17 พ.ย. 2563 1,676 47

ทำความรู้จักกับ Image sensor - นานาสาระกล้องวงจรปิด ตอนที่ 2

ทำความรู้จักกับ Image sensor - นานาสาระกล้องวงจรปิด ตอนที่ 2

ทุกครั้งที่มีการบรรยายมักจะได้การแซวเล็กๆจากผู้ฟังคำบรรยายๆเสมอๆว่ากล้องที่ติดที่ กทม. ทำไมมันไม่ชัดเหมือนกับกล้องที่ตำรวจทำใบสั่งของเจ้าพนักงานที่ส่งไปตามบ้านเรา และแน่นอนกล้องที่บ้านเราก็คงจะทำให้ชัดได้เท่านั้นไม่ได้ สิ่งที่แตกต่างกันระหว่างกล้องที่มีคุณภาพสูงอย่างเช่นกล้องสำหรับงานจราจร กับกล้องที่ติดตั้งบนพื้นที่สาธารณะ และกล้องที่ติดบ้านเรา อย่างมากคืออะไร



ภาพจาก สำนักข่าวไทย


Image Sensor(เซนเชอร์รับภาพ) สำหรับผู้เขียนแล้วหากจะดูว่ากล้องไหนมีความราคาแพงหนึ่งในปัจจัยที่จะทำการดูคือ Image sensor อาจจะมีความสำคัญมากกว่า Resolution

(ความคมชัด) ของกล้องอีกด้วย ซึ่งหากจะหาความรู้เรื่องนี้อาจจะไม่ได้รับคำตอบที่ดีจากวงการกล้องวงจรปิดแต่เราจะไปพบคำตอบจากวงการกล้องถ่ายภาพหรือวงการนักถ่ายภาพมากกว่า 



ภาพที่ 1 แสดงตัวอย่างของขนาด image sensor 


ชิปอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างขึ้นจากเซลล์ไวแสงนับล้านชิ้นที่เรียกว่า โฟโต้ไซด์ (Photosites) หรือมักเรียกกันว่า พิกเซล (Pixel) Photositesแต่ละตัวจะมีเลนส์รับภาพในตัวเองเพื่อทำหน้าที่บันทึกความเข้มข้นของแสงสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน (RGB) ทำหน้าที่เปลี่ยนแสงที่ได้รับมาให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า และแปลงเป็นดิจิตอลอีกครั้ง โดยเซ็นเซอร์นี้เป็นตัวบ่งบอกถึงความละเอียดของภาพที่จะได้ ถ้าจำนวนพิกเซลมากก็ทำให้ภาพที่ได้มีความละเอียดมากขึ้น เวลานำไฟล์ภาพที่ได้ไปพิมพ์ภาพใหญ่ ก็จะได้ภาพที่มีความละเอียดมากขึ้น


ขนาดของเซ็นเซอร์นั้นสัมพันธ์กับสัดส่วนของ Photosites ยิ่งเซ็นเซอร์เล็กก็จะเล็กตามส่งผลให้แสงที่ตกลงไปช่วยขยายสัญญานอิเล็คทรอนิคส์ในแต่ละ Photosites มีน้อยโอกาสการเกิด Noise จะสูงขึ้น

หมายความว่าในกรณีที่ Pixel เท่ากันขนาด Sensor ใหญ่ จะมีผลทำให้ Nosie น้อย



ภาพที่ 2 ภาพการขยายของ noise เมื่อขนาดของ image sensor เปลี่ยนไป


Noise เป็นหนึ่งในปัญหาหลักของระบบกล้องวงจรปิดเนื่องจาก noise ส่งผลต่อคุณภาพของภาพโดยตรงและทำให้กระบวนการทำ Compression และ Decode ของกระบวนการมีปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยีปัจจุบันที่มักจะมีการใช้ปัญญาประดิษฐ์ ผ่านเครื่องมือ image processing การได้มาซึ่งภาพที่ผ่านกระบวนการแล้วมี Noise สูงจะทำให้ผลลัพธ์ของระบบปัญญาประดิษฐ์(AI) มีปัญหา ฉะนั้นการเลือกใช้กล้องสำหรับกระบวนการสมัยใหม่จำเป็นต้องเลือกให้มีความเหมาะสม



ภาพที่ 3 ตัวอย่าง Spec ของ image sensor ที่มีในเอกสารทางเทคนิค


การมีขนาดของ image sensor ที่ใหญ่นั้นมีข้อดีที่เพิ่มขึ้นอีกหลายข้อเช่น ความคมชัดในแง่ Dept of filed, เกี่ยวกับเรื่อง crop factor ฯลฯ ซึ่งค่าดังกล่าวอาจยังไม่มีผลกับกล้องวงจรปิดแต่หากเป็นในรูปแบบการถ่ายภาพ ซึ่งผู้เขียนจะหาโอกาสในเวลาต่อไป

บทความโดย #วิศวสายโลหิต

COMMENTS