Sensor: refere -se a um sensor de imagem, cuja superfície contém vários milh?es a dezenas de milh?es de fotodiodos. é um chip semicondutor que converte imagens ópticas em sinais elétricos.
Pixel: Um pixel é a unidade básica de um sensor. Uma imagem é composta de pixels e o número de pixels indica a quantidade de elementos fotossensíveis contidos na camera.
Resolu??o: Refere -se ao número máximo de pixels que uma imagem pode acomodar nas dire??es horizontal e vertical.
Tamanho do pixel: refere -se ao tamanho real representado por um pixel nas dire??es de comprimento e largura.
Vividamente representados pela figura acima, os pixels representam o número total de grades pretas nesta imagem, que é de 91 pixels, enquanto a resolu??o se refere ao número de grades pretas no comprimento e largura, respectivamente. A figura mostrada acima é 13*7. O tamanho do pixel é o tamanho representado por cada grade preta nesta imagem, e a unidade geralmente é micr?metros. Quando o tamanho da imagem é constante, quanto maior o tamanho do pixel, menor a resolu??o e menor a clareza.
Matriz de filtro colorido da BayerAntecedentes: Depois que as pessoas tinham sensores que podiam sentir a intensidade da luz, elas só podiam tirar fotos pretas - e - brancas (imagens em escala de cinza) porque os sensores naquele momento só podiam sentir a intensidade da luz, mas n?o a cor. Se alguém quisesse obter uma imagem colorida, o método mais direto era adicionar filtros de cores diferentes. Portanto, a matriz da Bayer foi desenvolvida. é composto de filtros vermelhos, verdes e azuis dispostos alternadamente em um padr?o regular. Um filtro de uma das cores RGB é colocado em cada pixel, permitindo apenas a luz de uma cor específica.
Forma??o Bayer: por Eastman. O Bayer Array, inventado por Bryce Bayer, um cientista da Kodak, em 1976, ainda é amplamente utilizado no campo do processamento de imagens digitais até hoje.
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Células oculares humanas
No olho humano, existem dois tipos de células visuais: cone - em forma de haste -
As células do cone s?o classificadas em três tipos: células fotorreceptoras vermelhas, células fotorreceptoras verdes (as mais sensíveis) e células fotorreceptoras azuis. Eles n?o s?o sensíveis quando a ilumina??o é baixa. Somente quando a intensidade da luz atingir uma certa condi??o, as células do cone podem funcionar.
As células da haste s?o altamente sensíveis à luz e podem formar imagens de objetos em condi??es de ilumina??o muito fracas, mas n?o podem sentir cores.
Isso também explica por que as pessoas podem ver objetos à noite, mas n?o podem distinguir efetivamente suas cores.
A diferen?a entre CCD e CMOS
CCD (Casal Casal Dispositivo): Carga - Dispositivo acoplado, integrado em materiais de cristal único semicondutores.
CMOS (semicondutor de óxido de metal complementar): semicondutor de óxido de metal complementar, integrado a materiais semicondutores de óxidos metálicos.
Atualmente, no mercado de seguran?a, os sensores de imagem das cameras s?o CCD ou CMOs. Na era da vigilancia padr?o - Defini??o, as cameras analógicas e as cameras de rede padr?o - Defini??o geralmente usavam sensores CCD. No entanto, nos últimos anos, o CMOS está engolindo o mercado de CCD. Na era da alta vigilancia de defini??o, os CMOs substituíram gradualmente os sensores CCD.
1. Velocidade de leitura de informa??es
As informa??es de cobran?a armazenadas na carga do CCD - O dispositivo acoplado precisam ser transferidas um pouco a pouco para baixo sob o controle do sinal síncrono e, em seguida, amplificado uniformemente para a convers?o do ADC. A saída de transferência e leitura das informa??es de carga exige um circuito de controle de relógio e o circuito geral é relativamente complexo. Os sensores CMOS executam diretamente o ganho de amplifica??o e o analógico - para - convers?o digital dentro da unidade de luz - sensível, tornando a leitura do sinal muito simples. Eles também podem processar informa??es de imagem de cada unidade simultaneamente. Portanto, a velocidade de leitura dos CMOs é mais rápida que a do CCD.
2. Sensibilidade
Como cada pixel de um sensor CMOS contém circuitos adicionais (amplificadores e circuitos de convers?o A/D), a área sensível à luz de cada pixel ocupa apenas uma pequena parte da própria área do pixel. Portanto, quando o tamanho do pixel é o mesmo, a sensibilidade de um sensor CMOS é menor que a de um sensor CCD.
3. Ruído
Como cada fotodiodo no CMOS requer um amplificador, se medido em megapixels, s?o necessários milh?es de amplificadores. Como os amplificadores s?o circuitos analógicos, é difícil manter o ganho de amplifica??o de cada pixel consistente. Portanto, em compara??o com os sensores CCD que possuem apenas um amplificador, o ruído dos sensores CMOS aumentará significativamente, afetando a qualidade da imagem.
4. Consumo de energia
O método de aquisi??o de imagens dos sensores CMOS está ativo. A carga gerada pelo fotodiodo é diretamente amplificada e convertida pelo circuito adjacente. No entanto, os sensores de CCD s?o passivos na aquisi??o. Uma tens?o aplicada deve ser aplicada para fazer a carga em cada pixel se mover para baixo, e a tens?o aplicada geralmente requer 12 a 18V. Portanto, o CCD também requer design preciso da linha de alimenta??o e resistência à tens?o. A alta tens?o de dire??o torna o consumo de energia do CCD muito maior que o dos CMOs.
5. Custo
Como os sensores CMOS adotam o processo MOS, que é o mais comumente usado em circuitos gerais de semicondutores, os circuitos periféricos (como controle de tempo, CDs, ISP etc.) podem ser facilmente integrados ao chip do sensor, economizando assim o custo dos chips periféricos. O CCD transmite dados através da transferência de carga. Se apenas um pixel n?o operar, toda a linha de dados n?o poderá ser transmitida. Portanto, o rendimento do CCD é relativamente baixo. Além disso, seu processo de fabrica??o é complexo e apenas alguns fabricantes podem dominá -lo. Este também é o motivo do alto custo.
Velocidade do obturador
O obturador é um dispositivo usado para controlar o tempo de exposi??o e é um componente importante de uma camera. Sua estrutura, forma e fun??o s?o fatores importantes na medi??o do grau de uma camera. Os sensores de imagem CCD e CMOS usam persianas eletr?nicas, incluindo persianas globais e persianas.
Obturador global: todos os pixels do sensor coletam luz simultaneamente e exp?em simultaneamente. Ou seja, no início da exposi??o, o sensor come?a a coletar luz. No final da exposi??o, o circuito de coleta de luz é cortado e, em seguida, o valor do sensor é lido como um quadro.
Todos os pixels s?o expostos no mesmo momento, semelhante ao congelamento de um objeto em movimento, por isso é adequado para fotografar objetos rápidos - em movimento.
Rolando obturador: o sensor alcan?a isso através da exposi??o progressiva. No início da exposi??o, o sensor digitaliza linha por linha e exp?e linha por linha até que todos os pixels sejam expostos. Obviamente, todas as a??es s?o concluídas em um tempo extremamente curto e o tempo de exposi??o para diferentes pixels de linha varia.
é linha - por - exposi??o seqüencial de linha, por isso n?o é adequado para fotografar objetos em movimento. Se o objeto ou a camera estiver em um estado de movimento rápido durante o tiro, é muito provável que o resultado do tiroteio mostre fen?menos como "inclina??o", "balan?ando" ou "exposi??o parcial".
A tendência de desenvolvimento dos CMOs
1. Baixo - efeito de luz
O desenvolvimento do FSI tradicional (ilumina??o do lado da frente) do sensor CMOS iluminado ao BSI (ilumina??o traseira) traseiro - O sensor CMOS iluminado é um grande salto tecnológico. A maior otimiza??o do sensor CMOS iluminado - iluminado está na mudan?a da estrutura interna do componente. CMOs traseiros - Illuminados reverte a orienta??o dos componentes da camada sensível à luz, permitindo que a luz entrasse diretamente na parte traseira. Isso evita a influência do circuito entre os microlenses e o fotodiodo e o transistor na estrutura tradicional do sensor CMOS, aumentando significativamente a eficiência da luz e melhorando bastante o efeito de tiro em condi??es baixas de luz. Back - Sensores CMOS iluminados deram um salto qualitativo de sensibilidade em compara??o com os sensores tradicionais do CMOS. Como resultado, sua capacidade de foco e qualidade da imagem foram bastante aprimoradas sob baixa ilumina??o.
2. Supress?o de ruído
Por um lado, o algoritmo de detec??o de ruído especializado é diretamente integrado à lógica de controle do sensor de imagem CMOS. Através dessa tecnologia, o ruído fixo pode ser eliminado com sucesso. Por outro lado, várias inova??es tecnológicas s?o adotadas no ISP, como a tecnologia denoising, para melhorar o problema do ruído dos CMOs.
3. Alta integra??o
Uma das principais vantagens dos sensores CMOS. é um circuito com outras fun??es integradas em seu sensor. Por exemplo, o OV10633 lan?ado é um sensor de faixa dinamica de 720p HD. O modelo OV10633 integra as fun??es de processamento de sinais de imagem do WDR e ISP no mesmo chip do sensor de imagem.
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