какая должна быть матрица в видеорегистраторе

Avto-Inspector.ru

Самое интересное из мира автомобильных видеорегистраторов

Какие матрицы используются в видеорегистраторах?

Матрица. Является одним из важнейших элементов любого видеорегистратора. От него зависит качество видеосъемки.

Матрица на плате видеорегистратора

Устройство матрицы

Так не будем вдаваться в подробности устройства матрицы, так как основной целью является выбор хорошего видеорегистратора, а не изучение азов фото- и видеосъемки. Но мы все же нужно рассмотреть матрицы пускай и поверхностно, чтобы иметь хоть какое-нибудь представление о ее работе. Для начала разберемся в основных терминах:

Матрица в современных регистраторах представляет собой микросхему, поверхность которой состоит из чувствительных к свету элементов – пикселей. Каждый пиксель отвечает за преобразование попадающего на него света в электрический сигнал.

Несмотря на то, что многие представляют пиксели матрицы цветными, они являются монохромными. Поэтому для получения цветной картинки приходится применять специальные фильтры, например, мозаичные. Суть заключается в том, что матрица покрывается тончайшим фильтром, который осуществляет деление сенсора на субпиксели трех цветов – красный, зеленый и синий. Например, в фильтре Байера один пиксель делится на 4 субпикселя: 2 зеленых, красный и синий.

Устройство матрицы Как получается изображение на матрице

Виды матриц

Принцип работы технологии CMOS заключается в том, что каждый пиксель изображения проводит оцифровку отдельно, а уже затем склеивается в единую картинку. CCD-матрицы сначала собирают цельное изображение в аналоговой версии, а уже затем производят его оцифровку.

Матрицы, разработанные по технологии CCD характеризуются низким уровнем шумов, высокой чувствительностью и высоким коэффициентом заполнения пикселей. Однако такие матрицы сложны в сборке и потребляют много энергии, а также стоят дороже.

CMOS-матрицы обладают низким энергопотреблением, высоким быстродействием, стоят дешевле и проще в производстве, но обладают низким коэффициентом заполнения пикселей, и имеют больше шума на изображении.

CMOS и CCD матрицы

Из описанных особенностей можно сделать вывод, что CCD-матрица дает более качественное изображение, чем CMOS. Так и было на заре появления первых матриц для видеооборудования, но на сегодняшний день даже CMOS матрицы имеют высокое качество изображения. Поэтому ее применение в видеорегистраторах стало более оправдано из-за меньшего энергопотребления и стоимости.

Количество пикселей и светочувствительность

Многие люди по ошибке полагают, что качество съемки напрямую зависит от количества мегапикселей в матрице. На самом деле, разрешение матрицы действительно влияет на детализацию картинки, но это лишь один из параметров, благодаря которым складывается итоговый вариант. Немаловажную роль здесь также играет и светочувствительность.

Светочувствительность (ISO) – это чувствительность матрицы видеорегистратора к объему получаемого света. А мы знаем, что изображение формирует свет, падающий на объектив устройства. Поэтому чем больше света уловит матрица, тем лучше будет конечное изображение. Особенно это играет важную роль при съемки в ночное время суток. Светочувствительность матрицы напрямую зависит от размеров пикселей, расположенных на ее поверхности. Чем он больше, тем больше света будет поступать на матрицу.

Физический размер матрицы и пикселя

Проблема в том, что производитель крайне редко указывает размер пикселей матрицы. Но в интернете есть мнение, что размер пикселя можно вычислить самостоятельно, воспользовавшись следующей формулой: n = (x/a) x 1000, где n – размер физического пикселя в микрометрах; х – размер одной из сторон матрицы в миллиметрах; а – кол-во пикселей соответствующей стороны.

Так, если мы имеем матрицу размером 5.76мм х 3.24мм с разрешением 2.1 Мп (1920×1080), то размер одного пикселя будет: (5.76/1920)*1000=3 мкм. Такой же результат получим, если посчитаем по вертикали: (3.24/1080)*1000=3 мкм. Иными словами, матрица с таким размером будет иметь 2 073 600 пикселей размером 3х3 мкм.

Но. Пиксели не расположены плотно друг к другу, между ними есть изоляционный слой, который различается от моделей, поэтому использовать подобные формулы можно лишь для получения то примерных цифр.

Помимо этого, вы вряд ли найдете точное разрешение матрицы, так как оно не всегда точно равно 1920х1080, а может быть, например, 1936х1097, но производитель представит его в привычных нам цифрах.

В таблице перечислены наиболее популярные на рынке размеры матриц для видеорегистраторов.

*Значения в миллиметрах не являются точными, это приблизительные размеры матрицы.

Например, матрица SONY STARVIS IMX307 имеет диагональ 1/2.8 в видиконовых дюймах, что соответствует 6.35 мм, если учитывать общепринятые стандарты. Но дело в том, что в технической документации от Sony данная матрица имеет диагональ 6.46 мм. Все это говорит о том, что видиконовые дюймы это условная мера, по которой не получиться узнать реальные размеры матрицы.

Еще одной проблемой является тот факт, что многие производители просто не выкладывают в общий доступ информации о том, какая матрица установлена в их видеорегистраторе, что также затрудняет поиск информации.

Но если кто-то все же сможет добраться до подробных характеристик, то знайте, что желательно выбирать то устройство, в котором размер пикселей не меньше 2 мкм. Идеальным размером можно считать 3 мкм.

Как выбрать видеорегистратор с хорошей матрицей

И так размер пикселя должен варьироваться от 2 до 3 мкм. А теперь стоит разберемся, как подобрать хорошую матрицу, если мы знаем только ее физический размер и разрешение.

Если матрица имеет разрешение 3840×2160 (4К или 8 Mpx), то ее размер должен быть не меньше 1/1.8”, так как именно в таком случае вы получите пиксели от 2 мкм. Идеальным вариантом можно считать матрицы размером 1/1.7” и больше. Неплохая матрица для съемки в 4К: OmniVision OS08A10.

Если матрица имеет разрешение 2560х1440 (2К или 3.5-4 Mpx), то ее физический размер не должен быть меньше 1/3”. Идеальным примером можно считать матрицы размером 1/2.8” и больше. Чаще всего для съемки в 2К на рынке встречается сенсор OmniVision OV4689.

Super HD (2304×1296 – 3 Mpx) – промежуточный формат, который чаще всего имеют видеорегистраторы с матрицами на 4 Мп (2560х1440). То есть для подобных устройств матрица должна иметь размеры не меньше 1/3”.

Матрица с разрешением 1920х1080 (FullHD или 2.1 Mpx) должна иметь размер не меньше 1/4”. Но, учитывая веяние современных технологий, покупатель бюджетного видеорегистратора может рассчитывать на FullHD матрицу размером 1/3” и больше. Идеальный размер матрицы для размещения 2 миллионов пикселей начинается с 1/2.9” и может достигать 1/2” на топовых моделях. Хорошие матрицы для такого формата: Sony Exmor IMX323, OmniVision OV2710, Sony Starvis IMX291.

Другие характеристики матрицы

Данный пункт имеет в своем названии слово «другие», так как эти характеристики не имеют большого значения при выборе матрицы для видеорегистратора.

Соотношение сигнал/шум

Данный параметр определяет соотношение чистого и полезного сигнала с шумом на конечной видеозаписи устройства. Шум – это искажение картинки в виде белых и серых точек.

Светочувствительность напрямую влияет на шум. Так, увеличивая ISO видеорегистратора, шумы на конечной видеозаписи будут более заметны. Все дело в том, что, увеличивая уровень светочувствительности, происходит усиление всех сигналов, получаемых с пикселей, а это неминуемо ведет к увеличению посторонних сигналов (помех).

Динамический диапазон

Динамический диапазон – способность матрицы передавать весь спектр цветов и яркости снимаемого объекта. Проще говоря, чем больше динамический диапазон, тем лучше камера передает яркость и цвета в таком виде, в каком их видим мы. Высокий динамический диапазон у видеорегистратора позволяет качественно снимать как слишком светлые участки окружающего мира, так и совсем темные. Если матрица не способна правильно передать ДД, то иногда на программном уровне внедряют технологию HDR, которая исправляет искажения.

Немного о производителях матриц

На рынке видеорегистраторов существует 4 основных производителя матриц:

Это основные компании производители матриц для видеорегистраторов, если видите в характеристиках одно из этих названий, то смело можно брать.

Резюмируем

Основные тезисы, которые вы должны понять:

Источник

Лучший видеорегистратор — необходимое качество матрицы и скорость съемки

2 часть

Качественная матрица в видеорегистраторе обеспечивает отличную первичную картинку

Это специализированная микросхема, на которую проецируется изображение через линзы объектива. Матрица считывает картинку и преобразует её в цифровой сигнал, который обрабатывается процессором и записывается в память. Эти приборы обладают множеством характеристик, большинство из которых понятны только инженерам, но рядовому покупателю все характеристики матрицы и не нужны. Для того, чтобы выбрать видеорегистратор лучший из множества моделей по качеству матрицы достаточно знать и понимать только те параметры, которые указываются в технических характеристиках – тип матрицы, её размер и количество пикселей.

Если Вы хотите купить лучший видеорегистратор — смотрите в характеристиках физический размер матрицы

Скорость видеосъемки измеряется частотой кадров в секунду

Стандартной считается скорость записи (частота кадров в секунду) 25 к/с для видео стандарта PAL (европейский стандарт) и 30 к/с для NTSC (американский и японский стандарт). Однако в последнее время появились видеорегистраторы поддерживающие более высокие скорости 50 и 100 к/сек для PAL и 60 и 120 к/сек для NTSC. Это очень полезная функция. В экстремальной ситуации автомобиль на дороге может совершать довольно резкие маневры и не всегда по желанию водителя. В этот момент смена картинки в объективе видеорегистратора может превысить скорость видеозаписи, и, если смотреть запись по кадрам, видеокартинка получится смазанной, нечеткой.

Отдельный кадр записи видеорегистратором автомобиля на большой скорости со стандартной частотой кадров (30 к/сек)

Другое дело, если видеозапись велась со скоростью кадров в два (60 к/сек), а то и в четыре раза (120 к/сек) быстрее. Без всяких приборов Вы сразу же заметите разницу – кадры будут намного четче. Также, если снять видео с ускоренной частотой кадров, а потом просматривать его на стандартной частоте, то Вы увидите высококачественное замедленное видео – без рывков и резких переходов. Минус ускоренной видеосъемки – увеличенный расход памяти для записи соответственно в 2 или 4 раза больше.

Отдельный кадр записи видеорегистратором автомобиля на большой скорости с учетверенной частотой кадров (120 к/сек)

Также режим с ускоренной частотой кадров создает дополнительную нагрузку на видеопроцессор, поэтому обычно видеозапись с ускоренной частой кадров не применяется в разрешении 1920х1080 (процессор не тянет), а обычно в более низких разрешениях – 848х480 или 1280х720 пикселей. Однозначно, если Вам попадется видеорегистратор, который пишет с ускоренной частотой кадров в режиме FULL HD (1920х1080 пикс.) – можете не сомневаться – в нем установлен самый современный и мощный видеопроцессор.

Источник

Матрица видеорегистратора – как она влияет на качество видео

Обновлено 10 марта 2020, 17:08

Еще один элемент видеорегистратора, от которого зависит качество съемки, это матрица.

Матрица на плате видеорегистратора

Матрица представляет собой микросхему, расположенную сразу за объективом видеорегистратора. Матрица ловит проходящий через линзы объектива световой поток и преобразует его в цифровой сигнал, который отправляется на процессор.

Схема работы матрицы

Устройство матрицы

Мы не будем вдаваться в подробности устройства матрицы, так как наша цель – это выбор хорошего видеорегистратора, а не изучение основ фото- и видеосъемки. Но мы все же пройдемся по основным компонентам матрицы поверхностно, чтобы вы имели хоть какое-нибудь представление о ее работе. Для начала разберемся в основных терминах:

Матрица в современных регистраторах представляет собой микросхему, поверхность которой состоит из чувствительных к свету элементов – пикселей. Каждый пиксель отвечает за преобразование попадающего на него света в электрический сигнал.

Несмотря на то, что многие представляют пиксели матрицы цветными, они являются монохромными. Поэтому для получения цветной картинки приходится применять специальные фильтры, например, мозаичные. Суть заключается в том, что матрица покрывается тончайшим фильтром, который осуществляет деление сенсора на субпиксели трех цветов – красный, зеленый и синий. Например, в фильтре Байера один пиксель делится на 4 субпикселя: 2 зеленых, красный и синий.

Устройство матрицы Как получается изображение на матрице

Так, рассматривая матрицу видеорегистратора под микроскопом, вы увидите следующую картину:

Матрица видеорегистратора под микроскопом

Виды матриц

Принцип работы технология CMOS заключается в том, что каждый пиксель изображения оцифровывается отдельно, а уже затем склеивается в единую картинку. CCD-матрицы сначала собирают цельное изображение в аналоговой версии, а уже затем производят его оцифровку.

Матрицы, разработанные по технологии CCD имеют низкий уровень шумов, высокую чувствительность и высокий коэффициент заполнения пикселей, но сложны в разработке, потребляют много энергии, а также дорого стоят.

CMOS-матрицы обладают низким энергопотреблением, высоким быстродействием, дешевле и проще в производстве, но обладают пониженным коэффициентом заполнения пикселей, а также высоким уровнем шума.

CMOS и CCD матрицы

Из описанных особенностей можно сделать вывод, что CCD-матрица дает более качественное изображение, чем CMOS. Так и было на заре появления первых матриц для видеооборудования, но благодаря современной инженерии удалось достичь совершенства технологии CMOS. Поэтому ее применение в видеорегистраторах стало более оправдано из-за меньшего энергопотребления и низкой цены.

Количество пикселей и светочувствительность

Многие люди ошибочно полагают, что качество съемки напрямую зависит от количества мегапикселей в матрице. На самом деле, разрешение матрицы действительно влияет на детализацию изображения, но это лишь один из параметров, из которых складывается качественная картинка. Немаловажную роль здесь также играет светочувствительность.

Светочувствительность (ISO) – чувствительность матрицы видеорегистратора к объему получаемого света. А мы знаем, что изображение формирует свет, падающий на объектив устройства. Поэтому чем больше света уловит матрица, тем лучше будет конечное изображение. Особенно важную роль светочувствительность играет при съемки в ночное время суток.

Физический размер матрицы и пикселя

Проблема в том, что производитель крайне редко указывает размер пикселей матрицы. Но в интернете есть мнение, что размер пикселя можно вычислить самостоятельно, воспользовавшись следующей формулой: n = (x/a) x 1000, где n – размер физического пикселя в микрометрах; х – размер одной из сторон матрицы в миллиметрах; а – кол-во пикселей соответствующей стороны.

Так, если мы имеем матрицу размером 5.76мм х 3.24мм с разрешением 2.1 Мп (1920×1080), то размер одного пикселя будет: (5.76/1920)*1000=3 мкм. Такой же результат получим, если посчитаем по вертикали: (3.24/1080)*1000=3 мкм. Иными словами, матрица с таким размером будет иметь 2 073 600 пикселей размером 3х3 мкм.

Но все не так просто! Пиксели не располагаются вплотную друг к другу, между ними есть изоляционный слой, который может отличаться от матрицы к матрице, поэтому использовать подобные формулы можно лишь для получения примерных цифр.

Помимо этого, вы вряд ли найдете точное разрешение матрицы, так как оно не всегда точно равно 1920х1080, а может быть, например, 1936х1097, но производитель представит его в привычных нам цифрах.

В таблице мы перечислим наиболее популярные на рынке видеорегистраторов размеры матриц. Размеры перечислены от наименьшего к наибольшему.

*Значения в миллиметрах не являются точными, это приблизительные размеры матрицы.

Например, матрица SONY STARVIS IMX307 имеет диагональ 1/2.8 в видиконовых дюймах, что соответствует 6.35 мм, если учитывать общепринятые стандарты. Но дело в том, что в технической документации от Sony данная матрица имеет диагональ 6.46 мм. Все это говорит о том, что видиконовые дюймы это условная мера, по которой не получиться узнать реальные размеры матрицы.

Еще одной проблемой является тот факт, что многие производители просто не выкладывают в общий доступ информации о том, какая матрица установлена в их видеорегистраторе, что также затрудняет поиск информации.

Для тех, кто хочет более подробной аналитики мы предлагаем воспользоваться нашими рейтингами, в которых мы учитываем реальный размер пикселей матриц.

Если кто-то все же сможет добраться до подробных характеристик, то знайте, что желательно выбирать то устройство, в котором размер пикселей не меньше 2 мкм. Идеальным размером можно считать 3 мкм.

Как выбрать видеорегистратор с хорошей матрицей

Мы знаем, что размер пикселя должен варьироваться от 2 до 3 мкм. А теперь давайте разберемся, как подобрать хорошую матрицу, если мы знаем только ее физический размер и разрешение.

Если матрица имеет разрешение 3840×2160 (4К или 8 мегапикселей), то ее размер должен быть не меньше 1/1.8”, так как именно в таком случае вы получите пиксели от 2 мкм. Идеальным вариантом можно считать матрицы размером 1/1.7” и больше. Неплохая матрица для съемки в 4К: OmniVision OS08A10.

Если матрица имеет разрешение 2560х1440 (2К или 3.5-4 мегапикселя), то ее физический размер не должен быть меньше 1/3”. Идеальным примером можно считать матрицы размером 1/2.8” и больше. Чаще всего для съемки в 2К на рынке встречается сенсор OmniVision OV4689.

Super HD (2304×1296 пикселей – 3 Мп) – промежуточный формат, который чаще всего имеют видеорегистраторы с матрицами на 4 Мп (2560х1440). То есть для подобных устройств матрица должна иметь размеры не меньше 1/3”.

Матрица с разрешением 1920х1080 (FullHD или 2.1 мегапиксель) должна иметь размер не меньше 1/4”. Но, учитывая веяние современных технологий, покупатель бюджетного видеорегистратора может рассчитывать на FullHD матрицу размером 1/3” и больше. Идеальный размер матрицы для размещения 2 миллионов пикселей начинается с 1/2.9” и может достигать 1/2” на топовых моделях. Хорошие матрицы для такого формата: Sony Exmor IMX323, OmniVision OV2710, Sony Starvis IMX291.

Другие характеристики матрицы

Данный пункт имеет в своем названии слово «другие», так как эти характеристики не имеют большого значения при выборе матрицы для видеорегистратора.

Соотношение сигнал/шум

Данный параметр определяет соотношение чистого полезного сигнала и шума на конечной видеозаписи устройства. Шум – это искажение картинки в виде белых и серых точек.

Сравнение фото с шумоподавлением и без

Светочувствительность напрямую влияет на шум. Так, увеличивая ISO видеорегистратора, шумы на конечной видеозаписи будут более заметны. Все дело в том, что, увеличивая уровень светочувствительности, происходит усиление всех сигналов, получаемых с пикселей, а это неминуемо ведет к увеличению посторонних сигналов (помех).

Динамический диапазон

Динамический диапазон – способность матрицы передавать весь спектр цветов и яркостей снимаемого объекта. Иными словами, чем больше динамический диапазон, тем лучше камера передает яркость и цвета в таком виде, в каком их видим мы. Высокий динамический диапазон у видеорегистратора позволяет качественно снимать как слишком светлые участки окружающего мира, так и совсем темные.

Немного о производителях матриц

На рынке видеорегистраторов есть 4 основных поставщика матриц:

Все 4 производителя выпускают качественные и надежные продукты, поэтому вы можете им доверять. Я бы рекомендовал выбирать видеорегистратор с матрицей одной из этих компаний.

Резюмируем

Основные тезисы, которые вы должны понять:

Подведем итог: что делать покупателю

Для оценки матрицы в видеорегистраторе есть 3 основных параметра:

А также второстепенные параметры:

Найти информацию обо всех указанных параметрах крайне сложно, поэтому у покупателя остается 3 вариант для выбора качественного видеорегистратора:

Источник

Тема: Виды матриц в видеорегистраторах и количество пикселей

Опции темы

Поиск по теме

Отображение

Виды матриц в видеорегистраторах и количество пикселей

Преимущества CCD матриц:
1. Низкий уровень шумов.
2. Высокий коэффициент заполнения пикселов (около 100%).
3. Высокая эффективность (отношение числа зарегистрированных фотонов к их общему числу, попавшему на светочувствительную область матрицы, для CCD — 95%).
4. Высокий динамический диапазон (чувствительность).
Недостатки CCD матриц:
1. Сложный принцип считывания сигнала, а следовательно и технология.
2. Высокий уровень энергопотребления (до 2-5Вт).
3. Дороже в производстве.

Преимущества CMOS матриц:
1. Высокое быстродействие(до 500 кадров/с).
2. Низкое энергопотребление(почти в 100 раз по сравнению с CCD).
3. Дешевле и проще в производстве.
4. Перспективность технологии( на том же кристалле в принципе ничего не стоит реализовать все необходимые дополнительные схемы: аналого-цифровые преобразователи, процессор, память, получив, таким образом, законченную цифровую камеру на одном кристалле. Созданием такого устройства, кстати, с 2002 года занимаются совместно Samsung Electronics и Mitsubishi Electric).
Недостатки CMOS матриц:
1. Низкий коэффициент заполнения пикселов, что снижает чувствительность(эффективная поверхность пиксела

75%,остальное занимают транзисторы).
2. Высокий уровень шума (он обусловлен так называемыми темповыми токами — даже в отсутствие освещения через фотодиод течет довольно значительный ток)борьба с которым усложняет и удорожает технологию.
3. Невысокий динамический диапазон.

Что такое матрица? Зачем она нужна? Что такое пиксили?

Выше мы разобрали какие виды матриц бывают (xfot используют в видеорегистраторах). Теперь будем разбирать, что это и для чего она нужна.

Источник