سيستم نظارت تصويري HD : رموز ايجاد تصاوير با بهترين كيفيت ممكن در دوربين مداربسته
در سيستمهاي نوين نظارت تصويري و دوربينهاي مداربسته كيفيت تصاوير به تنهايي معطوف به كيفيت لنزها يا الگوريتمهاي هوشمند نخواهد بود ولي هماهنگي متغيرهاي محيطي با نقاط قوت دوربين مداربسته كيفيت تصاوير را بهتر منعكس مي نمايد.
لنز دوربين مداربسته :
لنز اولين قطعه در دوربين مداربسته خواهد بود كه با نور سر و كار دارد و نور منعكس شده از اجسام را دريافت مي كند(چيزي كه تصوير را مي سازد). در زماني كه دوربينهاي مداربسته قديمي آنالوگ محبوبيت بيشتري داشتند لنزها عملكرد مناسبي داشتند. با رشد سنسورها و تكنولوژيهاي روز عملا مهندسان و برنامه نويسان نياز به لنزهايي بهتر را بيش از پيش احساس مي كردند. اين روند با افزايش ميزان رزولوشن(چند مگاپيكسلي) عملا كار را پيچيده تر كرد. مثلا بهره مندي از محتواي تحليلگرهاي هوشمند ويدئويي عملا بدون استفاده از لنزهايي با دقت بالا غير ممكن خواهد بود.
چطور لنزها بر روي كيفيت تصاوير دوربين مدار بسته تاثيرگذار خواهند بود؟
عامل مهم در تصوير برداري انتقال نور است. كيفيت و ميزان نور عبوري توسط لنز بسيار بر روي كيفيت تصاوير تاثير خواهد گذاشت. يك لنز بوسيله تكنولوژي دقيق با مدلي غير كروي(كوارتيزه) ساخته مي شود كه بتواند به رنگ دقيق، نور بهتر و تصاوير واضحتر در تصوير بينجامد. پوشش كامل چند لايه و ضد انعكاس در لنزها باعث مي شود عبور نور با حداقل بازتاب و انعكاس، نور را به مقصد برساند و كمترين ميزان پراكندگي نور در لنز اتفاق مي افتد(Bouncing).
( بهترين كيفيت تصاوير HD = بهينه سازي پهناي باند و اتقال داده ها + سازگاري و همخواني كامل سيستم + پردازش سيگنال تصوير + ساخت لنز)
وقتي كار به ساخت لنز براي دوربينهاي مداربسته چند مگاپيكسلي مي رسد دو عامل مهم است. يكي از عوامل جنس مورد استفاده و ديگري پردازش خروجي لنزها خواهد بود.
ماده اي كه در ساخت لنز بكار مي رود تركيبي از شيشه و پلاستيكهاي پليمري است. لنزهاي HD از شيشه هايي با جنس كاملا متراكم و منسجم ساخته شده اند كه حداقل پراكندگي نور را داشته و كارايي بالايي براي تصاوير HD ارائه مي نمايد.
استفاده از پلاستيكهاي ويژه در ساخت لنز توسط پروسه اي خودكار و ماشيني باعث مي شود توليد كنندگان دوربينهاي مداربسته طراحي و كيفيت مناسبي براي ساخت بكار برده باشند.
در دوربينهاي مداربسته HD با لنز متحرك، لنزها بايد دقت ساخت بهتري داشته باشند تا در فكوسهاي خودكار در زوم اپتيكال به مشكل كاهش كيفيت تصاوير برنخورند.
يكي از مسائل مهم، يك فرم و يكدست بودن كيفيت تصاوير خواهد بود. اينكه تصوير در مركز و اطراف لنز يكدست باشد و كيفيت تصوير در هيچ بخش آن تغيير محسوسي نداشته باشد.
پردازش سيگنال تصوير
با عبور نور از لنز، سنسورها آنرا دريافت و به داده تبديل مي نمايند. داده هايي با فرمت Raw RGB بوسيله سنسور دوربين مداربسته به پردازشگر سيگنال تصويري(ISP) منتقل مي شوند و عملياتي مثل كاهش نويز(Noise reduction)، White balance، WDR، Curve correction و تصحيح رنگها و ... در اين مرحله بر روي تصاوير صورت خواهد پذيرفت. بعد از اين مرحله داده ها به رنگهاي واقعي براي هر نقطه پيكسلي تبديل مي شوند و افراد مي توانند تصاوير را بصورت "عادي" با چشم انساني مشاهده كنند. پردازش سيگنالهاي تصويري كيفيت نهايي تصاوير روي صفحه نمايش را تعيين مي كند.
وضعيت تصاوير به متغيرهايي همانند ميزان نور، مقدار سيگنال به نويز، طيف ديناميك نور و... بر مي گردد. الگوريتمهاي ISP در افزايش جزئيات داده ها و كاهش نويزها موثر خواهند بود. دوربينهاي مداربسته با قابليت WDR كيفيت تصاوير را براي همه اجسام در صحنه به تعادل مي رساند و در شرايط متغير نوري ميزان جزئيات را در محيطهاي تاريكتر يا روشنتر بهتر ارائه مي دهند. مثلا قابليت 3D DNR يا كاهش نويز سه بعدي مي تواند نورها و جزئيات خطايي را كه بر اثر كاهش نور محيطي بوجود مي آيد كاهش يا حذف نمايد و به گيرايي بهتر تصاوير و نور كمك نمايد. مثلا در هواي ابري تكنولوژي مه زدايي خودكار (Auto-defogging) با تشخيص غلظت مه يا باران از طريق تحليل تصاوير مي تواند رنگ تصوير را بهبود بخشد.
(افزايش چندمگاپيكسلي تصوير و ميزان نرخ فريمها باعث مي شود ويدئوي خوبي داشته باشيد اما نتيجه اينكار افزايش پهناي باند و حافظه مصرفي خواهد بود.)
نمايش هماهنگ با دوربينهاي مداربسته چندمگاپيكسلي
وقتي مراحل بالا به خوبي صورت بگيرد و نمايشگرهايي هماهنگ با اين كيفيت مورد استفاده قرار گيرند بهترين نتيجه بدست خواهد آمد. زماني كه از دوربينهاي مدار بسته HD استفاده مي شود رزولوشن بالاي مانيتورها باعث مي شود تصاوير واضح تر ديده شوند. اما اگر رزولوشن مانيتور پايين باشد نتيجه چيزي كه از يك دوربين مداربسته HD انتظار داريد نخواهد بود! دوربين مدار بسته
مثلا تصاوير دوربين مداربسته 8 مگاپيكسلي بهتر است در ال سي دي هايي با رزولوشن 4K*2K (رزولوشن طول 4K و رزولوشن عرض 2K) نمايش داده شوند.
مديريت داده و پهناي باند دوربين مدار بسته
بطور كلي در يك سيستم نظارت تصويري HD در صورتي كه همه عوامل مرتبط بصورت سازگار و هماهنگ تنظيم شوند كيفيت تصاوير خروجي بسيار خوب خواهد بود. آخرين قطعه پازل مديريت داده ها خواهد بود. فشرده سازي پهناي باند بر روي كيفيت و وضوح تصاوير اثر مي گذارد اما حفظ فضاي كافي براي انتقال سيگنال و ذخيره سازي براي كاربران هزينه بهمراه خواهد داشت.
براي بالانس اين دو عامل راهكارهاي كدگذاري و فشرده سازي تصاوير ويدئويي وجود دارند. براي مثال با ميتوان بيش از 40 تا 50 درصد حجم پهناي باند و حافظه مصرفي را كاهش داد. بهبود الگوريتمها بسته به شرايط و صحنه، به كاربران امكان كنترل نرخ بيتهاي انتقالي را مي دهد. گزينه ديگر ضبط تصاوير بر اساس رويداد و يا اعلام هشدار خواهد بود كه براي بسياري از محيطهاي امنيتي مهم خواهد بود.
داشتن بهترين كيفيت تصوير دوربين مداربسته
حالا همه چيز را دركنار هم بگذاريد. طبيعتا توليدكنندگان و كاربران به مشخصات محصولات و ويژگيهايشان دقت خواهند كرد تا بهترين نتيجه را بدست آورند. كاربران بايد دوربين مداربسته HD را با درنظر گرفتن كارايي لنز، پيكسل تصوير، كيفيت تصوير و در كل كاركرد مناسب و سازگاري آن انتخاب كنند. در آخر كيفيت دوربين مداربسته، گارانتي، قيمت و سرويس مناسب مشتري تماما فاكتورهاي مهمي هستند كه كاربران بايد مد نظر قرار دهند.
