velo-foto.ru — сайт о велосипедах и фотографии.      . Что лучше cmos или ccd для камеры заднего вида


CMOS и CCD матрицы для автомобильных камер заднего вида

CCD и CMOS: в чем разница между ПЗС и КПОМ матрицами для камеры?

На сегодняшний день существует две различные, часто рассматриваемые как конкурирующие, технологии по производству датчиков, обеспечивающих получение цифрового изображения. Первая – прибор с обратной зарядной связью (ПЗС), вторая – комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник (КМОП). И те, и другие датчики обладают уникальными достоинствами и слабыми сторонами, которые делают их пригодными для разного рода применений. Несмотря на утверждения производителей, каждый из которых отстаивает преимущество именно своей технологии, невозможно категорически утверждать, что одни датчики лучше, чем другие. Основанием для выбора той или иной линейки датчиков служит область применения и предпочтения конкретного пользователя.

      

Оба типа датчиков работают по схеме формирования электрического заряда из обычного света с последующей реализацией его в виде электрического сигнала. Датчик ПЗС содержит предельно малое количество узлов выхода (зачастую – всего один), которые преобразуют в напряжение заряд каждого уловленного пикселя, буферизуют его и посылают на выходы микросхемы в качестве аналогового сигнала. Захватом изображения могут заниматься все пиксели, что обеспечивает весьма хорошую однородность выходов (output's uniformity), которая является ключевым фактором качества изображения.

КМОП-датчик содержит индивидуальные преобразователи заряда в напряжение для каждого пикселя, а также зачастую имеет схему для оцифровки, что обеспечивает подачу на выходы микросхемы цифрового сигнала. Однако наличие этих дополнительных функциональных узлов уменьшает использующуюся для уловления падающего света площадь кристалла. Наличие собственного преобразователя для каждого пикселя также понижает однородность выхода КМОП датчиков. Зато для датчиков этого типа требуется значительно меньшее число внешних схем, выполняющих основные операции.

С начала 1970х годов лидирующую позицию на рынке твердотельных датчиков занимали датчики ПЗС. Основной причиной тому служило более высокое качество изображения, которое они предоставляли. Существовавшие в то время в кремниевой промышленности технологии не могли обеспечить большую однородность и малые размеры элементов, требуемые для производства КМОП датчиков. Однако лишь относительно недавно был достигнут уровень полупроводникового производства, позволяющий изготавливать пригодные по качеству и цене для использования в системах, дающих изображение среднего уровня, датчики КМОП.

 

CMOS день                                                                                      CCD день

   

 

CMOS ночь                                                                                       CCD ночь

   

 

Тем не менее, до сих пор датчики ПЗС обеспечивают более высокое качество изображения (по шумам и квантовой эффективности), равно как и большую гибкость затрат на этапе разработки системы. Именно поэтому они продолжают превалировать в областях, требующих наилучшего качества изображения, таких как наука, медицина и промышленность.

Преимуществами КМОП-датчиков являются большая интеграция (количество функций на одном кристалле), меньшая рассеиваемая мощность (опять же на уровне одного кристалла) и более компактный размер системы. Платой за это является качество изображения и гибкость. Они идеально подходят для компактных изделий, для которых качество изображения менее важно, чем габариты, например, для камер видеонаблюдения, периферийных компьютерных устройств, игрушек, факсов и некоторых автомобильных устройств.

По стоимости кристаллов оба типа датчиков примерно равны. Ранее сторонниками технологии КМОП утверждалось, что эти датчики гораздо дешевле за счёт возможности применения при их изготовлении тех же технологических линий, на которых производятся микросхемы логики и памяти высокой плотности. Но оказалось, что это не совсем верно. Для получения хорошего качества изображения, при производстве датчиков КМОП необходимо использование специальных технологических процессов, характерных для устройств, обрабатывающих смешанные сигналы низкой плотности. Кроме того, производство КМОП-датчиков требует большего количества кремния. Также, несмотря на меньшее количество компонентов и более низкую потребляемую мощность, для компенсации потери качества изображения КМОП-камере может потребоваться применение дополнительных схем для обработки сигнала.

Инвестируемые в разработку и производство КМОП-датчиков финансы позволяют постоянно совершенствовать их, приближая качество изображения к тому, что обеспечивается датчиками ПЗС. Однако, в ближайшем обозримом будущем эти две технологии, скорее всего, будут применяться в дополнении друг к другу.

podgolovnik.ru

Какая матрица лучше CMOS или CCD?

В последние годы CCD (charge-coupled device, ПЗС — прибор с обратной зарядной связью) и CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor, КМОП комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник) матрицы находятся в состоянии соперничества друг с другом, но до сих пор битва продолжается а победитель пока не определен.

Постоянно проводятся тесты и различные эксперименты, в ходе которых становятся понятны сильние и слабые стороны этих технологий. В предыдущей статье Что такое матрица фотоаппарата? мы рассказали о обеих технологиях, но давайте в этом посте посмотрим на матриц, с научной стороны.

Преимущества и недостатки CMOS матриц

Основная причина, по которой фото-камеры начали выпускать с CMOS матрицами — это дешевая стоимость в производстве, низкое энергопотребление (почти в 100 раз) и высокое быстродействие.

CMOS матрицы имеют возможность произвольного считывания ячеек а в CCD матрице считывание происходит со всех ячеек за один раз.

 структура CMOS и CCD матрицБлагодаря этому способу считывания, у КМОП матриц отсутствует так называемый эффект «смиринга» (от англ. smearing – размазывание), который есть у CCD матриц и проявляется в кадре как вертикальные «столбы света» от точечных ярких объектов, как от солнца, ярких лампочек.

CMOS или CCD

Не смотря на плюсы, у КМОП технологии есть и свои недостатки. Малый размер светочувствительного элемента по сравнению площади пикселя. Большая часть площади занимает электроника, встроенной в пиксель. А малая площадь светочувствительного элемента отражается на малой чувствительностьи, предусиление сигнала, приводит к увеличению шумов на картинке.

Но технология совершенствуется, и с временем КМОП может успешно конкурировать с ПЗС.

У этой технологии ещё и есть так называемый эффект «rolling shutter» (бегущий затвор). Связан этот эффект, с считыванием сигнала в CMOS матрицах,а здесь кадр считывается строка за строкой.

Rolling shutter эффект наблюдается в основном при съёмках быстро движущихся объектов или когда с автомобиля снимаете улицу, то можно увидеть что вертикальные объекты кривые.

 эффект бегущий затвор

Это происходит потому, что сначала считываются верхние строки матрицы, а в потом – нижние, но за это время, вы уже проедете заметное расстояние и в результате этого дерево на полученном видео будет уже не прямое, а наклонное.

 эффект rolling shutter

Преимущества и недостатки CCD матриц

CCD сенсоры используются на протяжении многих лет, поэтому ПЗС-технология совершенствовался со временем и по прежнему имеют ряд преимуществ перед CMOS матрицами. CCD матицы имеют более совершенный электронный затвор, который очень важен для фиксации быстрых перемещений (движений).Также отличается низким уровнем шума, имеет хорошую чувствительность в ближнем ИК-диапазоне, при низкой освещенности снимает очень хорошо.

У ПЗС сенсоров отсутствует вибрация и rolling shutter эффект, привычный для КМОП. Для примера посмотрите видео с сравнением ПЗС и КМОП сенсоров.

 

Камеры с CCD сенсорами сегодня практически не производятся, но в скором будущем будет другая баталия — CMOS vs Foveon.

На данный момент CMOS технология ни чем не уступает CCD, и с каждым днём развивается, и очень сложно отличить изображение одной матрицы от другого, хотя найдется много людей, которые будут упорно пиарить CMOS, и наоборот.

(7163)

dslrclub.ru

CCD против CMOS. Сравнение цвета на примере Nikon D80 и Nikon D800.

CCD против CMOS. Сравнение цвета на примере Nikon D80 и Nikon D800.

Всем привет.

Довольно часто, на барахолках можно увидеть, как более старую камеру продают дороже, чем её обновлённую версию, или как люди, у которых есть хорошая камера, ищут какое-нибудь старьё, и готовы отдать за него вполне приличную сумму денег. Ситуации бывают разные, но в большинстве случаев, этому «феномену» есть одно объяснение — CCD матрица. О том, что это за матрица, и почему за ней охотятся фотографы, мы и поговорим в этой статье.

Вдаваться в теорию о том, что такое CCD матрица, а что такое CMOS матрица (та, которая используется практически во всех современных зеркальных и беззеркальных камерах), мы не будем. Об этом уже написано достаточно статей, и эта тема сама по себе такая, что простым языком её объяснить сложно. Мы пойдём с точки зрения обычного фотографа-любителя.

Итак, CCD (или ПЗС) матрица — это матрица, которая использовалась в первых цифровых зеркальных фотоаппаратах. В современных зеркальных фотоаппаратах (по крайней мере у фирм Canon, Nikon и Sony), данная матрица не используется. Список моделей у «большой тройки», которые выпускались с CCD матрицами, выглядит следующим образом:

Canon — Canon 1D. У компании Canon всего одна зеркалка с ПЗС матрицей, да и та была выпущена в 2001 году.

Nikon — D1, D1H, D1X, D100, D70, D50, D70s, D200, D80, D40, D40X, D60, D3000. Итого — 13 моделей камер. Камеры написаны в хронологическом порядке их выхода на рынок. Последняя вышла в июне 2009.

Sony — A100, A200, A300, A350, A380, A230, A330, A290, A390 — итого — 9 моделей. Последняя вышла в июне 2010.

Если вкратце описать то, почему CCD матрицы ушли с рынка, то можно выделить несколько пунктов:

  • Они дороже в производстве.
  • Они сильнее шумят на высоких значениях ISO (на ISO 1000 на них уже довольно сильный шум).
  • У них больше энергопотребление.

Почему же они тогда так долго были на рынке? Ответ прост — CMOS матрицы не всегда были такими, какими они стали сейчас (с) Капитан Очевидность :). Долгое время CMOS матрицы уступали по всем ключевым характеристикам матрицам CCD, но, в настоящее время, всё стало совсем наоборот. Хотя, стоит отметить, что при хороших условиях съёмки, снимки с CCD матрицы и CMOS, даже без пост обработки, отличить могут не только лишь все, мало кто может это сделать :).

Но всё-таки многие фотографы видят разницу между CCD и CMOS матрицей, особенно сильно видна разница в цвете, и именно об этой разнице мы и поговорим в этой статье.

 

Итак, некоторое время назад, наслушавшись про цвет CCD матриц, я не удержался, и купил себе зеркальный фотоаппарат Nikon D80, так сказать, чтобы «вкусить цвета». Но в итоге, я поснимал на этот фотоаппарат несколько раз, и закинул его на верхнюю полку в шкафу. Спору нет, разница в цвете действительно есть, она видна, но стоит-ли ради неё покупать фотоаппарат на CCD матрице — это вопрос спорный.

Со временем мой D80 стал глючить, у него начала появляться ошибка Err, при которой нужно руками поднимать зеркало, и нажимать на кнопку спуска, чтобы можно было сделать 1 кадр, и я решил его продать (либо как есть, либо сначала отремонтировать), но перед продажей я решил сделать несколько сравнительных кадров против CMOS матрицы, чтобы показать разницу, и возможно уберечь (а может наоборот, убедить) некоторых от покупки не нужной «раритетной» вещи.

 

Для данного тестирования была использована следующая техника:

  • Зеркальный фотоаппарат Nikon D80 с CCD матрицей.
  • Зеркальный фотоаппарат Nikon D800 с CMOS матрицей, переведённый в кроп режим (чтобы снимки были максимально похожими).
  • Объектив — Nikkor AF-S 35mm f/1.8G DX.

Было сделано несколько кадров, в ручном режиме, при одинаковых настройках. Все изображения были переведены из RAW в JPEG вообще без какой-либо коррекции, и сжаты до разрешения 3000х2000 (ссылка на RAW файлы будет в конце статьи).

Все изображения загружены на сайт flickr, в статье будут превью фотографий, при нажатии на которые, фото будут открываться в новом окне на сайте flickr. Под фотографиями будет ссылка на весь альбом на сайте flickr. В статье я выложу не все фотографии, покажу более наглядные.

Kadr1 D80Nikon D80Kadr1 D800Nikon D800Kadr2 D80Nikon D80Kadr2 D800Nikon D800Kadr4 D80Nikon D80Kadr4 D800Nikon D800Kadr6 D80Nikon D80Kadr6 D800Nikon D800Kadr7 D80Nikon D80Kadr7 D800Nikon D800Ссылка на альбом: https://www.flickr.com/gp/ve1ofoto/78443K

Несмотря на то, что камеры на одинаковых настройках выдали немного разную по яркости картинку, на цвет это не повлияло. На фотографиях ясно видно, что цвет у камеры D80 действительно более насыщенный, и для большинства, наверняка, более приятный.  Стоит-ли покупать себе камеру с CCD матрицей ради этого? Разницу я Вам показал, ссылка на папку с RAW файлами также будет, поэтому, смотрите, и решайте, нужно-ли оно Вам.

От себя хотелось бы добавить, что перед покупкой подобных вещей «для души», хорошенько подумайте, не станут-ли они вещами «для сбора пыли».  Судя по своему опыту, опыту друзей, а также опыту разных фотографов, за кем я слежу в интернете, которые купили себе всяких старых мануальных объективов, или разного рода объективов типа «фишай» или «ленсбеби», и прочей «хреновины для неторопливой душевной съёмки», всё это стало просто «хламом», который занимает место, и используется в лучшем случае 1 раз в месяц (и то, не в каждый месяц). Конечно, есть и исключения, есть люди, которые всеми этими «вещами для души» действительно пользуется, но таких очень мало.

 

А на этом всё, в этот раз статейка вышла совсем короткая. Но растягивать её просто для объёма я не хочу, а всё, что я хотел, я в статье показал.

Ссылка на папку с RAW файлами: https://yadi.sk/d/V_dXd9hehc2vU

 

Спасибо за внимание, если возникли вопросы, или Вы хотите просто поделиться своим опытом или мнением, пишите в комментариях.

 

автор: Игорь Гончаров.

 

Со списком всех статей, Вы можете ознакомиться в разделе  «О сайте».

 

Вы можете поделиться этой статьёй со своими друзьями, просто кликните на иконку Вашей любимой социальной сети ниже:

velo-foto.ru

Как выбрать и подключить автомобильную видеокамеру переднего или заднего обзора

Видеокамера для автомобиля выполняет множество полезных задач, и самая важная – это обеспечение безопасности и удобства при парковке автомобиля. Не менее полезна функция фиксации видео, ведь в современном мире доказать что-либо без наглядных фактов весьма сложно. Камеры бывают заднего и переднего вида, а также есть выносные модели для подключения к регистратору. О каждом виде более подробно написано ниже.

Какие бывают камеры заднего вида

Камера заднего вида позволяет водителю видеть то, что происходит в «слепых зонах». В комплект помимо самой камеры входит также монитор, а также комплект кабелей и контроллер.  Установка такой аппаратуры обойдется недешево, но она себя оправдывает. При этом способ расположения камеры на автомобиле может быть разным. Идеальный вариант расположения обеспечивает максимально эффективный обзор, при этом устройство должно не слишком бросаться в глаза. Исходя из этого, различают следующие конструкции камер.

Штатная

Ее местоположение – подсветка номеров или специальный разъем под камеру, если он предусмотрен производителем. В первом случае она не только выполняют функцию съемки, но и подсвечивает номера. Достоинством такой модели является простота установки, незаметность, а также отсутствие необходимости вскрывать обшивку, чтобы спрятать провода. Минусом является высокая стоимость, и далеко не на любое авто есть такие устройства.

Штатная камера

Врезная

Для ее установки в заднем бампере просверливается специальное отверстие, куда устройство устанавливается с помощью специальных защелок или фиксатора. Плюс — незаметность, минус – необходимость делать дыру в машине.

Врезная камера

Универсальная

Устройство имеет специальный кронштейн, который можно закрепить на любой поверхности. Сделать это можно с помощью двустороннего скотча (очень ненадежно) или же закрутить шурупами. Достоинство – цена и легкость установки. Минусом является необходимость делать дырки в машине, а также она очень заметна, что может послужить причиной для ее кражи. Такую камеру опасно оставлять на ночь, если машина стоит на улице.

Универсальная камера

Встраиваемая в рамку для номера

Такую камеру можно установить практически в любую рамку под номер автомобиля, при этом устройство имеет плоский размер, чтобы не очень выделяться, и обладает функцией наклона для выставления оптимального обзора. Такую камеру очень легко установить, она малозаметна, но и украсть ее очень просто.

Встраиваемая

Монтируемая на заднее стекло

Такая модель крепится непосредственно к стеклу сзади. Плюс – простота крепления. Минус – плохой обзор, ведь устройство не видит того, что находится в непосредственной близости от бампера и скорее служит для записи происходящего за автомобилем.

Подключение камеры заднего вида

Любая камера заднего вида должна выводить картинку на какой-то экран. Существует три варианта экранов – штатный компьютер в машине, отдельный монитор или же подключение видеокамеры к видеорегистратору. Для того чтобы подключить авто-видеокамеру к штатному компьютеру, в последнем должен быть свободный видеовход. Аналогичным образом осуществляется подключение видеокамеры к видеорегистратору.

Совет! При выборе видеорегистратора нужно обратить внимание на разъем AV-IN: только через него камеру можно подключить проводом.

Некоторые модели камер сразу поставляются в комплекте с родным монитором, который может быть монтирован на авто к зеркалу заднего вида (чаще всего вместо него) или же просто устанавливается отдельно.

Камера в комплекте

Между собой камера соединяется с монитором либо по радиосвязи, либо проводами. В первом случае пользователю не нужно протягивать провода и прятать их, но иногда при мощных помехах связь может потеряться. Беспроводное подключение осуществляется с помощью FM-модулятора, чаще всего таким способом выводят изображение на монитор или навигатор. Если в качестве экрана использовать смартфон или планшет, то можно настроить соединение по Wi-Fi.

Камеры для переднего обзора

Многие водители считают, что камера переднего обзора – это роскошь, и особой необходимости в них нет. Однако порой случаются ситуации, что в силу ограниченности пространства увидеть бордюр или препятствие на земле сложно. Именно для таких ситуаций созданы камеры фронтального наблюдения. Способов установки подобных моделей несколько:

  • в номерной знак;
  • решетка радиатора или эмблема автомобиля;
  • врезная;
  • универсальная.

Камера передняя боковая

Значительных отличий между установкой фронтальных и задних камер нет. Подключение осуществляется либо к штатному экрану, либо к монитору из комплекта (купленному отдельно), а также есть возможность вывода изображения на видеорегистратор или навигатор. Способы подключения аналогичны – провод или радиосвязь.

Видеокамера для регистратора

В последние годы рынок аксессуаров для авто постоянно расширяется. Несколько лет назад ажиотаж вызвали видеорегистраторы, а сегодня более популярным решением становится не просто регистратор, но устройство с выносной камерой.

Необходимость дополнительной камеры вполне очевидна – она позволяет фиксировать изображение сзади или сбоку, обеспечивает возможность увеличить угол обзора при съемке впереди, если штатная камера имеет небольшой угол обзора. Кроме того, она может понадобиться для съемки салона автобуса или маршрутного такси.

Выносная камера

Существует два варианта положения второй камеры: она может быть установлена в главном устройстве, но просто направлена в другую сторону, или же она полностью выносная, и место ее размещения зависит исключительно от нужд водителя. Второй вариант более удобный, но придется прокладывать провода или подключать иным способом (беспроводная связь). Наиболее распространенный вариант – подключение проводом через разъем AV-IN.

Важные характеристики для выбора

Многие владельцы авто часто не задумываются о том, какая должна быть автомобильная видеокамера, и главным критерием выбора становится цена. Это не слишком правильный подход, так как существует несколько важных моментов, которые отличают одну модель от другой.

  1. Разрешение экрана. Любая камера заднего вида в первую очередь обеспечивает обзор — это облегчает парковку или поворот. Исходя из этого очевидно, что видео с заднего регистратора нужно смотреть в режиме онлайн, а значит, выбирать разрешение изображения больше, чем 720*576 точек, смысла нет. Причина в том, что многие камеры поставляются в комплекте или же выводятся на экран размером не более 7 дюймов, а чаще всего еще меньше. Таким образом, больший размер изображения просто не будет актуален для небольшого дисплея. Но если речь идет именно о съемке видео для его дальнейшего просмотра на большом мониторе, лучше выбирать модели от 720р и выше.
  2. Размер дисплея. Выше было сказано, что в своем большинстве дисплеи для обзора имеют размер 4 – 7 дюймов. Это оптимальный вариант, который позволит рассмотреть происходящее на экране и при этом не занимает много места.
  3. Матрица. В настоящее время более популярны модели с матрицами типа CMOS, они обрабатывают сигнал с каждого пикселя и выводят его сразу на экран. Еще недавно основным конкурентом таких матриц являлись сенсоры CCD, их преимущество в более качественной картинке, но при этом изображение выводится с запозданием. CMOS матрицы, выпускаемые сегодня, ничем не уступают CCD и стоят дешевле.
  4. Разрешение матрицы. Большинство людей по сей день считают, что большое количество пикселей является плюсом. На самом деле для камер видеонаблюдения в автомобиле вполне достаточно 0,3 мегапикселя. Это обусловлено стандартом передачи видеосигнала – NTSC или PAL. Больше просто не будет понято устройству. За счет этого стандарта удалось добиться единого способа подключения и его простоты.
  5. Угол обзора. Здесь нужно исходить из принципа — чем больше, тем лучше. Оптимальный вариант – 170 градусов. Однако, чем больше угол, тем хуже картинка. Это не значит, что с углом в 170 градусов ничего нельзя будет рассмотреть, но дешевые модели часто дают некачественное изображение.Угол обзора
  6. Класс защищенности. Ввиду того, что камера для автомобиля является выносной, она должна иметь защиту от влаги и пыли. Есть три стандарта защиты – IP66,67,68. Последний вариант самый лучший и надежный. Не менее важно, чтобы устройство имело широкий диапазон рабочих температур и выдерживало как минус, так и высокий плюс. Оптимальный вариант от – 30 до +75.
  7. Поддержка статистической разметки. Эта функция выводит на изображение разметку, которая позволяет оценить расстояние до объекта. Не все камеры обладают такой функцией, однако ее наличие существенно облегчает жизни. При необходимости разметку можно отключить.Поддержка статистической разметки
  8. Подсветка. Камера с ИК-подсветкой не совсем актуальна для автомобиля, так как гораздо больше освещения дают фары автомобиля. Тем не менее, освещенность рассчитывается в люксах, и минимальное значение может составлять 0,01 люкса. Для хорошей камеры оно не должны быть менее 0,1 люкса.ИК-подсветка

Для камер заднего обзора очень полезной является функция зеркального изображения. Она переводит изображение таким образом, что оно ничем не отличается от того, что водитель видит в зеркале. Такая функция может быть отключена в случае ненадобности.

tehnika.expert


Смотрите также