Tecnologie

Dettaglio dell'articolo:

giovedì 17 gennaio 2013

Sensori: risoluzione, sensibilita', scansione dell'immagine

Un sensore consiste in una griglia di singoli elementi fotosensibili indipendenti, ciascuno dei quali misura la quantità di luce che lo colpisce. Ogni elemento fotosensibile corrisponde al più piccolo elemento che costituisce l'immagine, chiamato pixel. La risoluzione del sensore quindi viene indicata conseguentemente come il numero di pixel che compongo l'immagine, precisamente il numero di pixel in larghezza (W) ed in altezza (H)

griglia di un sensore

I sensori presentano diversi formati standard, a parità di dimensioni un sensore può presentare diverse risoluzioni, ad esempio per un CCD 1/3" (con dimensioni 4.8 x 3.6 mm):

640x480 pixel = 307200 pixel, definita come risoluzione VGA

1280 x1024 pixel= 1310720 pixel = 1.3 Megapixel

Risoluzioni più alte permettono di distinguere maggiori dettagli nell'immagine, ed è evidente che per aumentare la  risoluzione sulla stessa superficie, i pixel devono avere dimensioni minori, con aumento del costo del sensore.

La luce emessa dagli oggetti tende a distribuirsi uniformemente nello spazio, quindi pixel più piccoli riceveranno una porzione più piccola di questa luce, cioè una quantità minore di luce. Ogni pixel per essere attivato ha bisogno di una quantità minima di luce (praticamente indipendete dalla sua dimensione), quindi la stessa luce ambientale attiva più facilmente pixel grandi che pixel piccoli, perchè i primi assorbono una porzione di luce maggiore che i secondi. Tecnicamente si parla di sensiblità alla luce del sensore, cioè di quanto intensa deve essere la luce di un oggetto perchè il sensore produca l'immagine di quell'oggetto.

Risulta chiaro che in condizioni di luce scarsa si devono utilizzare risoluzioni minori, questo diventa particolarmente evidente per le telecamere termiche, che utilizzano la luce infrarossa, meno intensa di quella visibile, e che quindi presentano una risoluzione massima tipicamente del tipo VGA.

Si vedano ad esempio queste telecamere:

  1. Telecamere termica con risoluzione 640x480
  2. Telecamera con sensore 1/3" e risoluzione 1280x960= 1.3 megapixel
  3. Telecamera con sensore 1/3.2" e risoluzione 2592x1944= 5 mega pixel
1)Axis Q1922-E Superior detection and wide range coverage - Lens 10mm, 8,3fps 2)AXIS P3346-VE 1.3 megapixel 3)Axis P3367-VE risoluzione 5 mega pixel
compralo su domuswire compralo su domuswire compralo su domuswire

 

Tecnologie sensori

Esistono due principali tecnologie per i sensori: CCD e CMOS

CCD

Charge-Coupled Device: più sensibili alla luce dei sensori CMOS e meno soggetti a disturbi (meno rumore), permettono di avere immagine di qualità superiore. Sono però costosi nella realizazione, ed hanno richieste energetiche molto superiori a quelle dei CMOS.

CMOS

Complementary Metal-Oxide Semiconductor: offrono una lettura più rapida e sono forniti di tutti i componenti logici necessari per la telecamere, offrendo un'integrazione più semplice quindi una soluzione a costo minore. Dissipano meno energia che i CCD, quindi sono preferibili per i dispositivi alimentati in autonomia da una batteria.

Tecniche di scansione dell'immagine

La principali tecniche di scansione dell'immagine oggi disponibili sono l'interlacciata e la progressiva. La scansione interlacciata è usata principalmente per i CCD, mentre la scansione progressiva è usata sia per i CCD che per i CMOS.

Scansione interlacciata

Nella scansione interlacciata, i dati dell'immagine del sensore vengono suddivise in righe pari e dispari, quindi si creano due  nuovi gruppi di righe pari e dispari, dove ciascun gruppo è una combinazione delle originali righe pari e dispari. Quindi viene trasmesso solo un gruppo di linee alla volta in alternanza, dimezzando la larghezza di banda necessaria per la trasmissione.

Anche l'apparecchio che riceve il flusso d'immagini deve usare la tecnica interlacciata, disegnando prima le righe pari, poi quelle dispari dell'immagine sullo schermo,  per poi fare un aggiornamento (refresh) delle stesse secondo la stessa alternanza. Nonostante la perdita d'informazioni rispetto all'immagine originaria, la frequenza d'aggiornamento garantisce una visione senza disturbi notabili.

Scansione progressiva

Tipicamente però i monitor di computer non hanno un funzionamento interlacciato bensì progressivo, cioè non disegnano le righe alternativamente pari e dispari, ma disegnano l'immagine progressivamente, cioè visualizzano tutte le righe dell'immagine per poi aggiornarle tutte. Su questi monitor quindi le immagine interlacciate presentano una qualità inferiore, specialmente per oggetti in movimento, problema che diventa molto evidente per il fermo-immagine.

I sensori con scansione progressiva dell'immagine trasmettono l'intera immagine usando tutta la banda necessaria, e queste immagini possono essere visualizzate dai monitor senza disturbi ed in piena qualità, anche nel fermo immagine.

Commenti:

Scrivi un commento:

Archivio