Журнал "Системы Безопасности" № 4‘2021

Н епосредственное влияние на достоверность и количество содержащейся в полученном изображении информации оказывает сенсор, на который возложена ответственная миссия преобразования потока света в электрический сигнал. В отличие от посетителей нашего блога, восторгающихся приукрашенными смартфоном "картинками", компьютерная система обработ- ки предъявляет гораздо более серьезные тре- бования к содержанию изображения, замечая наличие (или отсутствие) в нем деталей и оттен- ков. Прогресс сенсоров происходит в нескольких направлениях, зачастую противоречащих друг другу, это пространственное разрешение, динамический диапазон, скорость и функцио- нальность. Физический размер матрицы ограничен форматом оптики. Увеличение раз- решения при сохранении размера матрицы возможно только при уменьшении размера пикселя. При этом очень трудно сохранить прежние значения чувствительности и дина- мического диапазона. Тут без инновационного подхода никак не обойтись. Важно отметить, что заметное улучшение характеристик камер происходит с одновременным уменьшением стоимости, делая их более доступным. Все известные и не очень производители имеют в своем портфолио устройства на базе сенсоров Sony. Давайте на примере метаморфоз, про- изошедших с продукцией японской компании, познакомимся с современным разнообразием сенсоров для камер машинного зрения и видеонаблюдения. Сенсоры Pregius В 2013 г. громом средь ясного неба для непо- священной публики стало заявление японцев о намерениях отказаться от выпуска сенсоров на основе доминирующей в плане качества изображения с начала 80-х технологии ПЗС (CCD). Компания Sony решила перейти к недорогой, но долгое время не способной сравниться с ПЗС по функциональности тех- нологии КМОП (CMOS). В подтверждение серьезности намерений рынку было представ- лено первое поколение сенсоров Sony Pregius IMX174/IMX249. В этом и всех последующих поколениях сенсоров Pregius производитель будет придерживаться политики двух линеек продуктов со схожими характеристиками: более функциональный и высокоскоростной IMX174 и бюджетный IMX249, обладающий в принципе тем же разрешением и чувстви- тельностью, но стоящий в разы меньше. Название Pregius составлено из слов Precision (как отражение высокого качества изображе- ния – High-Precision) и GS (Global Shutter) – глобальный затвор. Sony удалось объединить лучшие характеристики своих КМОП (ско- рость и эффективность фирменной техноло- гии EXMOR) и ПЗС (высокая чувствитель- ность, низкие шумы) продуктов. Представите- ли первого поколения Pregius сразу превзо- шли своих ПЗС (CCD) предшественников по всем статьям, сохранив низкую стоимость производства и, как следствие, доступность КМОП (CMOS). В дальнейшем Sony развивает успех, выпустив еще три поколения Pregius, дополнив их очень интересными специализи- рованными версиями. 4 поколения сенсоров Сегодня выпускается четыре поколения сенсо- ров Pregius с разными потребительскими характеристиками. Определить поколение сен- сора Pregius проще всего по размеру пикселя. Каждое обладает своими особенностями и пре- имуществами, делающими его лучшим выбо- ром для конкретной задачи. Ниже приведены диаграмма (рис. 1) демонстрирующая основ- ные характеристики сенсоров разных поколе- ний, и некоторые рекомендации по их приме- нению. Как выбрать сенсор Pregius? Не вникая в технические детали, можно изло- жить краткое руководство по выбору сенсора следующим образом: l Первое поколение – "заслуженный вете- ран". Отличная чувствительность, разумная стоимость, но дорогая, крупноформатная и массивная оптика 1". Небольшое разреше- ние и ограниченный выбор сенсоров. В большинстве задач успешно заменяется более компактными сенсорами третьего поколения. l Второе поколение – "массовый сегмент". Компромисс невысокой цены, большого выбора разрешений и хорошей производи- тельности. l Третье поколение – приложения, требова- тельные к чувствительности и динамическому диапазону. Работа с быстродвижущимися или слабоосвещенными объектами. Высокая чув- ствительность в ближнем ИК 850 нм. Ограни- ченный выбор разрешений ввиду достаточно крупного размера пикселя 4,5 мкм. l Четвертое поколение – высокопроизводи- тельные решения. Высокое разрешение, ско- рость при сохранении хорошей чувствитель- ности и самые богатые функциональные воз- можности (HDR). Дорогая оптика для пикселя небольшого размера 2,74 мкм. Особенности сенсоров Pregius 4-го поколения Последнее, четвертое, поколение, благодаря технологическим нововведениям заслужило МАШИННОЕ ЗРЕНИЕ В И Д Е О Н А Б Л Ю Д Е Н И Е И В И Д Е О А Н А Л И Т И К А 54 август – сентябрь 2021 www.secuteck.ru Максим Сорока Генеральный директор компании "Витэк-Автоматика" Рис. 1. Характеристики сенсоров разных поколений Рис. 2. Технология BSI в сенсорах SONY Pregius S Pregius и другие сенсоры Sony для камер машинного зрения Следствием технологических революций последнего десятилетия стали качествен- ные изменения в системах захвата и обработки изображений, причем не только в смартфонах и "мириадах осколков" нашей жизни в различных "инстаграмах", но и в менее заметных широкой публике, однако не менее значимых прорывах в тех- нологиях машинного зрения и видеонаблюдения