Здесь можно найти образцы любых учебных материалов, т.е. получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа ПЗС и КМОП,основные принципы работы видеокамеры

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 05.06.2012. Сдан: 2011. Страниц: 6. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Содержание:
ст. 

1.Что такое видеокамера.Типы видеокамер………………………3
2.Термины,  используемые в описаниях видеокамер……………13
3.ПЗС……………………………………………………………….164.Принцип действия ПЗС…………………………………………17
5.Истори ПЗС.……………………………………………………..18
6. История КМОП……………………….……………..………….20

7.Преимущества  КМОП…………………………………………..21

8. Недостатки КМОП……………………………………………...22

9.Сравнение  свойств и параметров………………………………24

10.Схема  охраняемого объекта, находящегося под видеонаблюдением, выполненная в среде VideoCAD…………..25
11.Заключение……………………………………………………...29
12.Список  литературы……………………………………………..31 
 

 


Введение 

    Видеокамера предназначена для организации  непрерывного видеонаблюдения за охраняемым объектом. Может работать как в  сложной системе видеонаблюдения, так и в комплекте с обычным  бытовым телевизором. Для видеонаблюдения  в секретных объектах применяют  как правило специальные  камеры с герметичным металлическим  корпусом, которые также обладают отличительными свойствами, такими как :надёжность и качество.
    В данной курсовой работе будут рассмотрены  основные понятия, касающиеся тематики видеокамер, ПЗС, КМОП и д.р
    А также в качестве заключения будет  представлена схема охраняемого  объекта, находящегося под видеонаблюдением, выполненная в среде Video
    CAD. 

 

     1.Видеокамера — электронный киносъёмочный аппарат, устройство для получения оптических образов снимаемых объектов на светочувствительном элементе, приспособленное для записи или передачи в телевизионный эфир движущихся изображений Обычно оснащается микрофоном для параллельной записи звука. В настоящее время видеокамеры практически вытеснили из употребления ранее широко распространённые кинокамеры.
         Через видоискатель определяется изображаемое в кадре и производится фокусировка изображения объективом, который формирует оптическое изображение объекта на светочувствительной матрице, видиконе, диске Нипкова или другом элементе, трансформирующим изображение в сигнал, который может передаваться в эфир онлайн или записываться для последующего воспроизведения на аналоговом (не дискретном) или цифровом носителе.

Типы  видеокамер :

Видеокамеры делятся на категории:
    Для повседневной съёмки:
    обычно  небольших размеров и невысокого качества съёмки, около 0.5 Mpx и меньше
    Для экстремальной съёмки:
    слабовосприимчивые  ко внешним воздействиям камеры, противоударные, противопыльные, подводные и другие.  

Для профессиональной съёмки:
камеры  для съёмки фильмов и репортажей, обычно значительного веса, от портативных, до устанавливаемых стационарно  или на рельсы. Применяются для  съёмок HDTV и объёмного видеоизображения.
Аналоговые  видеокамеры
    Betacam SP/Betacam SX
    Hi8
    S-VHS-C
    VHS-C
    Video8
Цифровые  видеокамеры
    XDCAM
    DV/DVCAM/DVpro/Digital 8
    P2HD
    MiniDV
    MICROMV
    HDV
    HDD
    Flash
    DVD/HDD
    DVD
    CDCAM
    Blu-ray/HDD
    Blu-ray
Веб-камера (также вебкамера) — цифровая видео или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети интернет (в программах типа Instant Messenger или в любом другом видеоприложении).
Веб-камеры, доставляющие изображения через интернет, закачивают изображения на веб-сервер либо по запросу, либо непрерывно, либо через регулярные промежутки времени. Это достигается путём подключения камеры к компьютеру или благодаря возможностям самой камеры. Некоторые современные модели обладают аппаратным и программным обеспечением, которое позволяет камере самостоятельно работать в качестве веб-сервера, FTP-сервера, FTP-клиента и (или) отсылать изображения электронной почтой.
Веб-камеры, предназначенные для видеоконференций, — это, как правило, простые модели камер, подключаемые к компьютеру, на котором запущена программа типа Instant Messenger.
Модели  камер, используемые в охранных целях, могут снабжаться дополнительными  устройствами и функциями (такими, как  детекторы движения, подключение  внешних датчиков и т. п.
Веб-камера содержит объектив, оптический фильтр, ПЗС или КМОП матрицу, схему цифровой обработки изображения, схему компрессии изображения и опционально веб-сервер для подключения к сети.
Документ-камера — особый класс телевизионных камер, предназначенных для передачи изображений документов (например, оригиналов на бумаге) в виде телевизионного сигнала или в какой-либо другой электронной форме. По конструкции походит на кодоскоп, но с телекамерой на месте верхнего объектива-перископа.
Документ-камеры позволяют получить и транслировать  в режиме реального времени четкое и резкое изображение практически  любых объектов, в том числе  и трехмерных.
Изображение, полученное с помощью документ-камеры, может  быть введено в компьютер, показано на экране телевизора, передано через Интернет, спроецировано на экран посредством мультимедиапроектора.
Камеры  в соответствии с  записью видео  на определённый носитель делятся на:

Digital 8

Формат D 8 обладает всеми основными преимуществами цифровой съемки: разрешение изображения  до 500 линий по горизонтали, стереозвук качества CD, цифровой монтаж, возможность  делать множество копий без ощутимых потерь качества и возможность воспроизводить аналоговые записи Hi 8 и Video 8.
Если  есть архив записей в 8-мм формате, то эта камера позволит воспроизводить записи и, в тоже время, перейти к  цифровой съемке. Кроме того, свой аналоговый архив в 8-мм формате Вы сможете  перевести в цифровой для более  длительного хранения. Камера данного  формата использует обычные кассеты Hi 8 (ширина пленки - 8 мм, скорость - 28,695 мм/с). Можно снимать даже на кассеты Video 8 и они будут воспроизводиться только с той же камеры.
Продолжительность записи - 2/3 от номинала кассеты: если Вы берете кассету Hi 8 длительностью 120 минут SP, значит, в режиме Digital 8 на нее можно  записать 80 минут SP. Стоимость съемки с обычной кассетой Hi 8 значительно  ниже, чем у цифрового формата Mini DV.

Mini DV

Mini Digital Video - цифровой полупрофессиональный формат, созданный за счет упрощения и удешевления профессионального формата DV. Для камер такого формата предназначены кассеты Mini DV (ширина ленты - 6,35 мм, скорость - 18,831 мм/с), которые воспроизводятся либо с камеры, либо со специального цифрового видеомагнитофона. Продолжительность записи на одну кассету - 60 минут SP (90 минут LP).
Разрешение  изображения почти профессиональное - до 540 линий по горизонтали (разрешение профессионального формата Betacam SP - 650 линий). Стереозвук качества CD. Возможности  нелинейного (цифрового) монтажа. Мультимедийный интерфейс: перевод записи из аналоговой в цифровую и наоборот, с компьютера/на компьютер, через параллельный порт (RS232C), через i.LINK (IEEE 1394), через скоростной USB-интерфейс, а также на карты  памяти (до 128 Mb).
Для старших, более дорогих, моделей применяются  профессиональные объективы известных  фирм-производителей оптики, трехматричные и мегапиксельные ПЗС, оптические стабилизаторы изображения и другие новейшие технологии.
Mini DV видеокамеры обладают функцией  цифровой фотосъемки, т.е. сохраняют  стоп-кадры. По уровню качества  фотоснимков видокамера пока  не может сравниться с цифровым  фотоаппаратом. Вместе с тем,  для компьютера, и Интернета такое  качество снимков является весьма  неплохим. Многие видеокамеры уже  перешли от режима VGA (640?480), к более  высокому разрешению 1600х1200 и даже  выше. Кроме того, они ощутимо  повысили полноту стоп-кадра ПЗС-матрицы  с прогрессивным сканированием  и мегапиксельные ПЗС-матрицы. 
Ко всему  прочему, широко распространилась технология прогрессивной фотосъемки с использованием механического затвора, позволяющая  считывать полные кадры и с  обычной матрицы.
Формат Mini DV предоставляет наилучшее качество изображения и звука, доступное  любителям. Далее по этим параметрам идет профессиональная техника, которая  на порядок дороже. Таким образом, если у вас есть желание всерьез  заняться видеосъемкой, изучить возможности  нелинейного монтажа и приобщиться  к компьютерным видеотехнологиям, камера формата Mini DV - это то, что нужно.

Micro MV.

Этот цифровой формат появился сравнительно недавно. Камера такого формата весит 310 г., 60-минутная кассета более чем  в 2 раза меньше по габаритам, чем кассета Mini DV, хорошая система интеграции с компьютером. Видеосигнал записывается в сжатом формате MPEG-2. При скорости передачи 12 Мбит/с. Режим MPEG Movie AD – запись цифрового видео в формате mpeg на видеокассету с разрешением 144 х 96 и 352 х 240 пикселей. Звук записывается в формате MPEG audio layer2. Micro MV имеет почти  в половину меньший поток данных, чем у DV. Это значительно экономит место на жестком диске компьютера, однако сохраняет качество изображения  при записи.
В камерах Micro MV (Sony DCR-IP5 и IP7) имеется удобная  функция MPEGMOVIE AD, которая позволяет  записывать 280 секунд видео и звука  на встроенную карту памяти Memory Stick. С нее информация легко переносится  на компьютер для последующего редактирования, добавления титров, прикрепления видеоклипов  к письмам (для отправки электронной  почтой) и т.д.
Кассеты для камер данного формата в два раза дороже Mini DV- однако удобства MPEG-формата перекрывают все расходы.

DVD

Это новый формат, который появился в 2003 году. Благодаря распространению  технологии DVD – этот формат видеокамер стал весьма заманчивый для многих пользователей. Поскольку запись производится на 8см DVD диск, у пользователя такой  видеокамеры есть возможность сразу  просмотреть свое видео на обычном DVD проигрывателе или на компьютере с предустановленным DVD-ROM. Еще важным преимуществом является то, что с  диска DVD невозможно случайно стереть  нужную запись.
Камера DVD формата позволяет проводить  базовое редактирование видеоматериала, переставляя сцены местами или  удаляя ненужные. Возможна и запись неподвижных изображений (размер 640х480 точек). Видеосигнал записывается в  формате MPEG-2 в трех режимах (на выбор): HQ, SP, LP. В режиме наивысшего качества (HQ) на одну сторону miniDVD диска вмещается 20 минут видео. Формат видеозаписи  соответствует потоку 9300 Кбит/с. Формат записи аудио – 5.1 Dolby Digital.AC-3.

HDD - видеокамеры со  встроенным жестким  диском.

Это еще один новый стандарт видеокамер анонсированный фирмой JVC. Поскольку  видеоинформация сохраняется на компактном жестком диске - видеокамеры  этого формата обладают самой  высокой емкостью записи видео. К  примеру в видеокамере с емкостью в 30 Гб можно записать до 37 часов  видео в формате MPEG-2 (качество DVD) и 7 часов очень качественной MPEG-2 видео записи (постоянная скорость записи 8.5Mbps, 720 x 576/50i ULTRA режим с Dolby Digital звучанием (MOD файл), что очень выгодно  выделяет этот формат перед другими  форматами видеокамер. У пользователя такой видеокамеры есть возможность  переписывать видео записи на компьютер  с помощью интерфейса i.LINK (IEEE 1394).

SD Видеокамеры. 

Этот самая компактная видеокамера. Данная видеокамера позволяет записывать на карту памяти SD как неподвижные  изображения, так и видеоданные  в формате MPEG4 (15 кадров/сек), а также  снабжена SD-аудиоплеером с возможностью воспроизведения музыки в формате MP3 и AAC. Видеокамера подключается к компьютеру кабелем USB.

HDV

Этот формат раньше применялся только в профессиональных видеокамерах. На сегодняшний день фирма Sony начала выпуск HDV камер полупрофессионального  уровня. Камера записывает изображение в формате HDV1080i – одном из тех стандартов, на который планируют перейти в будущем многие профессиональные телестудии. 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2.Термины, используемые в описаниях видеокамер: 

Оптика 
 
Главное в видеокамере - оптика. Объектив - это "глаз", через который в видеокамеру поступает изображение. Отсюда, качество этого изображения в первую очередь зависит от качества этого "глаза". Поэтому все фирмы-производители стараются оснастить свою продукцию высококачественной оптикой либо собственной разработки, каковой отличаются, например, фирма Canon, либо привлекают к сотрудничеству известных производителей оптики, возьмем к примеру сотрудничество Sony с фирмой Carl Zeiss, Panasonic - с фирмой Leica
 
Видоискатель 
 
Во время съемки через окуляр видоискателя можно видеть и регулировать получаемое изображение, а после съемки – просмотреть готовую запись. Изображение может быть черно-белым или цветным у разных моделей. Как правило, черно-белое изображение видится более четко, поэтому его легче сфокусировать при ручной настройке. 
 
ЖК_Дисплей 
 
Жидкокристаллический дисплей - экран, по которому можно контролировать съемку, как в видоискателе, или просмотреть готовую запись. Возможна регулировка яркости изображения и громкости звука. 
 
Мультиэкран 
 
Функция ЖК-экрана, разделяющая его на несколько (обычно 4 или 9) окон, в которых показываются стоп-кадры последовательного движения объекта съемки с интервалом меньше секунды (обычно от 0,1 до 0,5 с). Это очень удобно для анализа каждого движения в спорте, при изучении повадок животных

 
Картинка_в_картинке 
 
Снимите какую-нибудь надпись, или рисунок, или объект и занесите его в память в виде неподвижного изображения. В любой момент: во время съемки, в режиме "Пауза" при записи или при остановке воспроизведения, Вы можете вставить изображение, занесенное ранее в память, в уголке основного снимаемого сюжета.  
 
Режим_LP 
 
LP (Long play) – замедленный режим работы видеокамеры, при котором кассета вмещает в два раза больше записи, чем в стандартном режиме SP (Standart play). В режиме LP на обычную 45-минутную кассету для видеокамеры можно записать 90 минутный фильм. Однако качество цветного изображения при этом ухудшается. 
 
Автоэкспозиция 
 
Экспозиция – установка выдержки и диафрагмы, необходимая для конкретных условий съемки: освещенности, близости объектов, размеров помещения и др. Выбором той или иной программы автоэкспозиции Вы меняете запрограммированные предустановки отверстия диафрагмы и скорости затвора (выдержки). От величины открытого отверстия диафрагмы зависит количество попадающего на матрицу света и глубина резкости (т.е. расстояние, на котором объекты съемки получаются резко). Выдержка влияет как на количество проникающего света, так и на четкость изображения двигающихся объектов. Чем выше скорость объектов, тем скоростнее должен срабатывать затвор. Чем слабее освещенность - тем больше требуемая выдержка.  
 
В большинстве современных видеокамер применяется несколько стандартных режимов, отражающих самые распространенные условия съемки: сумерки ("медленный" или "слабое освещение"), "серфинг и снег", прожектор, спорт, портрет и др. Также присутствует режим "автомат" или "полный автомат", с помощью которого установка делается автоматически. 
 
Стабилизатор_изображения 
 
Стабилизаторы обеспечивают устойчивость кадра, не позволяя ему дрожать. Бывают цифровые и оптические стабилизаторы. Лучшими считаются оптические, так как они применяют дополнительные стабилизирующие компоненты для поддержания ZOOM-линз. Видеокамеры Sony формата Digital8 оборудованы электронной системой стабилизации изображения Super_Steady_Shot
 
 
 
 
 

3.ПЗС-матрица_(CCD) 
 
Поступившее в объектив изображение далее попадает на обработку в специальный преобразователь - электронную матрицу ПЗС (устройство с зарядовой связью - charge coupled device, CCD), которая превращает световой сигнал в электрический. ПЗС-матрицы различаются своей чувствительностью, которая во многом зависит от физических размеров матрицы и от количества составляющих ее элементов (разрешения). Физические размеры матриц принято считать в дюймах, и в бытовых видеокамерах они составляют обычно 1/4 или 1/6 дюйма, в "самых-самых" топовых моделях встречаются и матрицы из профессионального мира - 1/3''.  
 
Разрешение измеряется в пикселях. Соотношение тут простое: чем больше элементов матрицы задействовано в формировании изображения, тем четче будет картинка. Поэтому фирмы-производители с каждым годом увеличивают его величину, и в 2000 году был преодолен мегапиксельный (свыше 1 000 000 пикселей) рубеж. В любой матрице часть элементов остается пассивной, поэтому при расчете чувствительности матрицы желательно знать количество ее эффективных пикселей.  
 
Реальное разрешение у видеокамер с одним ПЗС будет несколько хуже, чем с тремя. У 3 ПЗС видеокамер с помощью ее оптики изображение разделяется на три основных цвета и каждый цвет передается на свою ПЗС матрицу.

ПЗС — прибор с зарядовой связью (англ. CCD — Charge-Coupled Device). Общее обозначение класса полупроводниковых приборов, в которых применяется технология управляемого переноса заряда в объеме полупроводника.

4.Принцип действия ПЗС

ПЗС —  прибор с зарядовой связью — отражает способ считывания электрического потенциала методом сдвига заряда от элемента к элементу.
ПЗС устройство состоит из поликремния, отделённого от кремниевой подложки, у которой при подаче напряжения через поликремневые затворы изменяются электрические потенциалы вблизи электродов. Один элемент ПЗС-матрицы формируется тремя или четырьмя электродами. Положительное напряжение на одном из электродов создаёт потенциальную яму, куда устремляются электроны из соседней зоны. Последовательное переключение напряжения на электродах перемещает потенциальную яму, а следовательно, и находящиеся в ней электроны, в определённом направлении. Так происходит перемещение по одной строке матрицы.
Если  речь идёт о ПЗС-линейке, то заряд  в её единственной строке «перетекает» к выходным каскадам усиления и там  преобразуется в уровень напряжения на выходе микросхемы.
У матрицы  же, состоящей из многих видеострок, заряд из выходных элементов каждой строки оказывается в ячейке ещё  одного сдвигового устройства, устроенного  обычно точно таким же образом, но работающего на более высокой  частоте сдвига.
Для использования  ПЗС в качестве светочувствительного устройства часть электродов изготавливается  прозрачной. 

5.История ПЗС

Прибор с зарядовой  связью был изобретён в 1969 году Уиллардом Бойлом и Джорджем Смитом в Лабораториях Белла (AT&T Bell Labs). Лаборатории работали над видеотелефонией (picture phone и развитием «полупроводниковой пузырьковой памяти» (semiconductor bubble memory). Объединив эти два направления, Бойл и Смит занялись тем, что они назвали их «устройствами с зарядовыми пузырьками». Смысл проекта состоял в перемещении заряда по поверхности полупроводника. Так как приборы с зарядовой связью начали свою жизнь как устройства памяти, можно было только поместить заряд во входной регистр устройства. Но стало ясно, что прибор способен получить заряд благодаря фотоэлектрическому эффекту, то есть могут создаваться изображения при помощи электронов.
В 1970 году исследователи Bell Labs научились фиксировать изображения с помощью ПЗС-линеек (в них воспринимающие свет элементы расположены в одну или несколько линий). Таким образом впервые был создан фотоэлектрический прибор с зарядовой связью.[2]
Впоследствии  под руководством Кадзуо Ивама (Kazuo Iwama) компания Sony стала активно заниматься ПЗС, вложив в это крупные средства, и сумела наладить массовое производство ПЗС для своих видеокамер. Ивама умер в августе 1982. Микросхема ПЗС была установлена на его надгробной плите для увековечения его вклада. [3]
С 1975 года начинается активное внедрение телевизионных ПЗС-матриц. А в 1989 году они применялись уже почти в 97 % всех телекамер. 

КМОП.
КМОП-матрица — светочувствительная матрица, выполненная на основе КМОП-технологии.
В КМОП-матрицах используются полевые транзисторы с изолированным затвором с каналами разной проводимости.
                
КМОП (К-МОП; комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник; КМДП; англ. CMOS, Complementary-symmetry/metal-oxide semiconductor) — технология построения электронных схем. В технологии КМОП используются полевые транзисторы с изолированным затвором с каналами разной проводимости. Отличительной особенностью схем КМОП по сравнению с биполярными технологиями (ТТЛ, ЭСЛ и др.) является очень малое энергопотребление в статическом режиме (в большинстве случаев можно считать, что энергия потребляется только во время переключения состояний). Отличительной особенностью структуры КМОП по сравнению с другими МОП-структурами (N-МОП, P-МОП) является наличие как n-, так и p-канальных полевых транзисторов; как следствие, КМОП-схемы обладают более высоким быстродействием и меньшим энергопотреблением, однако при этом характеризуются более сложным технологическим процессом изготовления и меньшей плотностью упаковки.
Подавляющее большинство современных логических микросхем, в том числе, процессоров, используют схемотехнику КМОП.

6.История КМОП

Схемы КМОП в 1963 изобрёл Фрэнк Вонлас (Frank Wanlass) из компании Fairchild Semiconductor, первые микросхемы по технологии КМОП были созданы в 1968. Долгое время КМОП рассматривалась как энергосберегающая, но медленная альтернатива ТТЛ, поэтому микросхемы КМОП нашли применение в электронных часах, калькуляторах и других устройствах с батарейным питанием, где энергопотребление было критичным.
К 1990 году с повышением степени интеграции микросхем встала проблема рассеивания энергии на элементах. В результате технология КМОП оказалась в выигрышном положении. Со временем были достигнуты скорость переключения и плотность монтажа недостижимые в технологиях, основанных на биполярных транзисторах.
Ранние  КМОП-схемы были очень уязвимы  к электростатическим разрядам. Сейчас эта проблема в основном решена, но при монтаже КМОП-микросхем рекомендуется принимать меры по снятию электрических зарядов.
Для изготовления затворов в КМОП-ячейках на ранних этапах применялся алюминий. Позже, в связи с появлением так называемой самосовмещённой технологии, которая предусматривала использование затвора не только как конструктивного элемента, но одновременно как маски при получении сток-истоковых областей, в качестве затвора стали применять
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.