Более резкое, яркое изображение благодаря технологии ExwavePRO

Применяемая в разработанных SONY камерах-монокулярах ночного видения четвертого поколения технология ExwavePRO включает в себя несколько принципиальных инноваций, существенно повышающих качество изображения.

Новые ПЗС-матрицы для систем безопасности

Разработка устройств захвата изображения для камер -- это дорогостоящее и высокоспециализированное дело. Поэтому не удивительно, что камеры видеонаблюдения в основном оснащены теми же ПЗС для захвата изображения, что и бытовые устройства. В самом деле, эти фПЗС производятся с применением новейших технологий и в таких количествах, что их стоимость сравнительно невелика. Однако минусом их применения остается то, что эти ПЗС оптимизированы для условий, сильно отличающихся от существующих в индустрии безопасности.

Компания SONY является мировым лидером в разработке и производстве ПЗС- и КМОП- устройств захвата изображения, используемых в самых разных приборах -- и не только тех, на которых стоит логотип SONY. Сердцем технологии ExwavePRO является совершенно новый дизайн ПЗС, специально разработанный для применения в сфере безопасности. Базовая технология захвата изображения, ExwaveHAD, чрезвычайно эффективно преобразовывает свет в изображение. Однако до сих пор она применялась только в ПЗС чересстрочной разверстки, предназначенных для использования в камкодерах, где такая разверстка позволяет легче захватывать быстрое движение в сравнительно высоком разрешении.

Чересстрочная разверстка делит каждый фрейм пополам, при этом сенсор сканирует каждую вторую линию фрейма. В движении эта техника очень эффективна и, разумеется, лежит в основе систем телевидения PAL и NTSC. Однако в системах безопасности движение как правило представляет проблему. Очертания предмета или человека, находящегося в движении, сложнее выделить в чересстрочном сигнале -- чем быстрее движение, тем более различаются два соединенных кадра, изображение становится расплывчатым и в нем становятся заметны помехи.

Именно по этой причине ПЗС с технологией ExwavePRO используют прогрессивную разверстку -- что означает, что каждый фрейм захватывается с полным разрешением и без деления пополам. Считывая номер на несущемся автомобиле, прибор, использующий прогрессивную разверстку, удваивает вертикальное разрешение изображения, практическая ценность чего очевидна.

Изображение внизу слева было получено камерой SNC-DS10 (ExwavePRO), изображение справа -- обычной камерой (ПЗС с прогрессивной разверсткой и фильтром предварительной очистки) при освещении 0,7 лк.

Технология фильтра дополнительного цвета

ExwavePRO использует также фильтр дополнительного цвета, позволяющего в два раза большему количеству света достигнуть ПЗС. Фильтрация цветовых оттенков света необходима для того, чтобы ПЗС мог получить цветное изображение. Для этого обычно используются фильтры основных цветов (красного, зеленого, синего), где каждый фильтр пропускает только один цвет -- например, красный фильтр пропускает красный цвет.

В фильтрах дополнительного цвета каждый фильтр пропускает несколько цветов. Бирюзовый пропускает зеленый и синий; фуксиновый пропускает красный и синий; наконец, желтый пропускает красный и зеленый. В итоге устроенный таким образом фильтр пропускает больше света, достигая большей чувствительности. Фильтр дополнительного цвета формирует нормально выглядящий видеосигнал, но более высокое соотношение сигнал-шум делает его почти в два раза более ярким, чем проходящий через фильтр основных цветов.

Диаграмма внизу позволяет сравнить работу "фильтра дополнительного цвета" и "фильтра основного цвета". Изображение слева пропускает в два раза больше света, чем изображение справа.

Технология ExwavePRO -- ключевая особенность всех сетевых камер SONY четвертого поколения, произведенных в 2008 году, начиная с камер высокого разрешения SNC-DS10, SNC-DS60 и SNC-CS20 и заканчивая мегапиксельными камерами SNC-DM110, SNC-DM160 and SNC-CM120.

Базовое правило в разработке ПЗС гласит, что при неизменной площади захватывающей изображение поверхности увеличение числа пикселей приведет к уменьшению размера каждого пиксела и, следовательно, объема света, им получаемого, и в результате к общему уменьшению чувствительности прибора. По этой причине покупка обычной мегапиксельной камеры часто оборачивается трудностями в связи с ее низкой производительностью при слабом освещении, то есть в условиях, обычных для видеонаблюдения.

Диаграмма внизу поясняет тот факт, что для изображений одного размера увеличение числа пикселей ведет к снижению фоточувствительной поверхности каждого пикселя.

Компания:  Sony