Первым, кто применил и разработал технологию цифровой обработки видеоинформации, была корпорация SONY. Последующим достижением в обработки видеоинформации стало применение цифрового процессора - DSP (Digital Signal Processor - Процессор цифровой обработки сигнала). Произошло это 1997 г. с выпуском первого DSP серии SS. Благодаря высокой надежности и качеству производства данной технологии, камеры на его основе завоевали популярность во всем мире и стали основным элементом современной аналоговой видеокамеры, а новый принцип обработки цветного изображения за многие годы превратился в стандарт построения камер видеонаблюдения.
После большого «шага вперед» развитие данного направление не стояло на месте. Все чаще стали появляться новые технологии обработки видеосигнала. Разрешение видеокамер стало гораздо больше чем 380ТВЛ. Средне статистическая видеокамера имеет разрешение до 600ТВЛ при этом используются следующие ПЗС матрицы:
Цветные ПЗС матрицы SONY
|
Наимено |
Диагональ |
Кол-во эффективных пикселей |
Чувствитель |
Корпус |
Кол-во выводов |
Технология изготов |
|
ICX419AKL |
1/2" - 8 мм |
752 x 582 |
1300 |
Керами |
20 |
- |
|
ICX429AKL |
1/2" - 8 мм |
752 x 582 |
1600 |
Керами |
20 |
EXview |
|
ICX419AKB |
1/2" - 8 мм |
752 x 582 |
1300 |
Малый керамический цилиндр |
16 |
- |
|
ICX259AK |
1/3" - 6 мм |
752 x 582 |
1100 |
Пластиковый DIP |
16 |
EXview |
|
ICX-NEW-09 |
1/3" - 6 мм |
752 x 582 |
2250 |
Пластиковый DIP |
16 |
Super HAD |
|
ICX409AK |
1/3" - 6 мм |
752 x 582 |
950 |
Пластиковый DIP |
16 |
Super HAD |
|
ICX255AK |
1/3" - 6 мм |
500 x 582 |
2000 |
Пластиковый DIP |
16 |
EXview |
|
ICX405AK |
1/3" - 6 мм |
500 x 582 |
1700 |
Пластиковый DIP |
16 |
Super HAD |
|
ICX279AK |
1/4" - 4,5мм |
752 x 582 |
800 |
Пластиковый DIP |
14 |
EXview |
|
ICX229AK |
1/4" - 4,5мм |
752 x 582 |
440 |
Пластиковый DIP |
14 |
- |
|
ICX207AK |
1/4" - 4,5мм |
500 x 582 |
800 |
Пластиковый DIP |
14 |
Super HAD |
|
ICX227AK |
1/4" - 4,5мм |
500 x 582 |
880 |
Пластиковый DIP |
14 |
- |
|
ICX207AKB |
1/4" - 4,5мм |
500 x 582 |
880 |
Малый керамический цилиндр |
13 |
Super HAD |
|
ICX239AKE |
1/6" - 3мм |
752 x 582 |
300 |
Керамичес |
12 |
- |
Новым переломным моментом в истории развития технологий в системах видеонаблюдения, стала разработка корпорацией SONY в 2009 году новых современных процессоров и ПЗС матриц, объединенная под торговой маркой "Effio".
Новые компоненты "Effio" включают в себя все самое наилучшее; богатый опыт, инновации, а также большое количество технологических усовершенствований, что позволило увеличить разрешение аналоговых камер видеонаблюдения, повысить отношение сигнал/шум, сделать более глубокой и насыщенной цветопередачу.
Решения «Корпорации» позволили увеличить горизонтальное разрешение до 700 ТВЛ за счет применения нового формата ПЗС матрицы 960H. SONY в будущем планирует расширять линейку "Effio", создавая новый мир аналоговых камер видеонаблюдения высокого разрешения - мир "Effio" 960H.
История развития марки Effio
Что такое Effio
Аббревиатура "Effio" (Enhanced Features and Fine Image) Processor обозначает - "Процессор с Расширенными Возможностями и Прекрасным Изображением".
ПЗС матрица разрешения 960H
Обозначение «960H» определяет количество эффективных пикселей по горизонтали CCD матрицы, а следовательно и качество изображения, формируемого камерой видеонаблюдения по горизонтали. В вертикальном направлении количество пикселей остается неизменным, и предопределено стандартом развертки аналогового видеосигнала, оно составляет 582 видимых строки.
По сравнению с предыдущими матрицами формата 760H, новый формат матриц 960H характеризуется увеличенным на 30% числом пикселей. Как следствие повышение четкости изображения видеокамеры.
Ниже приведена таблица соответствия между форматом матрицы и количеством эффективных пикселей, для камер видеонаблюдения стандарта PAL:
|
Формат 960H CCD |
Формат 760H CCD |
Формат 510H CCD |
|
|
Общее кол-во пикселей по горизонтали (H) и по вертикали (V) |
1020 (H) x 596 (V) |
795 (H) x 596 (V) |
537 (H) x 597 (V) |
|
Эффективное кол-во пикселей по горизонтали (H) и по вертикали (V) |
976 (H) x 582 (V) |
752 (H) x 582 (V) |
500 (H) x 582 (V) |
|
Общее / эффективное кол-во пикселей на ПЗС, округленное |
610 / 570 тысяч |
470 / 440 тысяч |
320 / 290 тысяч |
Горизонтальное разрешение до 700 ТВЛ
Разрешение по горизонтали представляет уровень детализации в горизонтальном направлении изображения, большее число указывает на более высокую четкость кадра, и как правило, измеряется в телевизионных линиях - ТВ линий, ТВЛ (англ. TV Line, TVL).
Используемый метод измерения ТВЛ называется JEITA (ТТК-4602B).
Процессор обработки изображения DSP Effio
Новые достижения в области технологии обработки видеосигнала повысили горизонтальное разрешение 600 ТВЛ даже на традиционных матрицах формата 760H, что впервые было получено на процессорах видеообработки ISP 4- и 7- поколений. Однако новый формат ПЗС матрицы 960H, которая является "глазом" камеры видеонаблюдения, позволяет достичь еще более естественного изображения повышенной четкости, что в сочетании с новыми технологиями обработки видеосигнала процессоров DSP Effio и хорошей "мегаписксельной" оптике обеспечивает горизонтальное разрешение до 700 ТВЛ.
Процессоры DSP SONY Effio
Под торговой маркой "Effio" корпорация SONY продвигает в первую очередь процессоры видеообработки - DSP Effio
Надеемся, что приведенная ниже информация позволит потребителям более осознанно подходить к покупке камер видеонаблюдения из линейки Effio, а также избежать недобросовестных продавцов.
Модельный ряд DSP Effio для камер видеонаблюдения
|
Модель |
Код процессора |
Основное применение |
|
"Effio-P" |
CDX4129GG |
CCTV камеры High-end класса DSP поддерживает расширенный динамический диапазон (WDR), 3D и 2D шумоподавление (3D-NR), режим Sense-UP увеличения выдержки. Совместим с ПЗС матрицами 960H и 760H. |
|
"Effio-S" |
CDX4130GG |
Многофункциональные CCTV камеры. DSP поддерживают 3D и 2D шумоподавление. Совместим с ПЗС матрицами 960H и 760H. |
|
"Effio-E" |
CDX4127GG |
CCTV камеры начального уровня. Совместим с ПЗС матрицами 960H, 760H и 510H. |
Сравнение функциональных возможностей процессоров серии DSP Effio
Рассмотрим каждый процессор отдельно. Что они дают?!
Процессор DSP Sony "Effio-P"
"Effio-Р" (CXD4129GG) является процессором обработки видеосигнала (LSI) для построения цветных камер видеонаблюдения на основе комплементарной ПЗС матрицы. Он поддерживает CCD матрицы 960H и 760H, с обычным и с расширенным динамическим диапазоном (WDR). Матрица WDR позволяет вести наблюдение за высоко контрастными сценами, а также наблюдение во встречном свете.
Отличием процессора DSP "Effio-P" является упаковка в один корпус собственно процессора и памяти для видеообработки, что дает возможность реализовать такие функции, как цифровое увеличение (E-Zoom), медленный затвор - повышение чувствительности за счет увеличения времени выдержи (режим Sense-UP), функцию 3D фильтра шумоподавления, и многие другие.
Особенности DSP Sony "Effio-P"
Процессор DSP Sony "Effio-S"
"Effio-S" (CXD4130GG) - процессор обработки видеосигнала (LSI) для построения цветной видеокамеры на основе комплементарной ПЗС матрицы. Позволяет обрабатывать изображение от CCD матрицы 960H и 760H.
В корпусе одной микросхемы "Effio-S" упакован процессор DSP Effio и память видеообработки, что позволяет реализовать такие функции, как цифровое увеличение (E-Zoom), медленный затвор (режим Sense-UP), 3D фильтр шумоподавления, и несколько других. По-сравнению с "Effio-P" набор функций несколько сокращен, в частности не поддерживается режим WDR.
Возможности процессора DSP Effio-S
Процессор DSP "Effio-E"
"Effio-E" (CXD4127GG), первый из линейки и наиболее простой процессор серии "Effio", который предназначен для работы с форматом ПЗС матрицами 960H, 760H и 510H. Процессор не содержит встроенной памяти видеообоработки, за счет чего упакован в миниатюрный LFBGA корпус размером 8х8 мм, но при этом характеризуется самым малым энергопотреблением.
Особенности процессора DSP Effio-E
Сравнение функций процессоров DSP Effio
Ниже приведена таблица, дающая общее представление о возможностях процессоров DSP Effio. Символ "<<" в таблице указывает на то, что процессор реализует функцию старшей модели.
|
Наименование |
Effio-P |
Effio-S |
Effio-E |
|
Тип процессора |
CXD4129GG |
CXD4130GG |
CXD4127GG |
|
Поддерживаемые ПЗС матрицы |
960H, 760H Обычная CCD и WDR CCD |
960H, 760H Обычная CCD |
960H, 760H, 510H Обычная CCD |
|
Разрешение: - для 960H - для 760H - для 510H |
700 ТВЛ 600 ТВЛ нет |
700 ТВЛ 600 ТВЛ << |
700 ТВЛ 600 ТВЛ 420 ТВЛ |
|
Функция WDR |
Есть |
Нет |
<< |
|
Режим ATR |
ATR-EX |
<< |
ATR |
|
Шумоподавление |
2D, 3D-NR |
<< |
2D-NR |
|
День-ночь |
Есть |
<< |
<< |
|
Приватные зоны |
до 20 |
<< |
до 8 |
|
E-zoom |
Есть |
<< |
Нет |
|
Медленный затвор (режим Sens-up) |
Есть |
<< |
Нет |
|
Цифровая стабилизация изображения |
Есть |
Нет |
<< |
|
HLC - подавление высокой яркости |
Есть |
<< |
<< |
|
AF детектор |
Есть |
<< |
<< |
|
Детектор движения |
Есть |
<< |
<< |
|
OSD меню |
Есть |
<< |
<< |
Из таблицы видно, что "Effio-E" является наиболее простым процессором без встроенной видеопамяти, поэтому реализуется только 2D-NR режим шумоподавления, а также не поддерживает режим медленного затвора (Sense-UP) - повышения чувствительности в ночном режиме за счет увеличения времени выдержки.
В дополнение к возможностям "Effio-E" процессор DSP "Effio-S" оборудован встроенной памятью, что позволяет реализовать режимы Sens-UP, и 3D-шумоподавление. Кроме этого процессор обеспечивает режимы цифрового увеличения (E-Zoom) и улучшенного адаптивного воспроизведение цвета (ATR-EX).
Наиболее прогрессивным процессором является DSP "Effio-P", который в дополнение к режимам работы "Effio-S" обеспечивает работу с ПЗС матрицами расширенного динамического диапазона (WDR), режим цифровой стабилизации изображения, а также оборудован встроенным микроконтроллером для реализации дополнительных функций сложных CCTV видеокамеры High-End класса.
ПЗС (CCD) матрицы формата 960H
Не смотря на то, что процессоры "Effio" могут работать с ПЗС матрицами предшествующих форматов 760H и 510H, наибольший интерес представляют новинки увеличенного формата 960H, дающие возможность строить камеры видеонаблюдения горизонтального разрешения до 700 ТВЛ.
Исторически, первой появилась матрица 960H, изготовленная по хорошо отработанной (на тот момент) технологии Super HAD II, после чего, в результате усовершенствования светофильтра и оптической части матрицы появилась новая ее версия, выполненная по технологии EXview HAD II, светочувствительность которой, несмотря на уменьшенный размер пикселей, сравнима с чувствительностью матриц Super HAD II формата 760H (в частности с ICX639BKA).
Ниже приведена сравнительная характеристика ПЗС матриц 960H для камер видеонаблюдения разрешения 700 ТВЛ, работающих в система PAL (такая система используется в Украине).
|
Наименование |
ICX673AKA |
ICX663AKA |
ICX669AKA |
|
Технология Sony |
EXview HAD CCD II |
Super HAD CCD II |
Super HAD CCD II |
|
Размер ПЗС матрицы |
1/3" (диагональ 6 мм) |
1/3" (диагональ 6 мм) |
1/4" (диагональ 4,5 мм) |
|
Кол-во пикселей: - общее - эффективное |
610К 570K |
610К 570K |
610К 570K |
|
Горизонтальное (H) и вертикальное (V) разрешение: - общее - эффективное |
1020 (H) x 596 (V) 976 (H) x (582) |
1020 (H) x 596 (V) 976 (H) x (582) |
1020 (H) x 596 (V) 976 (H) x (582) |
|
Размеры пикселя, мкм |
5.0 (H) x 6.25 (V) |
5.0 (H) x 6.25 (V) |
3.75 (H) x 5.56 (V) |
|
Унифицированная светочувствительность по методике Sony , мВ (F5.6) |
2400 |
1600 |
1350 |
|
Уровень насыщения, мВ |
1400 |
800 |
540 |
|
Уровень темнового шума, дБ (F5.6) |
-110 |
-105 |
-105 |
|
Напряжения питания, В |
+15 / -7.0 |
+15 / -7.5 |
+15 / -7.5 |
|
Сигнал управления переносом зарядов, В |
3,3 |
3,3 |
3,3 |
|
Совместимость с процессорами |
"Effio-P" "Effio-S" "Effio-E" |
"Effio-P" |
"Effio-P" |
Тенологии SONY для производства ПЗМ матриц 960H
Технология Super HAD CCD II
"Super HAD CCD II" является собственностью торговой маркой компании SONY Corporation.
"Super HAD CCD II" - высокопроизводительный сенсор от SONY - CCD HAD (Hole-Accumulation Diode) с типичной чувствительностью 1000 мВ и более на единицу площади пикселя - 1 мкм2 (цвет при F5.6 / черно-белый: F8 - в режиме эквивалентном накоплению заряда на протяжении 1 сек).
Технология Super EXview HAD CCD II
"EXview HAD CCD II" является собственностью торговой маркой компании SONY Corporation.
"EXview HAD CCD II" - высокопроизводительный сенсор от SONY - CCD HAD (Hole-Accumulation Diode) с типичной чувствительностью 1000 мВ и более на единицу площади пикселя - 1 мкм2 (цвет при F5.6 / черно-белый: F8 - в режиме эквивалентном накоплению заряда на протяжении 1 сек) с улученной светочувствительностью в инфракрасном и близком к нему диапазоне, как и предшествующая структура "EXview HAD CCD".
Что мы имеем на сегодняшний день
Здесь следуют отметить одно но, что когда торговая организация указывает, что она продает видеокамеру "Effio", то по меньшей мере это не полная информация. Камера видеонаблюдения в таком случае может быть построена на любом из DSP Effio, в т.ч. и обладающем минимальным набором функций - "Effio-E", без поддержки Sens-UP, WDR, ATR-EX и прочих.
Но что еще более страшно - в камере видеонаблюдения может применяться ПЗС матрица не максимального формата 960H, которая и определяет все преимущества нового поколения камер видеонаблюдения разрешения 700 ТВЛ, а обычная матрица формата 760H с разрешением до 600 ТВЛ.
На сегодняшний день такая "подмена" не может быть обнаружена визуально по качеству изображения формируемого камерой видеонаблюдения. Причина этого - использование в современных системах видеонаблюдения оцифровки видеосигнала с разрешением 720H.
Будьте внимательны и требуйте от продавцов предоставления полной информации о камере видеонаблюдения: типе установленной ПЗС матрицы и серии примененного процессора "Effio".
Технологии видеообработки в DSP Effio
Являясь лидером в производстве ПЗС матриц, корпорация SONY до выпуска процессора "Effio" отставала в производстве систем видео обработки для камер видеонаблюдения. Поэтому все функции, реализованные в процессоре Effio-E и в его последующих моделях "Effio-S" и "Effio-P" не новы и были ранее реализованы в ISP 4 и 7 поколений других производителей. Такие процессоры и матрицы 760H наши предприятия используют для производства камер видеонаблюдения разрешения 600 ТВЛ.
Давайте рассмотрим что нам дали новые технологии, примененные в DSP Effo.
- Высокое разрешение 700 ТВЛ обеспечивают процессоры "Effio-P", "Effio-S" и "Effio-E" только с ПЗС матрицей 960H.
Главным новшеством в "Effio" является именно ПЗС матрица 960H с увеличенным разрешением до 700 ТВЛ.
Представленное изображение получено SONY на реальной камере видеонаблюдения в соответствии с методом измерения JEITA (TTR-4602B).
Подавление шумов
Обеспечивают процессоры "Effio-P", "Effio-S" и "Effio-E" не зависимо от формата ПЗС матрицы. Функция 2D-NR впервые была реализована в процессорах ISP 4 поколения, а 3D-NR в процессорах IPS 7 поколения.
Снижение шума - функция, которая уменьшает шумы на изображении с целью улучшения его качества. В частности, шум проявляется, когда камера видеонаблюдения работает при низкой освещенности и ночью, а также в других условиях, сопровождающихся высоким коэффициентом усиления.
"Effio-E" (CXD4127GG) не содержит видеопамяти, поэтому выполняет только функцию пространственного шумоподавления по строке (2D-NR), процессоры же DSP "Effio-Р" (CXD4129GG) и DSP "Effio-S" (CXD4130GG) оборудованы видеопамятью, поэтому в дополнение к 2D-NR выполняются также временную фильтрацию (3D-NR) совмещенную с режимом накопления (увеличением времени выдержки Sense-UP).
Пример работы функции 2D-NR
Пример работы функции 3D-NR
Особенностью видеообработки является независимая регулировка фильтров шумоподавления для сигнала яркости и цветности, что дает возможность получать цветное изображение даже в ночном режиме работы.
Отличная цветопередача
Обеспечивают процессоры "Effio-P", "Effio-S" и "Effio-E" не зависимо от формата ПЗС матрицы. Функция впервые была реализована в процессорах ISP 4 и 7 поколения.
Отличное воспроизведение цвета в условиях различных источников света. При этом возможный диапазон температур белого колеблется от 1800 К до 10500 К.
OSD Меню
Обеспечивают процессоры "Effio-P", "Effio-S" и "Effio-E" не зависимо от формата ПЗС.
Экранное меню уже более 5 лет используется в процессорах сторонних изготовителей, для наиболее точной настройки камеры видеонаблюдения под конкретные условия ее эксплуатации (место установки).
Экранное меню OSD (On-screen display) позволяет настроить параметры работы камеры видеонаблюдения используя монитор, подключенный к ней, без необходимости подключения внешнего контроллера или программатора. Меню DSP Effio поддерживает 8 языков, в т.ч. и Русский.
Режим ATR/ATR-EX
Обеспечивают процессоры "Effio-P", "Effio-S" и "Effio-E" не зависимо от формата ПЗС.
ATR (Адаптивное Воспроизведение Тона) - функция обеспечивает выборочную компенсацию для улучшения контраста объектов, а также воспроизведения цветов, в случае когда в изображении есть области как с наличием очень ярких, так и сильно затемненных областей.
Функция ATR улучшает качество картинки камеры видеонаблюдения, выполняя оптимизацию цветной составляющий изображения с учетом яркостной составляющей сигнала в этой области.
WDR - широкий динамический диапазон
Обеспечивает только процессор "Effio-P" с ПЗС матрицей 960H технологией EXview HAD CCD II. Однако такая функция реализована в процессорах ISP 4 и 7 поколения, в т.ч. и при использовании обычной ПЗС матрицы 760H с технологией Super HAD CCD II (например ICX639BKA).
Широкий динамический диапазон (WDR) - функция, которая позволяет сделать изображение камеры видеонаблюдения более естественным, за счет уменьшения яркости сильно освещенных участков, и повышения яркости областей находящихся в тени. Данная функция обеспечивается разным временем выдержки при формировании изображений для светлых и темных областей, с последующим их совмещением этих двух изображений в общее посредством цифровой обработки.
Область использования DSP Effio и матриц 960H
Системные решения для видеонаблюдения 960H.
Обеспечивает более высокое качество изображения при мониторинге в реальном времени, сохраняя высокую степень надежности системы видеонаблюдения.
Высокое качество изображения (разрешение 700 ТВЛ), высокая производительность процессора DSP Effio и наличие цифрового выхода позволяет использовать серию "Effio-P" для построения IP систем видеонаблюдения.
Технические преимущества "Effio" 960H
Увеличенное количество пикселей в ПЗС матрице 960H обеспечивает больший объем информации в входном каскаде камеры видеонаблюдения, что в сочетании с технологиями обработки сигнала в DSP Effio - гарантирует высокое разрешение 700 ТВЛ выходного сигнала, а следовательно позволяет получить новое качество в аналоговых камерах видеонаблюдения из мира 960H.
ВЫВОД
Самый главный вывод этой статьи то, что новые технологии позволяют повысить качество видеоизображения. Но НЕ СТОИТ забывать, что многие регистраторы не поддерживают запись с высоким разрешением. Если регистратор пишет с разрешение 368х288, то зачем ему камера с разрешением 1020x 596?! Видеокамеры с таким процессором лучше всего использовать в системах, где разрешение записи как минимум 704х576. Процессор позволяет отображать глубину цвета 16-24 бит. Такой разброс зависит от производителя видеокамер.
Источник: Daily (.sec ru)