CCTV Principles

Licht naar lading conversie

 Een beeld is het licht dat wordt geprojecteerd op retina in het oog.
 Het retina bestaat uit ontelbare lichtgevoelige cellen die licht omzetten in een elektrisch signaal.
 De zenuwbanen leiden dit signaal naar de hersenen die op die manier een beeld waarnemen.

 Charge-Coupled Devices of CCD's, zetten het licht om in een elektrisch signaal, zoals de cellen in het retina van het oog.
 Het signaal wordt omgezet naar een beeld op een monitor.

Shift Register

Een elektrische lading wordt via het vertikale shift-register uitgelezen en vervolgens afgevoerd via het horizontale shift-register.

Het uitlezen van de ladingen in de CCD pixels, gebeurt op de manier bepaalt door de specificaties van het videosignaal.
Het videosignaal bestaat uit 50 fields per seconden. Een beeld bestaat uit 625 lijnen.
Het scannen van het beeld gebeurt interlaced : eerst scant men de oneven lijnen daarna scant men een tweede field met de even lijnen.

1. Een CCD heeft duizenden tot miljoenen pixels.
Elke beeldelement heeft een fotogevoelige zone (fotosensor) die het invallend licht omzet in elektronen.
De fotosensor werkt als een emmer die water opvangt

2. Tussen de kolommen fotosensoren bevindt zich het verticaal register.
Het verticaal shiftregister bestaat uit halfgeleider-emmers gekoppeld in een verticale lijn.
Het shiftregister is een Charge Coupled Device en geeft de betekenis aan CCD.

3. Tijdens een verticale sync interval worden alle geaccumuleerde ladingen, simultaan getransfereerd naar het bijhorende shiftregister.
De fotosensor, is als een dam met een stuwklep.
De stuwkleppen van alle dammen worden gelijktijdig geopend.
Alle opgehouden water vloeit op hetzelfde tijdstip.

4. De timing van de ladingtransfer hangt af van de fieldrate van de camera.
De field van het videobeeld is 1/50.
Elke 1/50 seconden hebben we de lading van een fotosensor nodig.

5. Elke lading schuift door naar het verticale shift register met een timing die bepaalt wordt door de horizontale (lijn) scanningsfrequentie
(PAL, 50 Hz, 50 interlaced fields, 625 lijnen)

De Frame Integration methode.

De methode geeft de maximale vertikale resolutie.
Deze methode introduceert ook blurr.
De tijd tussen A₁ en B₁ bedraagt 1/25 seconde en duurt te lang.

De Field Integration methode

De field integration methode wordt het vaakst toegepast.
Om blurr te vermijden worden de pixels aan dubbele snelheid uitgelezen.
De CCD leest daarbij telkens twee naburige pixels.
De ladingen in beide cellen worden opgeteld en behandeld als één.
Elke pixel wordt gelezen in het even-field-A en in het oneven-field-B.

Deze methode halveert de vertikale resolutie, maar is te verkiezen boven de blurr veroorzaakt in de frame integration methode.

CCD Blokschema