Która kamerka internetowa - CMOS czy CCD - zapewni najlepszą jakość obrazu 30fps?

Fri Dec 28, 2007 2:02 pm   

Witam,
Poszukuję kamerki internetowej o możliwie jak najlepszej jakości nagrywanego
obrazu.
Nagranie musi być płynne (30fps), i wyraźne - filmowana będzie twarz i ma
być uchwycona mimika twarzy.
Jaki sensor będzie lepszy do takiego zastosowania? CMOS czy CCD? Google
powiedziało, że w sumie nie ma różnicy, ale artykuły były w odniesieniu do
aparatów cyfrowych.
Może jakiś konkretny model kamerki?

Pozdrawiam,
Sikor

Fri Dec 28, 2007 2:11 pm   

Sikor napisał(a):


Pewnie dlatego że CMOS to nazwa technologii wytwarzania a CCD to nazwa
sposobu pobierania danych z sensora ))

--

Pozdrawiam,

A. Grodecki

"Wszystkie zwierzęta sa równe.
Ale te, które mają futerko w trzykolorowe pasy, są równiejsze."

Fri Dec 28, 2007 2:24 pm   

- CCD pozwala na wydluzenie czasu ekspozycji, co daje dobry efekt przy
slabym oswietleniu (np. sztucznym) - aby uzyskac to samo na CMOS trzeba
usredniac wiele klatek (ta sama technike stosuje sie czasem rowniez dla CCD,
ale efekt o niebo lepszy)
- CMOS kiepskiej jakosci = znaczne szumy, chcac porownywac matryce patrz na
parametr wydajnosc kwantowa (QE), czasem specyfikuje sie czulosc matrycy
zaleznie od oswietlenia (np. 4-5lux)
- CCD bedzie ciezsze i wieksze (z chlodzeniem to pewnie i tak nie
potrzebujesz:)
- koniecznie zadbaj o optyke, rozdzielczosc matrycy to jedno, a ogniskowa
(f) i jasnosc optyki (najczesciej podawany jako swiatlosila f/d) to drugie,
ponadto istnieje parametr jak rozdzielczosc optyczna powiazany z d poprzez
kryterium Rayleigha (najmniejsza odległosc katowa miedzy rozroznialnymi
punktami w mysl definicji kryterium rozdzielczosci Rayleigha przy
oswietleniu niekoherentnym wynosi 0.61*lambda*2/d, gdzie lambda to dlugosc
oswietlajacej fali E-M).
- jesli interesuje Cie obserwacja noca to zwroc uwage na filtr IR (nie
powinno go byc)

To wprawdzie o astronomii, ale warto przeczytac (uwaga: we wzorach
zauwazylem drobne bledy):
http://www.markbrom.eu.org/astronomia/dokumenty/foto_ccd.pdf

pozdrawiam
Janusz U.

Fri Dec 28, 2007 2:43 pm   

Janusz U. napisał(a):


ble, ble, ble... :)

http://en.wikipedia.org/wiki/Charge-coupled_device
http://en.wikipedia.org/wiki/CMOS

Nie lubię sie podpierać wikipedią, ale trudno... :)

--

Pozdrawiam,

A. Grodecki

"Wszystkie zwierzęta sa równe.
Ale te, które mają futerko w trzykolorowe pasy, są równiejsze."

Fri Dec 28, 2007 2:51 pm   

Po takich postach odechciewa sie pisac czegokolwiek na podstawie wlasnego
doswiadczenia. Zawsze znajda sie tacy, co musza udowodnic swa "wyzszosc".

pozdrawiam
Janusz U.

Fri Dec 28, 2007 3:33 pm   

On Fri, 28 Dec 2007 14:43:50 +0100, A. Grodecki wrote:

A jednak w kamerach odroznia sie oba typy, bo czyms tam sie uzytkowo
roznia. Moze dlatego
http://en.wikipedia.org/wiki/Active_pixel_sensor

A swoja droga - ktos sie orientuje w szczegolach konstrukcji ?
Jak wyglada kwestia czasu naswietlania - jest tam jakis bufor
ktory umozliwia zgromadzenie ladunku z pewnego czasu jednoczesnie
dla calej matrycy ?

J.

Fri Dec 28, 2007 3:52 pm   

Jest właściwa grupa. Tam kieeedyś pisał niejaki p. Lewandowski (chyba).

zyga
--
warning!
http://zarzecki.com
We have nothing to fear but fear itself - Franklin Delano Roosevelt

Fri Dec 28, 2007 4:36 pm   

To sobie pogooglalem, a teraz ide dalej chorowac :/


Z tego co mnie wiadomo, to matryce CMOS gromadza bardzo niewielki ladunek w
pikselu od razu go wzmacniajac i probkujac. Nie potrzeba zatem np. migawki,
bo czyszczenie matrycy robi sie jednoczesnie we wszystkich pikselach (tzw.
reset), a nie jak w CCD poprzez pusty readout.
http://download.micron.com/pdf/product_brief/MT9P031_5100_PB.pdf - "The
exposure is controlled by varying the time interval between reset and
readout."
http://download.micron.com/pdf/datasheets/imaging/MT9D011_MI2010_E.pdf -
"Electronic rolling shutter (ERS)", "Maximum Shutter Delay"
idac tropem tu jest nieco odpowiedzi
http://wiki.elphel.com/index.php?title=Electronic_Rolling_Shutter
http://www.hurricaneshuttersflorida.com/flashutter/articles/ElectronicShutterinCMOSImageSensors.htm
http://www.ptgrey.com/support/kb/index.asp?a=4&q=115
http://mpac.ee.ntu.edu.tw/Exhibition/rolling-shutter.php
http://www.machinevisiononline.org/public/articles/AganandShmia.PDF - a ta
prezentacje goraco polecam (duzo liczb:)
wniosek: unikac elektronicznej migawki... ale z drugiej strony pamietajmy o
wytrzymalosci migawki mechanicznej. Nie wiem jednak czy jest migawka
mechaniczna dla kamer wideo (w sensie 30fps, a nie pojedycznych zdjec), choc
jednak kiedys nie bylo CMOS a tylko CCD, wiec pewnie jakos sie da, ale
napewno wolniej niz 30fps.
http://www.isgchips.com/pdf/Shutter_Operations_Kodak_App_Note.pdf - dosc
rozsadnie o powyzszym, teraz wiem dlaczego kamerki internetowe tak ladnie
deformuja szybkozmienny obraz

http://graphics.stanford.edu/papers/highspeedarray/highspeed.pdf -
ciekawostka do poduszki
http://www.ovt.com/products/technology.asp tu niestety wiecej reklamy niz
danych
http://www.beyondlogic.org/imaging/camera.htm tu brak szczegolow
http://grb.fuw.edu.pl/pi/user/juzycki/docs/CCD%20Toolkit-Aga.ppt - niestety
nie znalazlem swojej pelnej prezentacji porownujacej CCD i CMOS, zreszta
bylaby dzis malo aktualna
http://www.dalsa.com/markets/ccd_vs_cmos.asp oraz
http://electronics.howstuffworks.com/question362.htm -wygooglalem, kiedys
sie na tym tez opieralem
http://photo.net/equipment/digital/sensorcleaning/ - interesujacy artykul
praktyczny, ale off-topic

pozdrawiam
Janusz U.

Fri Dec 28, 2007 4:55 pm   

Janusz U. napisał(a):

Są 2 typy sensorów jeśli chodzi o SPOSÓB ODCZYTU informacji: szeregowe
(CCD) i równoległe, nie wiedziec czemu nazwane cmos. Pewnie jakiś
"fotograficzny guru" kiedyś się wypowiedział i tak juz zostało
W zasadzie ZUPEŁNIE ODRĘBNĄ cechą jest technologia budowy sensora. Jest
ich wiele, kazdy może poszukać.

Tak samo jak większość elektroniki monolitycznej, tak samo czujniki
obrazu produkowane są w technologii CMOS, z uwagi na jej zalety i cenę,
która ZWYKLE kompensuje wady.

Wracając do czujników obrazu, sensory ccd są popularniejsze (choć
technicznie rzecz biorąc gorsze) od równoległych, bo są TANIE.
Taniość polega na łatwej konstrukcji dużej matrycy a co za tym idzie
małej ilości odrzutów produkcyjnych.

Podstawową wadą technologii ccd (nie tylko jeśli chodzi o czujniki
obrazu) są ZNIEKSZTAŁCENIA sygnału związane z techniką szeregowego
transportu ładunku. O ile w technice cyfrowej (zero-jedynkowej) nie ma
to żadnego znaczenia, to w technice analogowej jak najbardziej.
Dlatego stosuje się różne techniczne sztuczki, aby korygować błędy
powstające w matrycy obrazowej podczas pobierania obrazu do rejestrów.

Nie ma ŻADNYCH przesłanek dla których technika ccd miałaby wykazywać się
mniejszymi szumami niż technika odczytu równoległego. Wręcz przeciwnie
- niektóre zakłócenia transportu przybierają charakter dodatkowego szumu
w ccd.

To że jakiś przetwornik ccd jest lepszy od jakiegoś równoległego, wynika
z postępu technologi produkcyjnej. To tak jak porównywać np Mercedesa z
1970 roku z Audi z 2000 roku.
Ponieważ technika ccd w przetwornikacyh obrazu jest tania popularna i
powszechna, więc postęp jakościowy w sprzęcie powszechnego użytku jest duży.
Jednak przetwornik równoległy zbudowany w tym samym reżimie
technologicznym będzie zawsze lepszy jakościowo (z punktu widzenia
parametrów obrazu).
Szczególnie będzie to widoczne w niestandardowych warunkach pracy -
silnego prześwietlenia lub silniego niedoświetlenia.

Na koniec - do specjalnych celków jak np astromomia wytwarza sie
SPECJALNE przetworniki obrazu, które mają określone cechy użytkowe i
porównywanie w tym momencie ccd do równoległych nie ma żadnego sensu.
W astronomii amatorskiej, gdzie stosowane są komercyjne przetworniki
obrazu, przeznaczone do standardowych warunków naswietlania (dużo
światłą i krótkie czasy ekspozycji) doświadczenia mogą być różne, ale
wynikają ze zwykłej jakosci procesu monolitycznego a nie z tego ze
sensor ccd jest lepszy od równoległego. Bo nie jest.

--

Pozdrawiam,

A. Grodecki

"Wszystkie zwierzęta sa równe.
Ale te, które mają futerko w trzykolorowe pasy, są równiejsze."

Fri Dec 28, 2007 5:00 pm   

On Dec 28, 3:33 pm, J.F. <jfox_xnosp...@poczta.onet.pl> wrote:

Kiedys pisalem pare tekstow dla fotografow, podkreslam: dla
humanistow, wiec technicznie sa tam bardzo silne uproszczenia i takie
opisy troche na zasadzie misiow i zajaczkow, ja zdaje sobie z tego
sprawe i dlatego prosze mi nie bluzgac, ze pieprze.
http://www.stud.uni-karlsruhe.de/~uyh0/pyryfycy/wyklady_goscinne.pdf
w pedeefie powinno byc kilka linkow do bardziej technicznych opisow.

--
Marek Lewandowski
ICQ#/GG#: ask per mail. mail: locust[X]poczta/onet/pl
my gallery: http://www.pbase.com/mareklew
my kind-of-a-blog: http://lockaphoto.stufftoread.com

Fri Dec 28, 2007 5:05 pm   

Janusz U. napisał(a):


Nie wiem jak w kamerkach internetowych, ale problem może tkwić w
sposobie tworzenia obrazu. Niektóre przetwornik sa przystosowane do
progressive scan a inne nie. Progressive scan polega na tworzeniu
pełnych obrazów z częstością 25/s (dla standardu TV) w odróżnieniu od
"normalnego" sygnału wideo, gdzie wprawdzie częstość jest 50/s ale są to
półobrazy.
W progressive scan każda klatka TV ma jakość zdjęcia a w normalnym
obrazie TV w przypadku ruchomego obrazu krawędzie przedmiotów mają zęby
wynikające z nałożenia 2 różniących się półobrazów.
Progressive scan niestety daje lekkie odczucie migotania, podobnie jak w
kinie.
Oglądanie półobrazów jest przyjemniejsze dla oka ale zrobienie ładnej
stopklatki jest niemozliwe i są również pewne problemy w obróbce takiego
materiału.

--

Pozdrawiam,

A. Grodecki

"Wszystkie zwierzęta sa równe.
Ale te, które mają futerko w trzykolorowe pasy, są równiejsze."

Fri Dec 28, 2007 5:34 pm   

Moze na wstepie powiem, ze CCD i CMOS zwykle analizowalem pod katem jakosci
obrazu w astronomii, badz ogolnie przy kiepskim swietle. CCD bywaja w duzych
rozmiarach, CMOS nie. W efekcie otrzymujemy wiekszy piksel, a wiec
rozdzielczosc optyki staje sie mniej krytyczna - mozna zwiekszyc ogniskowa
(astronomia...) mniej dbajac o srednice. Wiekszy piksel to wiecej ladunku,
ktory mozemy zgromadzic, a wiec wiecej informacji o obrazie w odniesieniu do
szumu termicznego (ten minimalizuje sie poprzez chlodzenie, szum spada do
kilku elektronow) oraz pradu ciemnego. Wiekszy piksel to rowniez dluzszy
czas ekspozycji, a wiec z gory mowie, ze do wideo 10fps i wyzej, to duzy
wafel CCD sie nadaje... W przypadku matryc CCD na blad odczytu skladaja sie
rowniez wzmacniacz, przetwornik A/C oraz, uwaga, kondensator sprzegajacy
matryce ze wzmacniaczem (w profilu brzegowym klatki widac bardzo ladnie jego
wplyw). Ponadto przecieki z sasiadnich pikseli przesyconych daja o sobie
rowniez znac (staturated) i mowimy o zjawisku rozplywania sie ladunku -
blooming. Gorace piksele (hotpixels) redukuje sie zwykle poprzez odjecie
klatek specjalnych, tzw. darkow, zas niejednorodnosc matrycy redukuje sie
poprzez podzielenie poprzez klatke wykonana przy jednorodnym oswietleniu.


nazwa CCD (Charge Coupled Device) raczej mowi o ladunkowych


CMOS wiaze sie z technologia, ale jednoczesnie z faktem umieszczenia w
jednej strukturze sensorow i wzmacniaczy, a obecnie rowniez blokow
przetwarzania DSP


to zalezy o jakiej klasie CCD myslimy - podobnie CMOS z gornej polki sa b.
drogie


To prawda, w CCD transport to bolesna sprawa, podobnie jak proby zwiekszania
odczytu - do wideo CMOS wydaja sie byc lepsze, bo krotszy czas odczytu, to
krotszy czas martwy z punktu widzenia akwizycji obrazu kolejnej klatki


Zgadza sie, i to krzem i to krzem, zwlaszcza jesli przyjmiemy te same
rozmiary liniowe (o czym pisalem na poczatku). Niemniej CCD bazuja raczej na
bardzo malych napieciach, zas w CCD napiecia sterujace siegaja +/-15V
(niestety CCD wymaga wiele roznych napiec, jesli mowimy o zasilaniu z
przetwornic podwyzszajacych, to rzeczywiscie takie CCD moga okazac sie
gorsze).


No wlasnie nie wiem jak z tym czasem ekspozycji, wielkoscia piksela i
szumem. Tu dla wideo CMOS rzeczywiscie powinno byc lepsze, bo zakladajac
male piksele nalezy szybko przetworzyc zebrany ladunek, aby zebrac przy
okazji jak najmniej szumu. Ale jesli czas ekspozycji jest ktotki (bo np.
mamy rezim 30fps), to przy slabym oswietleniu szum i sygnal beda na
porownywalnym poziomie. Rozwiazac taki problem mozna poprzez usrednianie
klatek, ale wtedy stracimy duza rozdzielczosc czasowa. Ktos ma pomysl jak to
dziala przy sztucznym oswietleniu? Moje wrazenia z zabawkami CMOS typu 3Mpix
w aparatach telefonicznych sa bardzo kiepskie, ale przeciez optyka tam wola
o pomste do nieba - niewielka srednica powoduje, ze dodatkowo na matryce
pada malo swiatla.


Dla wspomnianych na poczatku potrzeb jest lepszy. Natomiast rzeczywiscie w
zastosowaniach tradycyjnych CMOS zdaje sie byc gora. Tylko jak dotad nie
wpadlo mi nic porzadnego w rece z matryca CMOS i normalna optyka, i moze
stad nie jestem takim entuzjasta lepszego nad dobrym.

pozdrawiam
Janusz U.

Fri Dec 28, 2007 6:29 pm   

Janusz U. napisał(a):


Obydwa typy są "ładunkowe". CCD to sposób ściągania danych z medium do
rejestrów.


CCD też zawierają wzmacniacze, przetworniki i procesory. To czy i jakie,
zależy wyłącznie od przeznaczenia matrycy.


Tu masz stronę mojego sasiada, zapalonego astrofotografisty
Nie wiem jak teraz, ale do niedawna używał gółwnie korpusu Cannona z
matrycą równoległą - praktyczny brak szumów do ISO 1600.

http://www.astrophotography.pl/

--

Pozdrawiam,

A. Grodecki

"Wszystkie zwierzęta sa równe.
Ale te, które mają futerko w trzykolorowe pasy, są równiejsze."

Fri Dec 28, 2007 6:54 pm   

w jednej strukturze.... ech....


no wlasnie:
http://www.astrophotography.pl/ccd-10xme.php
http://www.astrophotography.pl/ccd-2000xm.php
http://www.astrophotography.pl/ccd-st4.php
http://www.astrophotography.pl/ccd-hx916.php
any questions?

pozdrawiam
Janusz U.

Fri Dec 28, 2007 9:12 pm   

Janusz U. napisał(a):


Nie "w" a raczej "na". Jak najbardziej. Technika się scala. Cena! Kiedyś
czujnik przyspieszenia to był sensor i kawał elektroniki do niego. Teraz
jest to pojedyncza struktura z elestycznie zawieszoną masą,
piezorezystorami, wzmacniaczami, przetworenikiem, układem linearyzacji i
kompensacji temperatury...


O tym już było (Mercedes vs Audi).
Poza tym mój sąsiad na technice się za bardzo nie zna a na elektronice
wcale. Mając tego świadomość żadnych wniosków w tej kwestii na swojej
stronie nie wyciąga, co dobrze o nim świadczy. W internecie roi się od
stron z pseudowiedzą, pseudodoświadczeniami, pseudownioskami i
amatorskimi schematami. Nie ma się co podniecać. Prawdziwe informacje są
w podręcznikach akademickich, raportach naukowych i nielicznych (z
oczywistych względów) publikacjach pochodzących z przemysłu.

--

Pozdrawiam,

A. Grodecki

"Wszystkie zwierzęta sa równe.
Ale te, które mają futerko w trzykolorowe pasy, są równiejsze."