Камера наблюдения начинается с матрицы.

  Матрица в камере наблюдения отвечает за преобразование отраженного от объекта съемки света в электрические сигналы, занимаются этим два типа матриц основанные на разных принципах светопреобразования.

  CCD матрица (Chargen coupled device, по русскому ПЗС - прибор с зарядовой связью) - имеет вид прямоугольной полупроводниковой пластины из поликремния на которой имеется большое количество светочувствительных субпикселей принимающих фотоны света сфокусированные объективом камеры, они приводят в действие электроны и чем ярче свет (больше фотонов), больше электронов возбуждается. Далее этот заряд считается, формируется фототок, он усиливается и обрабатывается электронной системой, еще пару лет назад можно было сказать о преимуществе CCD матриц, ведь они более 20 лет используются в видеонаблюдении. Но последние достижения и утончение сенсорных соединений сделали CMOS матрицы практически альтернативой CCD потому что при практически сходных, а в некоторых позициях лучших, характеристиках имеют более низкую цену, низкое энергопотребление в состоянии покоя, что важно для систем наблюдения долго находящихся в режиме ожидания срабатывания датчиков, ведь камера наблюдения в среднем 70% времени дремлет.

  CMOS матрица (Complementory metal oxide semicondunctor, по русскому КМОП -комплементарная логика на транзисторах, выполненных в виде металл/оксид/полупроводник) - начало формирования изображения схоже с описанной выше, фотоны возбуждают электроны при попадании на поверхность оксида кремния которые удерживаются в специальной яме, но далее их путь отличается. В CCD матрицах считывание происходит от пикселя к пикселю по вертикали и количество таких линий определяет размер по горизонтали, потом передаются в регистр сдвига после чего в усилитель и аналогово-цифровой преобразователь.CMOS матрицы заряд каждого пикселя усиливают и соответственно преобразуют в электричество прямо в нем без сложных манипуляций, далее считывается и может быть усилен сигнал каждого пикселя в отдельности (регулировка цветопередачи, баланс белого).

CCD матрица имеет большую чувствительность к свету чем CMOS, но на много дороже в производстве.

  Формат матрицы складывается из размеров пикселей и расстояния между ними, важно понимать, что увеличение количества пикселей напрямую не улучшают качество изображения, а вот чем больше размер матрицы и больше каждый пиксель тем лучше светочувствительность, цветопередача и разрешение. Камера наблюдения имеет обычный размер матрицы 1/2 " и 1/3 ", измеряется как диагональ.

Камера наблюдения и её разрешение.

  Бывает аналоговое и цифровое разрешение, первое измеряется телевизионными линиями по старинке, в цифровом измерение ведется в пикселях. Определяется количественно числом элементов передаваемых камерой раздельно, измеряется в ТВЛ (телевизионные линии), по вертикали у всех разрешение не более 625 линий, по горизонтали размеры варьируются. Основным влияющим фактором является количество пикселей матрицы, в России используются форматы CCIR (черно-белые) и PAL (цветные).

Камера наблюдения , чувствительность и отношение сигнал/шум.

  Каждое тело и его свойства соответственно совершают некоторые колебания, изменения в стороны от своего среднего состояния (флуктуации), светочувствительность матрицы так же меняется в зависимости от неуправляемых обстоятельств и по всей длине матрицы каждый пиксель имеет свою величину отклонения. Сделанный кадр с закрытым объективом без какой либо экспозиции будет иметь некоторую слаборазличимую дымку, это явление называют шумом потому что оно влияет на верное световосприятие и чтобы ослабить такое влияние уровень входного сигнала должен в некоторой степени превосходить шум свойственный данной матрице, такое отношение и именуют сигнал/шум. Чувствительность - показатель матрицы определяющий ее возможность производить опознаваемую съемку при минимальном освещении, величина по определению близкая к предыдущей и напрямую с ней связанная. На чувствительность влияет размер объектива, важно то сколько света он пропускает на матрицу, поэтому камеры с маленьким выходным отверстием, телефонные камеры имеют низкую чувствительность, которую пытаются компенсировать электронной подсветкой и другими методами автоматической регулировки усиления, но они работают по методу интерполяции и одновременно усиливают шум при неизменном отношении сигнал/шум, от этого теряется четкость, появляется размытость деталей.

Камера наблюдения с автодиафрагмой.

  Диафрагма необходима для регулирования поступающего света на матрицу, при избытке изображение засвечивается, в старых фотоаппаратах она выставлялась вручную, да и на современных есть функции отключения автодиафрагмы для профессионалов пользующихся только своим мнением при выборе её размера. Камеры наблюдения так же снабжаются автоматическими диафрагмами, но есть и с ручной настройкой обычно для использования камер наблюдения в помещениях, где уровень освещенности постоянный, открытие диафрагмы  выбирается средней между максимумом освещения и минимумом. Но на улице камера наблюдения без автодиафрагмы не обойдется, она входит в комплект как самой камеры, так и в составе отдельно крепящегося объектива, тогда на камере должен быть разъем для подключения питания авторегулировки светового потока.

Камера наблюдения с компенсацией встречной засветки.

  Камера наблюдения работающая на улице должна обладать возможностью передавать темные участки изображения на ярком или засвеченном фоне. Примером может служить проезд или остановка автомобиля с включенными фарами напротив объектива камеры когда на мониторе будут видны два больших белых пятна. Компенсируют этот недостаток специальное автоматическое устройство регулирующее автодиафрагму и электронный затвор по определенной части изображения задаваемой программой, а не только по яркости фар. Конечно процесс более сложен, но для общего понятия вполне достаточно, что бы понять как в результате его работы на монитор выводятся и яркие фары, и сам автомобиль как при нормальной освещенности. Аббревиатура устройства АРУ, типы различаются для аналоговых и цифровых камер, кроме описанного выше компенсация может быть построена на электронной обработке сигнала с устранением очень ярких участков, поэтому изображение на выходе получается видео с одинаковой яркостью всех деталей даже при свечении дальним светом фар.

  Есть еще большое количество параметров над которыми можно поломать голову, эффект заплывания изображения, баланс белого, гамма коррекция, но для среднестатистического применения не стоит над многими, даже теми что здесь описаны, задумываться, любая камера наблюдения рассчитана на средние климатические и технически условия использования.

Статьи по теме:

Основы выбора охранных систем видеонаблюдения.

Оснащение рабочих мест скрытым наблюдением с помощью микро камер.