCD براي تقويت و تبديل سيگنال هاي آنالوگ به ديجيتال نيازمند مدارات و پردازنده هاي داخلي و خارجي هستند. و تمام اينها دلايلي است كه باعث مي گردد تا يك سنسور CCD اغلب با داغ شدن بيش از حد حين كار مواجه گردد.
2. تفاوت در كيفيت تصوير CMOS و CCD
دوربين هاي مدار بسته مجهز به سنسور CCD به طور معمول تصاوير با كيفيت تري ارائه مي كنند. با اين حال با پيشرفت تكنولوژي امروزه سنسور هاي CMOS نيز از لحاظ كيفيت تصوير قادر به رقابت با سنسورهاي CCD بوده و از اين نظر تقريبا با يكديگر برابري مي كنند.
3. تصويربرداري در نور كم
در سنسور هاي تصوير CCD سلول هاي شارژ شده با بار الكتريكي در داخل تراشه قرار دارند و اين امر از تار شدن تصاوير جلوگيري مي كند. بنابراين سنسورهاي تصوير CCD در دوربين هاي مداربسته نسبت به نور حساسيت طيفي بالاتري داشته و نويز كمتري ايجاد مي كنند.
- واحد QE يا (Quantum Efficiency= كارايي كوانتومي) براي سنجش كيفيت تبديل فوتون هاي نور به سيگنال هاي الكتريكي توسط دو سنسور CMOS و CCD استفاده مي گردد. هرچه تعداد الكترون هاي موجود در يك پيكسل يا براي تشكيل يك پيكسل بيشتر باشد آن سنسور كارايي و حساسيت بالاتري نيز خواهد داشت.
- واحد RN نيز براي سنجش ميزان نويز موجود در تصاوير است. هرچه RN بالاتر باشد حساسيت سنسور بالاتر مي باشد.
دوربين هاي مداربسته مجهز به سنسور CCD داراي عملكرد بهتري در نور كم يا شب بودند، به ويژه در مناطقي با دماي بالاتر. اما امروزه دوربين هاي مداربسته مجهز به سنسور CMOS حتي مي توانند از اين نظر از سنسورهاي CCD پيشي بگيرند.
صداي دوطرفه در دوربين مداربسته
اصطلاح Two-way audio يا صداي دوطرفه در دوربين مداربسته و دستگاه هاي ضبط كننده هايك ويژن، به ساختار ورودي خروجي هاي دوربين اشاره مي كند.
صداي دوطرفه در دوربين مداربسته چطور كار مي كند؟
كاركرد صداي دوطرفه بسيار ساده است. دستگاه يا دوربين يك ورودي صدا دارد كه ميكروفن به آن متصل مي شود يا ميكروفن داخلي به آن متصل شده. خروجي نيز به بلندگو متصل مي شود و صداي محيط را پخش مي كند. با همين ساختار ساده مي توان شرايطي ايجاد كرد كه يك فرد بتواند با دوربين صحبت كند و طرف مقابل در حال نمايش تصاوير پاسخ او را بدهد. براي اطلاعات بيشتر به مقاله دوربين هايك ويژن با قابليت ضبط صدا مراجعه كنيد.
آيا همه دستگاه هاي هايك ويژن صداي دوطرفه دارند؟
تقريبا هيچ يك از دوربين هاي آنالوگ هايك ويژن به خودي خود ورودي صدا ندارند، در سيستم هاي آنالوگ صدا بايد مستقيما به دستگاه DVR هايك ويژن متصل شود. در دوربين هاي تحت شبكه، برخي از دوربين هاي كه در پايان كد با حرف S مشخص شده اند داراي امكان اتصال صدا هستند. البته صدا مي تواند به دستگاه NVR نيز متصل شود. براي اطلاعات دقيق در اين رابطه به كاتالوگ دوربين يا دستگاه مراجعه كنيد.