سنسور CMOS دوربین هایک ویژن و داهوا

 چیپ تصویر CMOS در دوربین مداربسته چیست؟

هنگامی که قصد خرید یا نصب یک دوربین مداربسته را دارید، یکی از اولین و مهم‌ترین اصطلاحاتی که با آن روبرو می‌شوید، چیپ تصویر یا سنسور تصویر است. در میان انواع تکنولوژی‌های سنسور، چیپ تصویر CMOS به طور گسترده‌ای به عنوان استاندارد صنعت در تولید دوربین مداربسته مدرن پذیرفته شده است. اما این قطعه کوچک دقیقاً چه نقش حیاتی را در سیستم نظارت شما ایفا می‌کند؟

به زبان بسیار ساده، چیپ تصویر CMOS در دوربین مداربسته مانند شبکیه چشم عمل می‌کند. این سنسور مسئول دریافت نور از محیط through لنز دوربین و تبدیل آن به سیگنال‌های دیجیتال است که در نهایت به تصاویر و ویدیوهایی که روی مانیتور می‌بینید، تبدیل می‌شوند. کیفیت نهایی تصویر، وضوح جزئیات، عملکرد در نور کم و حتی مصرف انرژی دوربین مداربسته شما به طور مستقیم به کیفیت و قابلیت‌های این چیپ تصویر بستگی دارد.

چرا CMOS به انتخاب غالب در دوربین مداربسته تبدیل شد؟

در گذشته، سنسورهای CCD گزینه رایج بودند، اما به دلایل متعددی جای خود را به CMOS دادند. چیپ‌های CMOS به دلیل معماری پیشرفته خود، مزایای کلیدی زیر را برای دوربین مداربسته به ارمغان می‌آورند:

•  قیمت مقرون‌به‌صرفه  فرآیند تولید CMOS شباهت زیادی به ساخت سایر تراشه‌های الکترونیکی دارد که امکان تولید انبوه و کم‌هزینه‌تر را فراهم می‌کند. این امر منجر به کاهش قیمت نهایی دوربین مداربسته شده است.
•  مصرف انرژی بسیار پایین  مصرف برق پایین این سنسورها برای سیستم‌های بزرگ با ده‌ها دوربین و به ویژه برای دوربین‌های مبتنی بر PoE (برق over اترنت) یک مزیت بزرگ محسوب می‌شود.
•  ادغام آسان  در سنسورهای CMOS، امکان قرار دادن مدارهای پردازش سیگنال و تبدیل آنالوگ به دیجیتال درست بر روی خود تراشه وجود دارد. این امر منجر به کوچک‌تر شدن اندازه ماژول دوربین و امکان تولید دوربین‌های فشرده و مینیاتوری شده است.
•  عملکرد عالی در نور کم  پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی CMOS، مانند سنسورهای Back-Illuminated (BSI)، باعث شده تا این سنسورها در ثبت تصاویر واضح در شرایط نوری بسیار کم به طور قابل توجهی بهتر عمل کنند.
•  پشتیبانی از رزولوشن‌های بالا   سنسورهای CMOS مدرن به راحتی از رزولوشن‌های ۴K و حتی بالاتر پشتیبانی می‌کنند و جزئیات تصویری بی‌نظیری را ارائه می‌دهند.

در نتیجه، انتخاب یک دوربین مداربسته با یک چیپ تصویر CMOS باکیفیت، اولین و مهم‌ترین قدم برای تضمین یک سیستم نظارت تصویری واضح، قابل اعتماد و مقرون‌به‌صرفه است. در ادامه به بررسی دقیق‌تر نحوه کار و انواع این سنسورها خواهیم پرداخت.

در دنیای پیچیده و پیشرفته دوربین‌های مداربسته، "چیپ تصویر" یا سنسور تصویر، قلب تپنده و مغز متفکر سیستم محسوب می‌شود. در میان انواع تکنولوژی‌های سنسور، چیپ تصویر CMOS به عنوان ستون فقرات اکثر دوربین‌های مدرن امروزی شناخته می‌شود. اما این قطعه کوچک و حیاتی دقیقاً چیست و چگونه کار می‌کند؟ چه برتری‌هایی نسبت به تکنولوژی قدیمی‌تر CCD دارد و چه عواملی کیفیت خروجی آن را تعیین می‌کنند؟ این مقاله جامع ، به شکلی دقیق و کاربردی به پاسخ این پرسش‌ها می‌پردازد. ما را تا انتها همراهی کنید تا همه چیز را درباره سنسور CMOS، از نحوه عملکرد پایه تا نکات فنی پیشرفته، بیاموزید و بهترین انتخاب را برای سیستم امنیتی خود داشته باشید.

 سنسور تصویر چیست و چه نقشی دارد؟ 

به زبان ساده، سنسور تصویر یک قطعه نیمه‌هادی است که نور ورودی از طریق لنز دوربین را دریافت کرده و آن را به سیگنال‌های الکتریکی دیجیتال تبدیل می‌کند. این سیگنال‌ها سپس پردازش شده و در نهایت به تصویری که ما روی مانیتور می‌بینیم تبدیل می‌شوند. به بیان دیگر، سنسور تصویر نقش "شبکیه چشم" در دوربین را ایفا می‌کند.

هر سنسور از میلیون‌ها سلول حساس به نور ریز به نام پیکسل (Pixel) تشکیل شده است. هرچه تعداد این پیکسل‌ها بیشتر باشد، سنسور قادر به ثبت جزئیات ریزتری خواهد بود که این امر مستقیماً به رزولوشن بالاتر تصویر منجر می‌شود. دو تکنولوژی اصلی در ساخت سنسورهای تصویر وجود دارد: CCD (Charge-Coupled Device) و CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). در حالی که CCD در گذشته غالب بود، امروزه CMOS به دلیل پیشرفت‌های شگفت‌انگیز و مزایای فراوان، به گزینه استاندارد و غالب در صنعت دوربین‌های مداربسته و حتی دوربین‌های گوشی‌های هوشمند تبدیل شده است.

تفاوت چیپ تصویر CMOS با CCD در چیست؟

برای درک بهتر جایگاه CMOS، مقایسه آن با تکنولوژی قدیمی‌تر CCD ضروری است.

 تکنولوژی CCD (سی‌سی‌دی) 

•  نحوه کار چیپ تصویر CCD : در سنسورهای CCD، بار الکتریکی ایجاد شده توسط فوتون‌های نور در هر پیکسل، به صورت "دسته‌ای" و از طریق یک خروجی واحد خوانده و پردازش می‌شود. این فرآیند بسیار یکپارچه و خطی است.
• مزیت  سنسور CCD: تولید نویز کمتر در شرایط نوری ایده‌آل و کیفیت بسیار بالا در نور کافی.
• معایب چیپ  CCD: مصرف انرژی بسیار بالا، سرعت خوانش کندتر، اندازه فیزیکی بزرگ‌تر، پیچیدگی در ساخت و در نتیجه قیمت تمام شده بالاتر.

 تکنولوژی CMOS (سی‌موس) 

• نحوه کار چیپ تصویر CMOS : در سنسورهای CMOS، هر پیکسل مجهز به مدارهای تقویت‌کننده و مبدل آنالوگ به دیجیتال مخصوص به خود است. این امکان را فراهم می‌آورد که هر پیکسل به طور مستقل و همزمان خوانده شود.
• مزایا سنسور CMOS: مصرف انرژی بسیار پایین‌تر**، سرعت خوانش بسیار بالا (مناسب برای فیلم‌برداری با نرخ فریم بالا)، اندازه فیزیکی کوچک‌تر، سادگی در ساخت و در نتیجه هزینه تولید کمتر.
• معایب چیپ CMOS (در گذشته): در اوایل ظهور، سنسورهای CMOS به دلیل تراکم کمتر پیکسل‌ها و نویز بیشتر، کیفیت تصویر پایین‌تری نسبت به CCD داشتند. اما این معایب به طور کامل برطرف شده‌اند.

 نتیجه نبرد  با پیشرفت‌های چشمگیر در تکنولوژی ساخت، سنسورهای CMOS مدرن نه تنها از نظر کیفیت تصویر با CCD برابری می‌کنند، بلکه در بسیاری از پارامترها از جمله عملکرد در نور کم، سرعت و مصرف انرژی از آن پیشی گرفته‌اند. همین برتری‌ها باعث شده تا CMOS به انتخاب بی‌رقیب بازار تبدیل شود.

اجزا و نحوه عملکرد چیپ تصویر CMOS

درک فرآیند تبدیل نور به تصویر در یک سنسور CMOS، به انتخاب بهتر کمک می‌کند. این فرآیند در چند مرحله کلیدی اتفاق می‌افتد:

 جذب فوتون (نور)  نور از طریق لنز دوربین به سطح سنسور می‌تابد. سنسور از یک شبکه منظم از میلیون‌ها فتودیود (Photodiode) تشکیل شده است. هر فتودیود representing یک پیکسل، فوتون‌های نور را جذب کرده و آن‌ها را به بار الکتریکی (الکترون) تبدیل می‌کند. میزان بار تولید شده در هر پیکسل، مستقیماً با میزان نوری که دریافت می‌کند مرتبط است.

 ذخیره بار الکتریکی  بارهای الکتریکی تولید شده در هر فتودیود ذخیره می‌شوند. یک خازن کوچک در کنار هر فتودیود این بار را نگه می‌دارد تا زمان خوانش آن فرا برسد.

 خوانش بار (تبدیل به ولتاژ)  این مرحله، نقطه تمایز اصلی CMOS است. برخلاف CCD که بارها را به صورت مشترک پردازش می‌کند، در اینجا هر پیکسل مجهز به یک تقویت‌کننده مخصوص به خود است. این تقویت‌کننده، بار الکتریکی ذخیره شده را به یک سیگنال ولتاژ قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کند.

 دیجیتال‌سازی  سیگنال ولتاژ آنالوگ تولید شده، بلافاصله توسط یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) که در خود پیکسل یا در مجاورت بسیار نزدیک آن قرار دارد، به داده دیجیتال (صفر و یک) تبدیل می‌شود. این قابلیت پردازش موازی و محلی، سرعت بسیار بالای سنسورهای CMOS را توضیح می‌دهد.

 پردازش نهایی  داده‌های دیجیتال خام از تمام پیکسل‌ها (که به آن Bayer Pattern می‌گویند و فیلترهای رنگی قرمز، سبز و آبی دارد) برای تشکیل یک تصویر کامل، توسط یک پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP) دریافت می‌شوند. DSP مسئولیت اعمال تنظیماتی مانند کنترل نمایانگری (WDR)، کاهش نویز، تنظیم رنگ و کنتراست را بر عهده دارد تا در نهایت تصویر نهایی قابل مشاهده باشد.

مزایای کلیدی سنسور CMOS در دوربین مداربسته

برتری سنسور CMOS باعث محبوبیت گسترده آن در صنعت امنیت شده است. مهم‌ترین مزایای آن عبارتند از:

 مصرف انرژی بسیار پایین  به دلیل معماری پردازش موازی و یکپارچه‌سازی مدارها، مصرف برق سنسورهای CMOS تا ۱۰۰ برابر کمتر از نمونه‌های CCD است. این ویژگی برای دوربین‌های مبتنی بر پاور روی اترنت (PoE) و سیستم‌های که با باتری کار می‌کنند، حیاتی است.
 هزینه تولید و قیمت پایین‌تر  فرآیند ساخت CMOS بسیار شبیه به ساخت سایر مدارهای مجتمع است و می‌توان آن را روی خطوط تولید انبوه و با هزینه کمتر تولید کرد. این امر منجر به قیمت مقرون‌به‌صرفه‌تر  دوربین‌ها برای مصرف‌کننده نهایی شده است.
 ادغام آسان و اندازه کوچک  امکان یکپارچه‌سازی تمام مدارهای مورد نیاز (حتی پردازنده) روی یک تراشه، منجر به کوچک‌شدن اندازه کلی ماژول دوربین شده است. این امر تولید دوربین‌های مینیاتوری و کوچک را ممکن ساخته است.
 سرعت بالا و نرخ فریم بر ثانیه (FPS) بالاتر  توانایی خوانش مستقل پیکسل‌ها، به سنسورهای CMOS اجازه می‌دهد تا با سرعت بسیار بالایی تصاویر را ثبت کنند. این ویژگی برای ضبط صحنه‌های پرتحرک بدون Motion Blur (تارشدگی) و پخش زنده روان بسیار مهم است.
 قابلیت‌های پیشرفته تصویربرداری  معماری CMOS به راحتی از تکنولوژی‌های پیشرفته‌ای مانند HDR یا WDR (مفید برای صحنه‌های با کنتراست نوری بالا)، کاهش نویز دیجیتال و تشخیص صحنه پشتیبانی می‌کند.
 عملکرد برتر در نور کم (Low-Light)  سنسورهای CMOS مدرن، به‌ویژه آن‌هایی که از تکنولوژی  Back-Illuminated (BSI) استفاده می‌کنند، عملکرد بسیار بهتری در محیط‌های کم‌نور دارند.

معایب و چالش‌های سنسورهای CMOS

اگرچه CMOS بسیار پیشرفته شده، اما هنوز چالش‌هایی دارد که عمدتاً در مدل‌های ارزان‌قیمت دیده می‌شود:

 احتمال نویز بیشتر   به دلیل کوچک بودن فتودیودها و تراکم بالای مدارهای الکترونیکی در اطراف آن‌ها، احتمال ایجاد نویز (به ویژه در شرایط کم‌نور) وجود دارد. البته الگوریتم‌های پیشرفته کاهش نویز این مشکل را تا حد زیادی حل کرده‌اند.
 اثر Rolling Shutter  در برخی سنسورهای CMOS، به دلیل نحوه خوانش خط به خط پیکسل‌ها، هنگام فیلم‌برداری از سوژه‌های بسیار سریع (مانند یک ماشین در حال حرکت) یا لرزش دوربین، ممکن است اعوجاجی در تصویر ایجاد شود که به آن Rolling Shutter می‌گویند. البته سنسورهای مجهز به Global Shutter این مشکل را برطرف کرده‌اند.
 کیفیت متغیر  گستردگی تولید سنسورهای CMOS توسط برندهای مختلف باعث شده تا کیفیت آن‌ها از نمونه‌های بسیار ضعیف تا فوق‌العاده عالی در نوسان باشد. بنابراین، برند سنسور یک فاکتور بسیار مهم در انتخاب است.

انواع سنسورهای CMOS: Exmor, Starvis, Starlight و غیره

شرکت‌های سازنده سنسور، برای بهبود عملکرد، به‌ویژه در نور کم، تکنولوژی‌های اختصاصی مختلفی را توسعه داده‌اند. شناخت این نام‌ها به شما در انتخاب کمک می‌کند.

 سنسورهای Sony Exmor و Starvis 

• Exmor: یک خانواده پیشرفته از سنسورهای CMOS سونی است که از معماری "دیجیتال‌سازی روی تراشه" استفاده می‌کند. این به معنای قرارگیری ADC درست below آرایه پیکسل‌ها است که منجر به کاهش نویز و کیفیت سیگنال بالاتر می‌شود.
• Starvis: زیرمجموعه‌ای از سنسورهای Exmor است که به طور خاص برای نظارت تصویری طراحی شده است. ویژگی اصلی آن حساسیت فوق‌العاده بالا در نور کم است. سنسورهای Starvis از فتودیودهای با حساسیت بسیار بالا استفاده می‌کنند و قادرند در نور بسیار کم (حتی زیر 0.001 لوکس) تصاویر رنگی واضحی تولید کنند. این سنسورها در بسیاری از دوربین‌های با کیفیت بالا استفاده می‌شوند.

 سنسورهای Starlight (معمولاً به دوربین‌هایک ویژن اشاره دارد) 

 Starlight  یک اصطلاح بازاریابی است که هایک ویژن برای دوربین‌های خود که قابلیت ضبط رنگی در نور بسیار کم را دارند، به کار می‌برد. این دوربین‌ها معمولاً از سنسورهای CMOS با کیفیت بالا (اغلب از برندهایی مانند سونی) و الگوریتم‌های پردازشی قدرتمند برای کاهش نویز و بهبود جزئیات استفاده می‌کنند.

  سنسورهای Darkfighter (معمولاً به دوربین‌های داهوا اشاره دارد) 

 Starlight  مشابه Darkfighter یک تکنولوژی اختصاصی از داهوا است که بر عملکرد بی‌نظیر در نور کم تأکید دارد. این دوربین‌ها از یک سنسور با حساسیت بالا همراه با یک لنز با گشودگی دیافراگم بسیار باز (مثلاً f/1.0) استفاده می‌کنند تا نور بیشتری را جمع‌آوری کنند.

 تکنولوژی BSI (Back-Side Illuminated) 

BSI این یک نوآوری کلیدی در ساخت سنسور است. در سنسورهای معمولی (FSI)، سیم‌ها و مدارها در جلوی فتودیودها قرار دارند و بخشی از نور را مسدود می‌کنند. در سنسورهای BSI، لایه‌بندی معکوس شده و فتودیودها در جلو قرار می‌گیرند. این باعث می‌شود نور بیشتری به فتودیودها برسد و حساسیت به‌طور چشمگیری، به‌ویژه در نور کم، افزایش یابد. بسیاری از سنسورهای مدرن Starvis از نوع BSI هستند.

هایک ویژن: غول نظارت تصویری و بهره‌برداری از سنسورهای CMOS 

وقتی صحبت از دوربین‌های مداربسته پیشرفته با تکنولوژی CMOS می‌شود، نام هایک ویژن (Hikvision) به عنوان یکی از بزرگ‌ترین و تأثیرگذارترین بازیگران این عرصه خودنمایی می‌کند. هایک ویژن نه تنها یک تولیدکننده دوربین است، بلکه یک نوآور قوی در توسعه پردازش تصویر و بهینه‌سازی خروجی سنسورهای CMOS است.

هایک ویژن به عنوان یک integrator (مجموع‌کننده) سیستم، خودش سنسور CMOS تولید نمی‌کند، بلکه سنسورها را از تولیدکنندگان پیشروی جهانی مانند سونی (Sony)، امنی ویژن (OmniVision) و onsemi خریداری می‌کند. اما نقطه قوت اصلی هایک ویژن، پردازشگر سیگنال دیجیتال (DSP) و الگوریتم‌های نرم‌افزاری بسیار قدرتمند آن است که خروجی خام این سنسورها را به تصویری خیره‌کننده تبدیل می‌کند.

تکنولوژی‌های کلیدی هایک ویژن مبتنی بر CMOS

 DarkFighter (دوربین هایک ویژن) 
این تکنولوژی انحصاری هایک ویژن پاسخ مستقیم این شرکت به چالش نور کم است. دوربین‌های مجهز به DarkFighter از سنسورهای CMOS بسیار حساس با پیکسل‌های بزرگ و یک لنز با گشودگی دیافراگم فوق العاده باز (e.g., f/1.0) استفاده می‌کنند. این لنز قادر است نور بیشتری را نسبت به لنزهای معمولی (e.g., f/2.0) جمع‌آوری کند. در کنار این سخت‌افزار، الگوریتم‌های پردازشی دوربین هایک ویژن نویز را به طور هوشمندانه‌ای کاهش داده و جزئیات را در تاریکی حفظ می‌کنند تا تصاویری واضح و رنگی را در شرایط نوری بسیار کم ارائه دهند.

 ColorVu (دوربین هایک ویژن) 
ColorVu گام دیگری فراتر از DarkFighter است. این تکنولوژی نیز بر پایه سنسورهای CMOS حساس به نور (اغلب از نوع سونی Starvis) و لنزهای با دیافراگم بسیار باز (e.g., f/1.0) کار می‌کند. تفاوت اصلی در استفاده از چراغ های LED سفید کم مصرف و هوشمند است. این LEDها به طور دائم یا در صورت تشخیص حرکت، محیط را با نور سفید و طبیعی روشن می‌کنند. نتیجه نهایی؟ ضبط تصاویر رنگی کامل و پرجزئیات، حتی در شب و بدون هیچ نور مرئی دیگر. این فناوری تشخیص هویت، رنگ لباس و وسایل نقلیه را در شب ممکن می‌سازد.

 AcuSense (دوربین هایک ویژن) 
while AcuSense مستقیماً به سنسور مربوط نیست، اما یک نمونه عالی از بهره‌برداری هایک ویژن از قدرت پردازش است. این تکنولوژی با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی، تصاویر دریافتی از سنسور CMOS را تحلیل کرده و می‌تواند به طور دقیق تشخیص دهد که یک حرکت مربوط به یک انسان یا وسیله نقلیه است یا حرکت ناخواسته مانند تابش شاخه درخت یا گذر یک حیوان. این قابلیت هشدارهای خطای ناشی از حرکت را به شدت کاهش می‌دهد.

 هایک ویژن و سنسورهای سونی Starvis 
هایک ویژن رابطه نزدیکی با سونی دارد و از سنسورهای CMOS سری Starvis این شرکت در بسیاری از دوربین‌های حرفه‌ای و رده بالای خود استفاده می‌کند. ترکیب سخت‌افزار عالی سونی (سنسور) با نرم‌افزار پردازش تصویر پیشرفته هایک ویژن، منجر به خلق برخی از بهترین دوربین‌های بازار از نظر کیفیت تصویر شده است.

جمع‌بندی سنسور هایک ویژن

دوربین مداربسته هایک ویژن یک مثال بارز از این است که چگونه یک شرکت می‌تواند با درک عمیق از پتانسیل سنسورهای CMOS و سرمایه‌گذاری روی توسعه الگوریتم‌های پردازشی، ارزش افزوده فوق‌العاده‌ای خلق کند. آن‌ها با تکنولوژی‌هایی مانند DarkFighter، ColorVu و AcuSense نشان داده‌اند که تمرکز اصلی نه فقط روی تعداد مگاپیکسل، بلکه بر روی کاربردی بودن و هوشمندی تصویر است.

داهوا: رقیب سرسخت و نوآور در عرصه سنسورهای CMOS

داهوا تکنولوژی (Dahua Technology) به عنوان یکی دیگر از غول‌های پیشرو در صنعت نظارت تصویری جهانی، سهم عمده‌ای در پیشبرد تکنولوژی دوربین‌های مبتنی بر سنسور CMOS دارد. این شرکت، همانند هایک ویژن، روی توسعه الگوریتم‌های پردازش تصویر برای extracting حداکثر بازدهی از سنسورهای CMOS سرمایه‌گذاری سنگینی کرده است.

داهوا نیز عمدتاً سنسورهای خود را از تامین‌کنندگان برتر جهانی مانند سونی (Sony) و اَنسِمی (onsemi) تامین می‌کند، اما قدرت خود را در بهینه‌سازی سخت‌افزار جانبی (مانند لنز) و الگوریتم‌های پردازش تصویر (ISP) نشان می‌دهد.

تکنولوژی‌های کلیدی داهوا مبتنی بر CMOS 

 Starlight Technology (تکنولوژی استارلایت داهوا) 
این نام تجاری داهوا برای دوربین‌هایی است که عملکرد برتری در شرایط نور بسیار کم (Low-light) ارائه می‌دهند. دوربین‌های Starlight داهوا از سنسورهای CMOS با حساسیت بالا (اغلب از نوع سونی Starvis) و لنزهای با گشودگی دیافراگم بسیار باز (e.g., f/1.4) استفاده می‌کنند تا حداکثر نور ممکن را جمع آوری کنند. در کنار این، الگوریتم‌های پیشرفته کاهش نویز داهوا، سیگنال مفید را تقویت و نویز دیجیتال را تا حد امکان حذف می‌کنند تا تصاویری واضح و قابل استفاده حتی در نور ۰.۰۰۱ لوکس یا کمتر ارائه دهند. بسیاری از این دوربین‌ها قادر به ارائه تصاویر رنگی در نور بسیار کم هستند.

 Full-color Technology (تکنولوژی فول-کالر داهوا) 
این تکنولوژی، مکمل و گامی فراتر از Starlight است. دوربین‌های مجهز به Full-color علاوه بر بهره‌مندی از سنسورهای حساس و لنزهای سریع، به چراغ‌های LED سفید داخلی (White Light) مجهز هستند. این LEDها به طور خودکار در شرایط کم‌نور فعال شده و محیط را با نور سفید و غیرمخرب روشن می‌کنند. نتیجه نهایی، تصاویر کاملاً رنگی، پرجزئیات و فاقد هرگونه distortion فروسرخ در شب است. این قابلیت برای شناسایی دقیق رنگ خودروها و لباس افراد در شب حیاتی است.

 WizSense & WizMind (هوش مصنوعی داهوا) 
داهوا تمرکز زیادی بر روی ادغام هوش مصنوعی (AI) با پردازش تصویر دارد. سری WizSense دوربین‌های هوشمند با قابلیت تشخیص انسان و vehicle را شامل می‌شود. نسل بعدی این تکنولوژی با نام WizMind ارائه شده که شامل قابلیت‌های پیشرفته‌تری مانند تشخیص چهره، شمارش افراد، تحلیل رفتار و تشخیص نفوذ است. همه این پردازش‌های هوشمند بر روی جریان ویدیویی خام دریافتی از سنسور CMOS انجام می‌شود.

 Pro Series (لنزهای حرفه‌ای) 
داهوا بر اهمیت لنز به عنوان شریک سنسور CMOS تاکید ویژه‌ای دارد. سری Pro دوربین های داهوا به لنزهای باکیفیت با گشودگی دیافراگم ثابت (e.g., f/1.2) یا متغیر (varifocal) مجهز هستند که نور را با حداقل aberration و اعوجاج بر روی سنسور متمرکز می‌کنند. این هماهنگی بین لنز و سنسور، عامل کلیدی در دستیابی به کیفیت تصویر برتر است.

 داهوا و سنسورهای سونی Starvis 
داهوا نیز از سنسورهای CMOS سری Starvis سونی در بسیاری از محصولات رده بالای خود (به ویژه در سری Starlight و Full-color) استفاده می‌کند. این ترکیب ثابت کرده که یکی از موثرترین راه‌ها برای دستیابی به عملکرد exemplary در نور کم است.

جمع‌بندی سنسور داهوا

داهوا خود را به عنوان یک رقیب technologically advanced و innovation-driven در بازار معرفی کرده است. استراتژی این شرکت نه تنها بر استفاده از بهترین سنسورهای CMOS موجود، بلکه بر توسعه اکوسیستمی یکپارچه از سخت‌افزار (لنز) و نرم‌افزار (پردازش تصویر و AI) استوار است. تکنولوژی‌هایی مانند Starlight و Full-color داهوا، پاسخ مستقیم و موثری به نیازهای کاربران برای نظارت قابل اعتماد در تمام ساعات شبانه‌روز هستند.

تأثیر اندازه سنسور (سایز چیپ) بر کیفیت تصویر

"اندازه مهم است!" این جمله در مورد سنسورهای تصویر کاملاً صادق است. اندازه سنسور معمولاً به صورت کسری از اینچ (مثلاً ۱/۲.۸"، ۱/۱.۸") نمایش داده می‌شود. عدد کوچک‌تر نشان‌دهنده سنسور بزرگ‌تر است.

• سنسور بزرگ‌تر = پیکسل‌های بزرگ‌تر: یک سنسور بزرگ‌تر می‌تواند پیکسل‌های فیزیکی بزرگ‌تری را در خود جای دهد (با حفظ تعداد پیکسل مشابه).
• پیکسل بزرگ‌تر = جذب نور بیشتر: یک پیکسل بزرگ‌تر مانند یک سطل بزرگ‌تر است که می‌تواند فوتون‌های نور بیشتری را جمع‌آوری کند.

نتیجه نهایی: کیفیت تصویر بالاتر به ویژه در نور کم.** تصاویر با نویز کمتر، داینامیک رنج (Limited) بالاتر و جزئیات غنی‌تر.

برای مثال، یک سنسور ۱/۱.۸" به مراتب بهتر از یک سنسور ۱/۲.۸" عمل می‌کند، حتی اگر هر دو رزولوشن ۴ مگاپیکسلی یکسانی داشته باشند. زیرا پیکسل‌های سنسور بزرگ‌تر، نور بیشتری دریافت می‌کنند. هنگام مقایسه دوربین‌ها، به اندازه سنسور به همان اندازه که به مگاپیکسل توجه می‌کنید، دقت کنید.

رزولوشن (وضوح تصویر) و ارتباط آن با سنسور

رزولوشن به تعداد کل پیکسل‌های یک تصویر اشاره دارد (مثلاً 1920x1080 پیکسل که می‌شود حدود 2 مگاپیکسل). هرچه رزولوشن بالاتر باشد، جزئیات بیشتری در تصویر قابل مشاهده است.

با این حال، یک اشتباه رایج وجود دارد: "هرچه مگاپیکسل بالاتر، کیفیت تصویر بهتر است." این جمله همیشه درست نیست. اگر یک سنسور کوچک (مثلاً ۱/۲.۸") را با تعداد پیکسل بسیار بالا (مثلاً ۸ مگاپیکسل) پر کنیم، اندازه هر پیکسل بسیار کوچک خواهد شد. پیکسل‌های کوچک نور کمی جذب می‌کنند که منجر به تصویری پر از نویز و بیکیفیت، به‌ویژه در نور کم می‌شود.

بنابراین، یک تعادل بهینه بین اندازه سنسور، تعداد مگاپیکسل و کیفیت لنز ضروری است. یک سنسور ۴ مگاپیکسل روی یک سنسور ۱/۱.۸" اغلب نتیجه بهتری از یک سنسور ۸ مگاپیکسل روی یک سنسور ۱/۲.۵" خواهد داشت. همیشه به دنبال دوربینی باشید که سنسور آن برای رزولوشن ادعایی، اندازه مناسبی داشته باشد.

تکنولوژی Pixim (یک جایگزین تاریخی)

در بحث سنسورها، ذکر تکنولوژی Pixim خالی از لطف نیست. Pixim یک تکنولوژی اختصاصی بود که بر اساس سنسورهای CMOS ساخته شده بود، اما با یک معماری پردازشی کاملاً متفاوت عمل می‌کرد. سنسورهای Pixim از یک تکنیک به نام DPS (Digital Pixel System) استفاده می‌کردند که در آن هر پیکسل به طور مستقل و همزمان نورسنجی و دیجیتال‌سازی می‌شد.

مزیت بزرگ این سیستم، Limited داینامیک رنج (WDR) ذاتی و بسیار عالی بود. دوربین‌های مجهز به Pixim در محیط‌هایی با کنتراست نوری بسیار شدید (مثلاً ورودی‌های ساختمان که نور شدید بیرون و سایه داخل را دارند) عملکرد خیره‌کننده‌ای داشتند. برای سال‌ها، Pixim یک گزینه premium محسوب می‌شد. با این حال، با پیشرفت الگوریتم‌های WDR دیجیتال در سنسورهای CMOS معمولی و همچنین هزینه بالای تولید Pixim، این تکنولوژی به تدریج از رده خارج شد و امروزه به ندرت یافت می‌شود.

نکات کلیدی برای انتخاب دوربین با سنسور CMOS مناسب

حال که با CMOS آشنا شدید، هنگام خرید دوربین مداربسته به این نکات توجه کنید:

•   **برند سنسور:** به دنبال سنسورهای معتبر مانند **Sony (به ویژه Starvis)**، Samsung, OmniVision یا OnSemi باشید.
•   **اندازه سنسور:** برای دوربین‌های با رزولوشن بالاتر (۴MP به بالا)، به دنبال سنسورهای ۱/۱.۸" یا ۱/۲" باشید. برای رزولوشن‌های پایین‌تر، سنسور ۱/۲.۸" حداقل قابل قبول است.
•   **تکنولوژی‌های خاص:** اگر نور محیط شما کم است، به دنبال عباراتی مانند **Sony Starvis**, **Starlight**, **Darkfighter** یا **True WDR** باشید.
•   **رزولوشن منطقی:** برای اکثر کاربری‌ها، رزولوشن ۴ تا ۸ مگاپیکسل کاملاً کافی است. به جای تمرکز صرف روی عدد مگاپیکسل، به کیفیت کلی تصویر توجه کنید.
•   **کیفیت لنز:** یک سنسور عالی با یک لنز بی‌کیفیت نتیجه‌ای ضعیف خواهد داد. لنز باید بتواند نور را به وضوح و بدون اعوجاج بر روی سنسور متمرکز کند.
•  **مشاهده نمونه تصویر:** بهترین راه قضاوت، دیدن نمونه فیلم‌های ضبط شده واقعی از دوربین در شرایط نوری مشابه محیط شماست.

سؤالات متداول سنسور CMOS دوربین مداربسته (FAQ)

سؤال: بهترین برند سنسور CMOS برای دوربین مداربسته چیست؟

پاسخ: بدون شک سنسورهای Sony به ویژه سری Starvis به دلیل عملکرد بی‌نظیر در نور کم و کیفیت کلی بالا، به عنوان بهترین گزینه در بازار شناخته می‌شوند. برندهای دیگری مانند Samsung نیز کیفیت بسیار خوبی ارائه می‌دهند.

 سؤال: آیا دوربین با سنسور CMOS در شب و نور کم خوب کار می‌کند؟ 

 پاسخ: بله، به شرطی که از سنسورهای پیشرفته‌ای مانند Sony Starvis یاBSI بهره ببرد. این سنسورها به همراه الگوریتم‌های کاهش نویز، قادر به تولید تصاویر رنگی واضح در نور بسیار کم هستند. البته عملکرد آن‌ها با فعال شدن مادون قرمز (IR) حتی بهتر نیز می‌شود.

 سؤال: تفاوت CMOS و CCD در دوربین مداربسته چیست؟ 

پاسخ: به طور خلاصه، CMOS مصرف انرژی کمتر، سرعت، هزینه کمتر و اندازه کوچک‌تری دارد و در نور کم عملکرد بهتری دارد. CCD در گذشته کیفیت تصویر بهتری در نور کافی ارائه می‌داد، اما امروزه CMOS از نظر کیفیت همتراز یا بهتر شده و به همین دلیل کاملاً جایگزین CCD شده است.

 سؤال: عددی که برای اندازه سنسور می‌آید (مثلاً ۱/۲.۸") چیست؟ 

پاسخ: این عدد اندازه قطر سنسور را نشان می‌دهد. هرچه این کسر بزرگ‌تر باشد (یعنی مخرج آن کوچک‌تر باشد)، سنسور بزرگ‌تر است. مثلاً سنسور ۱/۱.۸" بسیار بزرگ‌تر و بهتر از سنسور ۱/۲.۸"