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- ELETTRONICA OGGI 449 - OTTOBRE 2015
possibile realizzare tubi caratterizzati da migliore ri-
soluzione e consumi più contenuti, più semplici da
realizzare e contraddistinti da una maggiore affida-
bilità. Per contro, le tecnologie come quelle appena
descritte facevano ricorso al vetro (che è un mate-
riale fragile) e i circuiti utilizzavano tensioni di valore
elevato. Dal punto di vista dimensionale, i sensori di
immagine basati sui tubi erano grandi e ingombran-
ti. Grazie alla tecnologia dei semiconduttori, lo sce-
nario è radicalmente cambiato.
Sensori a stato solido
I dispositivi ad accoppiamento di carica (CCD - Char-
ge-Coupled Device) hanno fatto la loro comparsa
agli inizi degli anni ’70 inizialmente come dispositivi
di memoria; si tratta di componenti a semicondut-
tore che prevedono una schiera (array) ordinata di
elementi fotosensibili (pixel) generalmente disposti
in righe e colonne a formare una matrice. I singoli
pixel sensibili alla luce presenti nell’array impostano
in maniera sincrona lo stato di un flip-flop. I pixel ac-
cumulano carica elettrica in funzione della quantità
di luce incidente. Terminato l’intervallo di esposizio-
ne, la carica è trasferita su un registro a scorrimento
e ha inizio un nuovo ciclo di esposizione. Nel frattem-
po il contenuto del registro a scorrimento viene tra-
sferito verso l’esterno: mediante la temporizzazione
del registro a scorrimento è possibile generare un
flusso video sincrono.
Dopo le prime matrici di sensori unidimensionali
utilizzate in applicazioni come scanner e fax, han-
no iniziato a fare la loro apparizione le versioni bi-
dimensionali e quelle a colori dei dispositivi CCD,
grazie alle quali è stato possibile realizzare sensori
di immagini video molto più compatti e con consumi
notevolmente inferiori.
Evitare l’intervento umano
A causa della mancanza di tecnologie di registrazio-
ne, i primi sistemi CCTV richiedevano l’intervento di
un osservatore che doveva estrarre il maggior nu-
mero di informazioni possibile da un evento rilevato,
dopodiché le immagini erano definitivamente perse.
In sistemi di questo tipo, i compiti di riconoscere i
pattern, rilevare le attività di interesse e decidere se
inviare o meno un avvertimento erano demandati a
una persona.
L’avvento dei sensori CCD lineari ha modificato que-
sto scenario grazie alla loro capacità di lettura di co-
dici a barre e riconoscimento di pattern. I sensori bi-
dimensionali utilizzati nei moderni sistemi di visione
sono caratterizzati da risoluzioni estese, sensibilità
spettrale elevata, consumi ridotti e dimensioni com-
patte. Senza dimenticare che, in molti casi, è possibi-
le eliminare il ricorso a gruppi ottici.
L’abbinamento tra visione e “intelligenza” artificiali
ha permesso di realizzare una nuova generazione di
sistemi di sorveglianza avanzati che, oltre a richie-
dere meno personale, sono caratterizzati da costi
contenuti e dalla possibilità di programmare (e in-
seguire) target specifici. I progettisti, dal canto loro,
si trovano a dover integrare funzioni che richiedono
una notevole potenza di elaborazione.
Problematiche di progetto
Senza la velocità e le densità dei moderni disposi-
tivi di memoria e la potenza di calcolo degli odierni
processori embedded, non sarebbe possibile realiz-
zare i sistemi di sorveglianza “smart” della prossima
generazione, che devono abbinare costi ragionevoli
e compattezza dimensionale. Ciò a causa dell’incre-
mento del livello di risoluzione dell’immagine.
I processori a 8-bit operanti a una frequenza di 4
MHz erano adatti a soddisfare le esigenze dei pro-
gettisti che sviluppavano i primi anelli di controllo
digitali e in grado di supportare le tecniche digitali
per l’elaborazione dei segnali e il controllo in tempo
MOUSER ELECTRONICS
PER APPLICAZIONI
SICUREZZA
Fig. 2 – Anche in presenza di basse risoluzioni del segna-
le video, la velocità di trasferimento dati può peggiorare
rapidamente in funzione della distanza utilizzando il
tradizionale cablaggio a coppia intrecciata