Журнал "Системы Безопасности" № 2‘2021

В И Д Е О Н А Б Л Ю Д Е Н И Е И В И Д Е О А Н А Л И Т И К А 93 Матрицы камер видеонаблюдения Четкость изображения видеокамеры зависит от используемого в ней светочувствительного сен- сора (матрицы). Размер камер сильно умень- шился после появления матриц CCD (ПЗС, при- бор с зарядовой связью). Они были изобретены в 1969 г. Уиллардом Бойлом и Джорджем Сми- том в Лабораториях Белла (AT&T Bell Labs). Спо- собность элемента памяти матрицы принять заряд благодаря фотоэлектрическому эффекту дала возможность сделать использование ПЗС в видеонаблюдении основным. В 1970 г. у исследователей из Лабораторий получилось снимать картинку с помощью простых линей- ных устройств. Под воздействием света в любом пикселе мат- рицы возникают электроны. В течение заданного промежутка времени все пиксели постепенно заполняются электронами, пропорционально количеству попавшего в него света. По оконча- нии этого времени электрические заряды, накоп- ленные определенным пикселем, по очереди подаются на "выход" прибора и измеряются. Таким образом, для каждого последующего момента времени мы можем получить значе- ние накопленного заря- да и определить, како- му пикселю на матрице (номер строки и номер столбца) он соответ- ствует. Вначале использовались монохромные матрицы. Позже их заменили цвет- ные. Так как ночью невозможно получить каче- ственное цветное изображение, применялся спе- циальный фильтр, переводивший камеру в черно- белый режим в условиях плохой освещенности. Используя специальные фильтры матрицы, раз- деляют цветное изображения на составляющие. Камеры на основе ПЗС матриц использовались в течении многих лет, но возросла скорость про- цессоров видеокамеры, и связанное с этим появление мегапиксельных камер привело к тому, что скорость последовательного сканиро- вания стала недостаточной. Поэтому производи- тели были вынуждены перейти на КМОП-матри- цы (КМОП – комплементарная структура "металл – оксид – полупроводник", англ. CMOS). CMOS-технология предусматривает размеще- ние электронных компонентов непосредственно в любом пикселе светочувствительной матрицы. Главное преимущество технологии – малое энергопотребление в статическом состоянии. Это дает возможность использовать такие мат- рицы в составе энергонезависимых устройств, например в датчиках движения и системах наблюдения, находящихся большую часть вре- мени в режиме сна или ожидания события. Важным преимуществом матрицы КМОП являет- ся единство технологии с остальными, цифровы- ми элементами аппаратуры. Это приводит к воз- можности объединения на одном кристалле ана- логовой, цифровой и обрабатывающей части, что послужило основой для миниатюризации камер для самого разного оборудования и сни- жения их стоимости ввиду отказа от дополни- тельных процессорных микросхем. Возможность считывания нужных групп пикселей резко убы- стрила обработку изображения. Дополнительные усилительные схемы могут быть размещены в любом месте по цепи про- хождения сигнала. Это позволяет улучшить работу камеры в условиях недостаточного осве- щения. Возможность изменения коэффициента усиления для каждого цвета улучшает баланси- ровку белого. Производство КМОП-матриц намного дешевле в сравнении с ПЗС-матрицами, особенно при больших размерах матриц. К 2008 г. КМОП практически заменили ПЗС. Видеонаблюдение началось с дорог С момента изобретения передающей трубки Зворыкина до ее реального применения про- шло четверть века. Только в 1956 г. в Гамбурге www.secuteck.ru апрель – май 2021 Матрицы разделяют цветное изображения на составляющие Главное преимущество технологии CMOS – малое энергопотребление в статическом состоянии Иконоскоп Зворыкина – первое устройство, способное передавать изображение на расстояние www.upload.wikimedia.org Видеокамера КТП-67 1975 г. выпуска www.forum.cxem.net Технические характеристики: l чувствительность 0,1 лк; l разрешение от 380 до 420 теле- визионных линий; l угол обзора от 3,4 до 90 град; l угол обзора при использования поворотного устройства до 360 град; l питание 24 В; l потребляемый ток 250 мА; l длина 390 мм, ширина 220 мм, высота 140 мм; l Вес 4 кг