הבדלים בין סוגי מצלמות אבטחה במעגל סגור

מצלמות אבטחה במעגל סגור - מצלמות CCTV

מצלמות אבטחה משמשות בעיקר כמרתיעות גנבים ועוזרות לפתור מיקרים של גניבה ופריצה לעסקים ובתים פרטיים וכמובן פיקוח על עובדים. בעבר, מצלמות אבטחה היו נחלתן הבלעדית של חברות גדולות , בעיקר בגלל מחירן היקר, התשתיות המסובכות והתחזוקה הבלתי פוסקת. אבל, בשנים האחרונות, עקב ירידות חדות במחירי המצלמות, קלות התפעול וההתקנה והדרישה הגוברת למצלמות אבטחה, אפשר לראות מצלמות אבטחה רבות כמעט בכל בית פרטי. 

מצלמות במעגל סגור זהו עולם ומלואו. המגוון האדיר, הטכנולוגיות השונות והדרישה להתקנות בתנאי סביבה מיוחדים, דורשות ידע מוקדם, מקצועיות, אמינות ויכולת לבחור ולהציע את המצלמה המתאימה ביותר לדרישות הלקוח. המצלמות נבדלות זה מזה באיכות התמונה, בטכנולוגיית החיישן, בשיטת התקשורת, בצורת המצלמה וההתקנה, במיגון החיצוני וכמובן, באיכות המצלמה עצמה.

בין מגוון מצלמות האבטחה שאפשר למצוא כיום בשוק ישנן: מצלמות גוף, מצלמות אינפרא אדום לצפייה בלילה, מצלמות בעלות רזולוציה גבוה, מצלמות IP המתחברות ישירות לרשת התקשורת ואינן דורשות מחשב, מצלמות כיפה (Dome), מצלמות בעלות זום גבוה, מצלמות ממונעות (PTZ), מצלמות מוסתרות ומוסלקות ועוד.   כאשר בוחרים מצלמת אבטחה, יש צורך להביא בחשבון מספר פרמטרים עיקריים:
תנאי תאורה – האם הצילום יעשה רק ביום או גם בלילה? האם בלילה יש תאורת עזר או שהצילום מתבצע בחושך מוחלט?
מרחקי צפייה – מהו המרחק ממנו רוצים לצלם? האם המצלמה צריכה לצלם במרחק של 10 מטר או במרחק של 30 מטר ומעלה?
מיקום המצלמה – האם המצלמה ממוקמת בתוף הבית בתנאי סביבה מוגנים או שהיא מותקנת בחוץ, תחת כיפת השמיים וחשופה לגשם, רוחות, לכלוך ועוד? האם במשך היום, קרני השמש פוגעות ישירות במצלמה ועלולות לגרום לסנוור?
צורת המצלמה – האם יש צורך במצלמה רגילה או במצלמת כיפה? האם במצלמה גלויה או נסתרת?
דרישות אחרות של הלקוח – האם יש צורך בזום אוטומטי? האם יש צורך בתנועה של המצלמה? האם המצלמה רק מצלמת או יש צורך לחבר מערכת הקלטה (DRV)... 

מצלמות אינפרא אדום (Infra red):
מצלמות אלו מיועדות לצלם גם ביום וגם בלילה, בתנאי תאורה נמוכים, עד חושך מוחלט.
מה שמייחד את מצלמות האינפרא אדום הן הנורות (LEDS) שמאפשרות למצלמה לקלוט גלי אור שהעין האנושית איננה יכולה לראות (אורך הגל התת אדום גבוה יותר מאשר האור הנראה).  מצלמות אינפרא, מסוגלות לקלוט קרינה אלקטרומגנטית, מעצמים הפולטים חום ולתרגם גלים אלו לתמונה בהירה ואיכותית, בה ניתן לזהות עצמים, דמויות, תווי פנים ועוד.
יכולת מרחק התאורה במצלמות IR נקבע על פי כמות, סוג ואיכות נורות ה-IR המותקנות על המצלמה:
מצלמה בעלת כ-15 לדים, יכולה לראות עצמים במרחק של כ-10 מטר.
28 לדים : כ-25 מטר
36 לדים: ג-30 מטר
64 לדים: כ-40 מטר
כמו כן, גודל וסוג העדשה של המצלמה הוא קריטי לקביעת עוצמת ההארה ואיכות התמונה.
קיימים סוגים רבים של מצלמות אינפרא אדום הבאות לענות על מגוון הצרכים, כגון: מצלמות אינפרא אדום לתנאי פנים, מצלמות אינפרא אדום לתנאי חוץ, מצלמות אינפרא אדום לטווח ארוך, מצלמות אינפרא אדומות חסינות מים, ועוד.
רוב מצלמות האינפרא יכולות לצלם בתנאי לילה רק בשחור/לבן, אך קיימות מצלמות מקצועיות יותר המשתמשות בהגברת אור כוכבים בכדי לצלם גם בלילה בצבע.

מצלמות גוף
בניגוד למצלמות רגילות בעלות עדשה קבועה, כאשר רוכשים מצלמת גוף, אפשר להתאים לה את העדשה בהתאם לצרכי הלקוח, תנאי התאורה, למרחק הצילום ולגודל העצם המצולם. מצלמות גוף מותקנות בעיקר כאשר יש צורך בעדשות מיוחדות, צילום ממרחקים גדולים, צילומי תקריב וצילומים איכותיים במיוחד.
ישנן כמה סוגים של מצלמות גוף:
מצלמות גוף לתנאי תאורה רגילים (צילום ביום)
מצלמות גוף לצילומי יום ולילה, או בתנאי תאורה ירודים
מצלמות גוף עם עדשות זום ממונעות
מצלמות גוף בעלות רזולוציה גבוה בעיקר לצילומי תקריב   ברוב מצלמות הגוף, ישנה אפשרות לשליטה ידנית על מהירות הצמצם, בקרת עוצמת אור, פיצוי תאורה אחורית ועוד. לרוב מצלמות הגוף, ניתן להרכיב עדשות קבועות או עדשות משתנות, עדשות צמצם ידני או צמצמם אוטומטי.  כאשר מעוניינים בצפייה באזורים מרוחקים בעלי רמות אור נמוכות יש לבחור מצלמת גוף בעלת רגישות גבוהה לאור (מצלמת day/night).
בניגוד למצלמות אינפרא אדום שמשתמשות בתאורת LED בכדי לצלם בשחור/לבן בלילה, קיימות מצלמות גוף מקצועיות המשתמשות בהגברת אור כוכבים (Star Light) בכדי לתת תמונה צבעונית גם בתנאי תאורה נמוכים.

מצלמות כיפה (Dome)
מצלמות כיפה נחשבות למצלמות האבטחה הנפוצות ביותר. בזכות צורתה וגודלה, ניתן להתקין מצלמות כיפה בכניסות למבנים, חנויות, משרדים וקניונים. המבנה העגול של מצלמת כיפה מקנה לה אופי מיוחד. היא איננה בולטת לעין כמו מצלמות אבטחה רגילות וקשה לדעת לאיזה כיוון המצלמה מופנית.
גם למצלמות כיפה יש מגוון רחב של פתרונות. מצלמות כיפה אינפרא אדום לצילום בלילה, מצלמות כיפה בעלות עדשות משתנות, מצלמות כיפה אנטי ונדאליות לתנאי חוץ, מצלמות כיפה ממונעות, מצלמות פינתיות ועוד.
קיימות מצלמות כיפה ממונעות מקצועיות במיוחד עם זום אופטי גבוה, רזולוציה מעולה, יכולת תנועה מהירה של 360 מעלות ועוד. מצלמות אלה נקראות מצלמות High Speed Dome.

מצלמות ממונעות
מצלמות ממונעות, הנקראות גם מצלמות (PTZ(Pan,Tilt,Zoon, מחוברות למנועים בבסיס המצלמה וניתנות לשליטה ממערכת בקרה מרוחקת. במצלמות PTZ יש את האפשרות לשלוט על הזום, הפוקוס, זווית ושדה הראייה ועוד. בכדי לשלוט על תנועת המצלמה יש צורך בתקשורת נתונים לעמדת הבקרה ולארק בתקשורת וידאו. השליטה במצלמה יכולה להתבצע בעזרת תוכנת מחשב או בעזרת פאנל נפרד (מקלדת שליטה / גו'ייסטיק) המחובר ישירות למצלמה. החיסרון היחידי במצלמות PTZ הוא מחירן הגבוה.

מצלמות רשת IP
מצלמות IP הינן מצלמות אבטחה במעגל סגור שאינן דורשות חיבור ישירות למחשב. מצלמות IP מתחברות לרשת האתרנט של החברה או ישירות לאינטרנט ומאפשרות צפייה מכל מקום בעולם. מצלמות רשת עושות שימוש בפרוטוקולי העברת נתונים מתקדמים ובדחיסה חזקה בכדי להעביר את נתוני הוידיאו במהירות ובאיכות גבוה. כאשר אין צורך במערכת הקלטה, מצלמות IP חוסכות את הצורך במחשב ומאפשרות צפייה מכל מקום בעל נקודת רשת או נקודה אלחוטית. למצלמות רשת אין חיבור וידאו, אלא הן מתחברות ישירות לרשת, מקבלות כתובת IP ומתנהגות כמחשב לכל דבר. מכיוון שלמצלמות רשת אין חיבור וידאו, מערכות ההקלטה אינן מוגבלות במספר המצלמות שאפשר לחבר ואפשר להוסיף מצלמות בצורה פשוטה וקלה. איכות התמונה במצלמות רשת הינה גבוה ביותר.
בניגוד למצלמות אבטחה אנלוגיות, מצלמות IP יותר חכמות ובעלי תכונות מתקדמות כמו: הקלטה לפי גילוי תנועה, חיפוש הקלטות מתקדם, התראות באמצעות דואר אלקטרוני, צפייה במצלמה דרך טלפונים סלולרים ועוד. מצלמות IP עושות שימוש בצילום דיגיטלי באיכות גבוה הרבה יותר מאשר מצלמות אנלוגיות.

חיישן CMOS או CCD?
החיישן הוא לב המצלמה. החיישן קולט את האור הנכנס למצלמה ומתרגם אותו לתמונה. במהלך הצילום, אור עובר דרך העדשה ומגיע לחיישן שנמצא מאחוריה. קיימים שני סוגים עיקריים של חיישנים:

 CCD - Charged Coupled Device
CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor

שני סוגי החיישנים משתמשים בטכנולוגיות שונות ללכידת האור הנכנס למצלמה. בעבר לא היה ספק שחיישני CCD הרבה יותר טובים ואיכותיים מחיישני CMOS, אך ההתפתחויות הטכנולוגיות האחרונות מראים מגמה של חזרה לחיישני CMOS איכותיים ואף עולים לעיתים ברמתם על חיישני CCD. לכל סוג חיישן יש את היתרונות והחסרונות שלו.
בתחום מצלמות האבטחה, נכון להיום, חיישני CCD עולים באיכותם על חיישני CMOS.

בחיישן CCD קיים מערך של מיליוני פיקסלים רגישים לאור המסודרים בצורת רשת על משטח החיישן. כאשר אור מגיע למשטח החיישן, כל פיקסל נטען במטען חשמלי באופן פרופורציונאלי לכמות האור שהגיע לתא. מכיוון שחיישני CCD מזהים רק עוצמות אור בין שחור ללבן (וגווני אפור), יש צורך להתקין על כל תא פילטר צבע המורכב מאדום, כחול וירוק. פילטר זה נקרא פילטר Bayer. חיישן ה-CCD מחובר לשבב (Analog Front End(AFE המעבד את אות המוצא האנלוגי, הופך אותו לאות דיגיטלי ומפיק תזמון מתאים בכדי לסרוק את כל מערך ה-CCD, פיקסל אחר פיקסל. בחיישני CCD, מעגלי השליטה והבקרה נמצאים מחוץ לחיישן או בסמוך לו ואינם גורמים לרעש (רעש אלקטרוני) שיכול לפגום באיכות התמונה.

חיישני CMOS בנויים בצורה אחרת. כל פיקסל בחיישן CMOS מתרגם את עוצמת האור שמגיעה לחיישן ישירות על גבי התא, דבר שמשפר משמעותית את מהירות התגובה של החיישן. מבנה ה-CMOS מאפשר גישה באמצעות כתובות לכל תא ותא בחיישן, בדיוק כמו בזכרון מחשב. תכונה זו מאפשרת ליצרני המצלמות לקרוא את המידע מהתאים בעזרת כמה ערוצים בו זמנית ובכך לקצר את הזמן הדרוש לקריאת כל החיישן. מכיוון שכל תא בחיישן CMOS מכיל בתוכו גם את האלקטרוניקה הדרושה לפענוח האות, קיימות בעיות רעש שפוגעות באיכות התמונה (בשנים האחרונות חיישני ה-CMOS השתפרו משמעותית ומסוגלים לפצות על הרעש.)

ההבדלים העיקריים בין שני סוגי החיישנים הם:
עלות ייצור של חיישני CMOS נמוכה יותר מאשר חיישני CCD.
בחיישני CMOS המטען החשמלי של כל פיקסל מומר מיידית לאות דיגיטלי על גבי התא, לעומת חיישני CCD שמעבירים את הנתונים למעבד נוסף (AFE) ששם מתבצעת ההמרה לאות דיגיטלי.
הספק וצריכת מתח של חיישני CMOS נמוכים משמעותית מחיישני CCD.
מכיוון שמערכות הבקרה והשליטה על כל פיקסל בחיישני CMOS נמצאים על כל תא ותא, ההפרעות האלקטרוניות גורמות לאיכות תמונה נמוכה יותר.
מדידת עוצמות האור בחיישן CMOS נעשה באופן מקבילי ומהיר יותר, מאשר בחיישני CCD ששם הפענוח מתבצע פיקסל אחר פיקסל.
גודלו של חיישן CMOS קטן יותר מחיישן CCD ומאפשר ייצור מצלמות קטנות באופן משמעותי.

המרוץ אחר הגדלת הרזולוציה במצלמות אבטחה מצד אחד ומזעור החיישנים מצד שני, גורמת ליצרנים רבים לנסות ולדחוס כמה שיותר תאים רגישים לאור(פוטודיודה) לתוך שטח מצומצם. המגבלה היא לא רק השיטות לדחיסת התאים, אלא גם הרצון לשמור על איכות תמונה גבוה ונקייה מרעשים. מכיוון שדחיסת יותר תאים לתוך שטח זהה מחייבת הקטנת ממדי כל תא, לא צריך להיות חכם גדול בכדי להבין שכמות האור שיקבל כל תא תצומצם באופן משמעותי ורגישות התא תקטן.

חברת סוני, חלוצת פיתוח בתחום חיישנים למצלמות, השתמשה בשיטה פשוטה יחסית של הצבת עדשות  מיקרו (On Chip Micro lens) על גבי כל תא ובכך לגרום לכמות אור גדולה יותר להיקלט על פני שטח התא. עדשות אלו מעוצבות בצורת משפך, אשר מרכזות את כמות האור לתוך התא. טכנולוגית זאת נקראת SONY SUPER HAD CCD

פיתוח נוסף של סוני בתחום חיישני המצלמות הוא  SONY EXview HAD.  חיישן EXview HAD מאפשר רגישות גבוה יותר ואיכותית יותר מחיישני CCD רגילים. חיישן EXview HAD משפר את הרגישות לאור של התאים פי 2 בתנאי תאורה רגילים ופי 4 בתנאי תאורה אינפרא אדום.