Cảm biến hình ảnh camera là gì

Camera quan sát hiện nay không còn xa lạ trong đời sống của mỗi chúng ta, thế nhưng hệ thống camera hoạt động thế nào? nguyên lý ra sao? thì ko phải ai cũng biết. Bài viết dưới đây Skytech xin chia sẻ các bạn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến hình ảnh trong camera, một bộ phận sở hữu có thể nói là quan trong nhất của camera giám. Hãy cùng camera wifi đà nẵng tìm hiểu nhé.

Cảm biến hình ảnh trong camera giám sát là gì?

Cảm biến hình ảnh là một trong các bộ phận quan trọng trong hệ thống camera. Chi chi phí để cung cấp được 1 cảm biến hình ảnh thường chiếm 1/3 tổng giá trị của hệ thống camera đó. Cảm biến hình ảnh này được cung ứng từ silic là chính, (tương tự như việc chế tạo chip xử lý trên máy tính), chế tạo thành những miếng wafer vô cùng mỏng được đục đẽo tinh vi theo công nghệ của từng hãng.

Nhờ cảm biến ánh sáng đi qua ống kính sẽ được ghi lại và xử lý thành hình ảnh rồi xuất ra thẻ nhớ. Cảm biến hình ảnh siêu quan trọng, nó quyết định đến chất lượng hình ảnh thu được của camera. Bên cạnh ấy hình ảnh thu được còn phụ thuộc nhiều vào độ nhạy sáng của camera, độ phân giải của camera.

Cảm biến hình ảnh có bao nhiêu loại?

Có hai loại cảm biến phổ biến được sử dụng trong camera giám sát:

• Cảm biến CCD (Charge-Coupled Device): CCD là loại cảm biến truyền thống được sử dụng trong các camera giám sát từ lâu. CCD chuyển đổi ánh sáng thành điện áp và tạo ra hình ảnh. Nó có khả năng chụp ảnh chất lượng cao, độ nhạy ánh sáng tốt và khả năng tái tạo màu sắc chính xác. Tuy nhiên, cảm biến CCD thường đắt hơn và có kích thước lớn hơn so với loại cảm biến khác.
• Cảm biến CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor): CMOS là loại cảm biến phổ biến trong các camera giám sát hiện đại. Cảm biến CMOS sử dụng các transistor và điểm ảnh độc lập để ghi lại hình ảnh. Nó có khả năng tiêu thụ ít năng lượng, kích thước nhỏ gọn và giá thành thấp hơn so với CCD. Tuy nhiên, so với CCD, cảm biến CMOS có độ nhạy ánh sáng thấp hơn và hiệu suất màu sắc có thể thấp hơn.

Cảm biến trong camera giám sát đóng vai trò quan trọng trong việc ghi lại và chụp hình ảnh. Qua cảm biến, ánh sáng từ môi trường xung quanh được chuyển đổi thành tín hiệu điện và sau đó được xử lý để tạo ra hình ảnh hoặc video. Loại cảm biến sử dụng trong camera giám sát có thể khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể và yêu cầu của hệ thống camera.

Quá trình hoạt động cảm biến hình ảnh

Để quá trình làm việc của cảm biến diễn ra thuận lợi thì những thành phần cũng phải hoạt động đúng theo yêu cầu:

• Tiếp nhận ánh sáng: Cảm biến tiếp nhận ánh sáng thông qua ống kính. Ánh sáng đi qua ống kính và chiếu lên bề mặt cảm biến.
• Chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện: Khi ánh sáng chiếu vào cảm biến, các điểm ảnh (pixel) trên cảm biến sẽ nhận được năng lượng ánh sáng và chuyển đổi nó thành tín hiệu điện. Mức độ tín hiệu điện tạo ra phụ thuộc vào mức độ ánh sáng chiếu vào từng điểm ảnh.
• Ghi lại dữ liệu hình ảnh: Tín hiệu điện từ các điểm ảnh được ghi lại và lưu trữ tạm thời trong bộ đệm (buffer) của cảm biến. Dữ liệu ghi lại bao gồm thông tin về mức độ ánh sáng và màu sắc từ mỗi điểm ảnh trên cảm biến.
• Xử lý tín hiệu: Dữ liệu từ cảm biến sau đó được chuyển đến bộ xử lý hình ảnh để xử lý và tạo ra hình ảnh hoặc video cuối cùng. Bộ xử lý hình ảnh có thể thực hiện các bước xử lý như điều chỉnh độ tương phản, cân bằng màu sắc và loại bỏ nhiễu để tạo ra hình ảnh chất lượng cao.
• Truyền tín hiệu: Sau khi qua quá trình xử lý, hình ảnh hoặc video cuối cùng được truyền đi qua các kết nối, chẳng hạn như cáp đồng trục, mạng Ethernet hoặc kết nối không dây, để được xem trực tiếp hoặc lưu trữ trên thiết bị lưu trữ.

Quá trình hoạt động của cảm biến hình ảnh trong camera giám sát tương tự như các cảm biến hình ảnh trong máy ảnh hoặc điện thoại di động. Nó chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện và sau đó xử lý để tạo ra hình ảnh cuối cùng. Các công nghệ và bước xử lý có thể thay đổi tùy thuộc vào loại và thương hiệu của camera.

Sự khác biệt giữa CCD và CMOS

• Nguyên lý hoạt động: CCD sử dụng các điểm ảnh và các cấu trúc điện tử phức tạp để chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện. Khi ánh sáng chiếu vào điểm ảnh, các điện tử trong điểm ảnh di chuyển và tạo ra tín hiệu điện tương ứng. Trong khi đó, CMOS sử dụng các transistor và điểm ảnh độc lập để ghi lại hình ảnh. Mỗi điểm ảnh CMOS có thể đọc và chuyển đổi tín hiệu điện riêng lẻ.
• Tiêu thụ năng lượng: CMOS tiêu thụ ít năng lượng hơn so với CCD. Do cấu trúc và cách hoạt động khác nhau, CMOS có khả năng tiết kiệm năng lượng tốt hơn, đặc biệt khi chụp ảnh hoặc quay video liên tục trong thời gian dài.
• Kích thước và tính nhỏ gọn: CMOS nhỏ gọn hơn và có kích thước nhỏ hơn so với CCD. Điều này làm cho CMOS phù hợp cho các thiết bị di động, máy ảnh nhỏ gọn và các ứng dụng yêu cầu kích thước nhỏ hơn.
• Chi phí sản xuất: CMOS có chi phí sản xuất thấp hơn so với CCD. Cấu trúc và quy trình sản xuất CMOS đơn giản hơn, giúp giảm thiểu chi phí sản xuất và làm cho CMOS trở thành lựa chọn phổ biến trong nhiều ứng dụng.
• Hiệu suất hình ảnh: Truyền thống, CCD có hiệu suất hình ảnh tốt hơn trong việc tái tạo màu sắc chính xác và có độ nhạy ánh sáng tốt hơn. Tuy nhiên, với sự phát triển công nghệ, CMOS đã nâng cao hiệu suất hình ảnh của mình và có thể cạnh tranh với CCD trong nhiều trường hợp.

Cảm biến CCD và CMOS đều có nhược điểm và ưu điểm riêng. Sự lựa chọn giữa hai loại cảm biến này phụ thuộc vào yêu cầu và ứng dụng cụ thể. Hiện nay, CMOS được sử dụng rộng rãi hơn do kích thước nhỏ gọn, tiêu thụ năng lượng thấp và chi phí sản xuất thấp hơn.

Lời kết

Khi chọn mua một camera người ta thường quan tâm đến số chấm camera (Số Mega Pixel tối đa camera hỗ trợ). Nhưng thực ra đó chỉ là một phần nhỏ trong camera. Những phần quan trọng khác mà người ta ít quan tâm tới đó là cảm biến CMOS được trang bị bên trong máy, nó quyết định lớn đến chất lượng ảnh, chức năng của máy, độ nét của ảnh, độ nhạy sáng (ISO). Nên nó được coi là trái tim của một camera giám sát. Hy vọng qua bài viết trên bạn sẽ có thêm kinh nghiệm để lựa chọn camera phù hợp với nhu cầu. Nếu có thắc mắc bạn vui lòng liên hệ Hotline Skytech 0937 374 844 để được tư vấn rõ hơn nhé.