نوردهی و جبران نوردهی در دوربین مداربسته

نوردهی و جبران نوردهی در دوربین مداربسته

نوردهی و جبران نوردهی در دوربین مداربسته

دوربین های مداربسته از جمله مهم ترین سیستم ها و سامانه های نظارت تصویری هستند که می توانند با ثبت و ارائه تصاویر از محیط های مختلف ما را در بهبود روند زندگی و فعالیت هایمان یاری کنند. در این میان، بهبود عملکرد این دوربین ها و هم چنین افزایش کیفیت تصاویری که برایمان ثبت می نمایند نکته ای بسیار مهم است. در بسیاری از موارد، برای اینکه تصاویر صبط شده توسط دوربین های مداربسته مستند و قابل بررسی باشند نیاز به وجود جزئیاتی در آن هاست.

برای اینکه میزان این جزئیات و در اصل کیفیت تصاویر ثبت شده توسط دوربین های مداربسته ارتقا یابد نیز راه کارهای بسیاری ارائه شده اند. یکی از این راه کارها نوردهی صحیح به دوربین های مداربسته است. در این مقاله قصد داریم در مورد نوردهی و جبران نوردهی در دوربین مداربسته مطالبی را برای علاقه مندان و کاربران سیستم های نظارتی دوربین مداربسته ارائه دهیم.

تاثیر نور در دوربین های مداربسته

مهم ترین عامل برای ایجاد و ثبت و ضبط یک تصویر با کیفیت عالی توسط دوربین های مداربسته نور است. نوری که دوربین مداربسته مورد نظر می تواند آن را احساس کند. در حقیقت، دوربین های مداربسته مشابه با آنچه که ما می توانیم ببینیم نور را نمی بینند. چشم انسان قادر است علاوه بر نور، نواحی روشن و تاریک موجود در محیط اطراف را نیز با وضوح نسبتاً بالایی تشخیص می دهد. اما در مورد دوربین های مداربسته، مکانیسم اندکی متفاوت از چشم انسان است. در این دوربین ها، زاویه تابش نور به اجسام و اشیا نیز بسیار مهم است. به گونه ای که اگر منبع نور در بالا یا در پشت دوربین مداربسته واقع شده باشد، دوربین دارای دید تک بعدی شده و تصویری تک بعدی از آن به دست می دهد. لذا برای اینکه بتوان عکس و تصویر متناسب و دارای پستی بلندی ها و جزئیات دقیق ثبت نمود، لازم است زاویه نوردهی و ترکیب سایه ها و نور به صورت درست صورت گرفته باشد.

نوردهی در دوربین مداربسته

ایده آل ترین حالت نوردهی یا اکسپوژر (Exposure) در دوربین های مداربسته زمانی است که هم سایه های عکس و هم روشنایی های آن دارای حداکثر وضوح و جزئیات باشند. به عبارتی در صورتی که به نمودارهای هیستوگرام دوربین مداربسته مراجعه گردد، حالت های نوردهی بیش از اندازه (Over Exposed) یا نوردهی فوق العاده کم و ناکافی (Under Exposed) در آن مشاهده نشود. چرا که در هر کدام از این حالت ها، امکان از دست رفتن برخی از جزئیات روشنایی یا سایه ها به صورت دائم و غیر قابل جبران وجود خواهد داشت.

عملیات نوردهی در حقیقت کنترل میزان و زاویه تابش جهت نوری است که به دوربین وارد می شود. در دوربین های دیجیتال (Digital Cameras) نور ورودی پس از لنز به حسگر نور برخورد کرده و به توان الکتریکی تبدیل می گردد. کنترل این نوردهی می تواند تاثیر بسزایی در کیفیت و میزان جزئیات تصویر ثبت شده مورد نظر داشته باشد.

المان های تاثیر گذار در نوردهی دوربین مداربسته

نوردهی و جبران نوردهی در دوربین مداربسته

 

سه فاکتور اساسی که می توانند روی نوردهی دوربین های مداربسته موثر باشند عبارتند از:

  • سرعت شاتر (Shutter speed)

که تعیین کننده باز و بسته بودن حسگر دوربین مداربسته برای ورود نور به داخل آن است. سرعت شاتر و زمان نوردهی (Exposure Time) در حقیقت هر دو به یک فرایند اشاره دارند. زمانی که سرعت شاتر بالاتر است، عملا میزان و زمان نوردهی کمتر است.

نوردهی و جبران نوردهی در دوربین مداربسته

  • اندازه دریچه دیافراگم F (Aperture)

این پارامتر ناحیه و منطقه ای که نور می تواند از طریق آن وارد لنز دوربین تان شود را کنترل می کند. این فاکتور که با استفاده از کمیت f-stop بیان می گردد نیز از جمله موارد موثر در نوردهی دوربین های مداربسته است.

نوردهی و جبران نوردهی در دوربین مداربسته

رابطه بین میزان نوردهی و سرعت و شاتر و اندازه دریچه دیافراگم دوربین مداربسته در جدول زیر آمروده شدن است. البته محدوده و دامنه f-stop در دوربین های مداربسته مختلف متفاوت است. در حقیقت، محدوده و رنج وسیع تر از کمیت f-stop می تواند بهتر بوده و انعطاف پذیری بیشتری برای ثبت تصاویر داشته باشد.

نوردهی و جبران نوردهی در دوربین مداربسته

  • و ISO

سرعت ایزو (ISO Speed) نیز میزان حساسیت سیستم به نور ورودی را تعیین می نماید. درست مثل سرعت شاتر، مولفه و پارامتر ISO نیز به صورت یک به یک با میزان نوردهی در ارتباط است. اما با این تفاوت که بالا بودن سرعت ISO منجر به افزایش نویز (Noise) در تصاویر ضبط شده می گردد و بهتر است همواره مقدار نسبتاً اندکی در نظر گرفته شود. سرعت های ISO معمول اغلب در حدود 100، 200، 400 و 800 هستند. در حالی که برخی از دوربین های مداربسته مقادیر کمتر یا بیشتری را نیز می توانند داشته باشند.

نوردهی و جبران نوردهی در دوربین مداربسته

به عبارتی در صورتی که سرعت شاتر بیش از حل معمول باشد، یا اینکه دریچه دیافراگم کوچک تر از حد نرمال باشد (F عددی بزرگتر باشد)، تحت شرایط خاصی عکس ثبت شده کم نور تر از حالت عادی آن دیده می شود. در چنین حالت هایی لازم است جبران نوردهی در دوربین مداربسته صورت گیرد.

نوردهی و جبران نوردهی در دوربین مداربسته

جبران نوردهی در صورت نوردهی نادرست می تواند به روش های مختلفی صورت پذیرد. در صورتی که دوربین مداربسته مورد نظرتان در حالت خودکار برنامه ریزی شده باشد (اصطلاحا حالت P)، به صورت اتومات سرعت شاتر و / یا دریچه دیافراگم را به منظور جبران نوردهی تغییر خواهد داد. در صورتی که حالت S را انتخاب کرده باشید، دوربین به صورت خودکار سرعت شاتر را تغییر خواهد داد. و به همین ترتیب، استفاده از دکمه A نیز معادل با جبران نوردهی دوربین مداربسته توسط کنترل و تنظیم دریچه دیافراگم خواهد بود.

Motion Detection چیست؟

 

Motion Detection چیست؟ دوربین تشخیص حرکت یا Motion Detection ، دوربینی است که می تواند با تشخیص حرکت فعال شود.به طور کلی در بیشتر موارد نیازی نخواهد بود که تمامی تصاویر دریافتی ضبط شود .

قابلیت تشخیص حرکت چگونه کار می کند ؟
برای اینکه بهتر با طرز کار قابلیت Motion Detection آشنا شوید ، باید بدانید که دوربین مداربسته چگونه کار می کند. در داخل هر دوربین مداربسته سنسور تصویر قرار دارد که لنز دوربین به آن متصل است و نور از طریق لنز به آن وارد می شود.

هنگامی که نور با سنسور تصویر برخورد می کند هر کدام از پیکسل ها نشان می دهند که چقدر نور از محیط دریافت شده است. مجموعه این الگوها و نقاط تاریک و روشن در پیکسل ها تصویری را می سازند که شما مشاهده می کنید.

هنگامی که شما قابلیت تشخیص حرکت را فعال می کنید معمولا می توانید ناحیه مورد نظر برای بررسی تغییرات را انتخاب نمایید. پردازنده تصویر با مقایسه فریم های متوالی تصویر ، هرگونه تغییر در پیکسل ها را بررسی می کند و اگر تعداد پیکسل ها به اندازه ای باشد که در سیستم تعریف شده است ، حرکت تشخیص داده می شود. اینکه چه مقدار تغییر در تصویر برای تشخیص حرکت کافی می باشد بستگی به درجه حساسیت یا درصد تعریف شده در سیستم دارد. سطح حساسیت به تغییرات نقاط تاریک و روشن در پیکسل تصاویر نگاه می کند.

 

کاربرد های دوربین مدار بسته Motion Detection چیست؟

  • صرفه جویی در فضای ذخیره سازی تصاویر
  • ارسال پیغام هشدار به کاربر
  • حساسیت و تنظیم قابلیت تشخیص حرکت
  • صرفه جویی در زمان
  • اعتماد و اطمینان بیشتر
  • ذخیره مقدار زیاد انرژی

 

Motion Detection

Motion Detection

 

  • صرفه جویی در فضای ذخیره سازی تصاویر

یکی از کاربردهای مهم قابلیت تشخیص حرکت صرفه جویی در فضای ذخیره سازی تصاویر از طریق محدود کردن زمان ضبط تصاویر می باشد. می توان سیستم نظارتی و دستگاه ضبط تصاویر را طوری تنظیم نمود که فقط هنگامی شروع به ضبط تصاویر کند که حرکتی در تصویر شناسایی شود. بنابراین فقط هنگامی دستگاه ضبط تصاویر شروع به ضبط تصاویر دوربین مداربسته می کند که تغییرات به وجود آمده در تصویر به اندازه ای باشد که سیستم تشخیص حرکت آن را تشخیص دهد.

  • ارسال پیغام هشدار به کاربر

یکی از کاربردهای دیگر قابلیت تشخیص حرکت ارسال پیغام هشدار به کاربر می باشد. شما می توانید با استفاده از فعال نمودن این قابلیت و تنظیم آن بر اساس نیاز و کاربری خود در هنگام تغییر تصویر و تشخیص حرکت با استفاده از تنظیم سیستم هشدار از رویداد مورد نظر آگاه شوید.

به عنوان مثال می توان در زمان تعطیلی دفتر کار یا ساختمان تجاری از ورود غیر قانونی افراد از درب ورودی یا تردد آنها از راهرو با خبر شد. اما باید برای جلوگیری از امکان بروز هشدار اشتباه حساسیت سیستم را با توجه به کاربری و مکان مورد نظر تنظیم نمود.

 

  • حساسیت و تنظیم قابلیت تشخیص حرکت

حساسیت با درجه بیشتر نیاز به تغییرات کمتری در تصویر دارد در حالیکه حساسیت کم سیستم تشخیص حرکت نیاز به تغییرات بزرگتری در تصویر دارد ، مانند روشن شدن چراغ در اتاق تاریک تا حرکت تشخیص داده شود. از طرف دیگر با استفاده از درصد می توان تنظیم نمود که چند درصد از پیکسل های تصویر باید تغییر کنند تا حرکت تشخیص داده شود.

برای مثال اگر شما می خواهید سیستم تشخیص حرکت را روی درب ورودی تنظیم کنید می توانید آن را روی ۵۰ درصد تنظیم کنید تا هنگامی که چیز بزرگی وارد اتاق شد مانند یک شخص ، حرکت تشخیص داده شود اما در صورت ورود یک چیز کوچک مانند یک حشره حرکت نادیده گرفته شود.

رسیدن به بهترین نتیجه و تنظیم قابلیت تشخیص حرکت برای جلوگیری از هشدار یا ضبط اشتباه ممکن است مدتی زمان ببرد. اما می توان برای شروع با حرکت افراد و تغییر درصد مورد نیاز برای تشخیص حرکت سیستم را با توجه به محل مورد نظر و کاربری خاص سیستم تنظیم نمود.

قابلیت تشخیص حرکت می تواند در زمان تعطیلی مراکز اداری یا فروشگاه ها تا حد زیادی در مصرف فضای هارد دیسک صرفه جویی نماید و استفاده از آن در کنار سیستم های تشخیص هوشمند تصویر می تواند بسیار مفید باشد.

همانطور که در ابتدا گفته شد قابلیت تشخیص حرکت به تنهایی قادر به تفکیک حرکت فیزیکی از تغییر در تصویر دوربین مداربسته نمی باشد بنابراین استفاده از آن برای سیستم هشدار به تنهایی مناسب نمی باشد.

سیستم های نظارتی جدید دارای قابلیت های هوشمندی برای تفکیک و تجزیه و تحلیل تصاویر بوده و با استفاده از سایر روش های تشخیص هوشمند می توانند برای سیستم هشدار یا دزدگیر به کار گرفته شوند و از بروز هشدارهای نادرست تا حدود زیادی جلوگیری نمایند.

  • صرفه جویی در زمان

در بیشتر اوقات شما بایستی زمان زیادی را برای محافظت از اموال خود با بازبینی تصاویر دربرابر هرگونه تجاوز صرف کنید، اما با استفاده از دوربین های مداربسته Motion Detection، شما زمان کمتری را صرف می کنید و به دیگر امور کسب و کارتان می پردازید. این دوربین ها می توانند همیشه آماده به کار بوده و با درک حرکت یک شیء یا انسان، بطور خودکار شروع به ضبط نمایند. چند دقیقه بعد زمانی که هیچ حرکتی نباشد، ضبط دوربین متوقف می شود و دوباره به حالت آماده به کار در می آید، شما می توانید فقط آنچه را که از قبل اتفاق افتاده بازبینی کنید.

 

  • اعتماد و اطمینان بیشتر

یک دوربین مداربسته Motion Detection به مراتب از یک دوربین مداربسته معمولی یا هر دوربین مداربسته دیگر قابل اعتمادتر است. بدین دلیل که این دوربین تنها صحنه های مهم را ضبط می کند. این دوربین به گونه ای طراحی شده که اگر آلارمی به صدا در بیاید؛ حرکت را تخمین می زند. بعلاوه اگر آنرا روی ضبط تنظیم کنیم، زمانی که حرکتی باشد شروع به ضبط می کند. به همین دلیل است که می گویند وقتی لازم است آلارم دریافت می کند. مزیت این است که شما می توانید حافظه زیادی از دسنگاه ذخیره ساز را تنها برای صحنه هایی که ضروری هستند ذخیره کنید.

 

  • ذخیره مقدار زیاد انرژی

دو روش برای ذخیره انرژی در دوربین های مداربسته  Motion Detection وجود دارد.

نخست اینکه، آن انرژی که شما برای تماشای اتاق های خالی صرف می کنید، ذخیره می شود. این دوربین ها فقط چیزهایی مثل یک فعالیت ادامه دار را ضبط می کنند. به عبارت دیگر، دوربین های دیگر هر چیزی را ضبط خواهند کرد، به این معنی که شما الزاماً تمام ورودی های آنرا حتی اگر چیزی اتفاق نیفتاده باشد، مشاهده خواهید کرد.

دوم اینکه این دوربین ها همیشه آماده به کار خواهند بود تا زمانی که حرکتی باشد. این کار انرژی زیادی را ذخیره می کند که میتواند از قدرت دوربین مدار بسته در تمام دوره استفاده کند.

بطور کلی دوربین های مدار بسته Motion Detection می توانند کمک بیشتری به شما بکنند تا نظارت بهتری در خانه خود داشته باشید. بجز مسائل امنیتی شما همچنین می توانید از این دوربین ها برای تشخیص برخی آسیب های احتمالی تان استفاده کنید. این به شما کمک می کند که این آسیب ها را بشناسید و آنها را کنترل کنید. بطور ایده آل مزایای بیشتری وجود دارد که شما می توانید حین استفاده از این دوربین های مدار بسته در مقایسه با دوربین های دیگر بهره ببرید.

دوربین مداربسته فیش آی (Fisheye)

 

دوربین های Fisheye  (چشم ماهی) ،  یکی از پیشرفته ترین تکنولوژی های موجود را در میان سیستم های دوربین مداربسته موجود دارد، که قابلیت دید با زاویه ۱۸۰ و همچنین ۳۶۰ درجه را به بیننده میدهد. دوربین مداربسته فیش آی در هر دو نوع شبکه و آنالوگ موجود میباشد.

دوربین مداربسته Fisheye قابلیت ثبت تصاویر در تمامی زوایا را دارا هستند. این دوربین های کابردهای گسترده ای دارند، می توانند در محیط های وسیع هم سطح تصویری بسیار مناسب در تمامی جهات برای شما ایجاد کنند  و این قابلیت می تواند لزوم استفاده از تعداد زیادی دوربین مداربسته برای پوشش دادن یک محیط را از میان ببرد.

دوربین مداربسته فیش آی (Fisheye) برای محیط هایی مانند سالن های بزرگ، سوله ها و فضاهای تفریحی بزرگ بسیار مناسب هستند. دوربین های Fisheye معمولا فاقد دید در شب یا IRهستند و در نور کم نیز تصویر مناسبی به دست نمی دهند پس بهتر است نور محیط به طوری مناسب برای مثال با یک پروژکتور تامین شود . اگرچه استفاده از دوربین های Fisheye مفید است، اما محدودیت هایی نیز در نصب این دوربین ها وجود دارد.

دوربین مداربسته فیش آی با استفاده از لنز ۳۶۰ درجه که بر روی آن نصب شده توانایی تولید تصویر حلقه ای مانندی را دارد که هرچند استفاده از این لنز در دوربین مداربسته کاملا جدید میباشد اما استفاده از این تکنولوژی لنز در دوربین های عکاسی حرفه ای سابقه دار بوده و به مدت نسبتا زیادی مورد استفاده قرار گرفته است

تصاویر دوربین مداربسته فیش آی در تصویر زیر به صورت ۳۶۰ درجه نمایش داده شده و مقایسه آن با تصاویر ۱۸۰ درجه مربوط به دوربین مداربسته اسپید دام یا PTZ نشان داده شده است.

معمولا نصب دوربین Fisheye در چنین محل هایی پیشنهاد نمی شود

  • زیاد بودن بیش از حد ارتفاع سقف
    باتوجه به نوع دید لنز Fisheye معمولا در ارتفاع بین ۳ تا ۶ متر بهترین تصویر راضبط می کنند
    در صورت کم یا زیاد بودن بیش از حد ارتفاع تصویر مناسبی از محل نخواهید داشت
  • هم سطح نبودن سقف
    : سقف محل نصب دوربین Fisheye باید تا جای ممکن هم سطح باشد.
    هم سطح نبودن سقف باعث می شود بخش زیادی از زاویه دید خود را از دست بدهد
  • کم بودن نور محیط
    با توجه به فاصله کانونی کم لنز Fisheye و شکل لنز،معمولا به نور بیشتری نسبت به دوربین های معمولی نیاز دارند
    استفاده از این دوربین ها در محیط های کم نور توصیه نمی شود.
  •  محیط های بیرونی
    دوربین های چشم ماهی عموما ضد آب نیستند و لنز آن ها نیز به شدت به گرد و غبار حساس است
    به صورت کلی استفاده از این دوربین ها در محیط های بیرونی توصیه نمی شود.

دوربین های پانورامای فیش آی

یکی انواع متداول دوربین پانوراما دوربین های فیش آی می باشند.

این دوربین ها دارای لنزی فوق العاده عریض با زاویه ۱۸۰ درجه و در مواردی بیشتر (۳۶۰ درجه ) می باشند

در پوشش های دام قرار گرفته اند.این دوربین از یک لنز و یک تصویر ساز برای پوشش تمام فضا استفاده می کند.

تصاویر بوجود آمده در این دوربین نرمال نیستند و به شکل پهن اند.

این تصاویر برای مانیتور کردن مناسب نیست، برای بهینه سازی تصاویر، مانند تصاویر دوربین های مداربسته معمولی به وسیله نرم افزار، دی وارپینگ (Dewarping) می شوند. از طریق دی وارپینگ جزئیات  اصلی تصویر نمایش داده می شود، اما تصویر وارپ نا مناسب است. دیوارپینگ یا سمت دوربین صورت می گیرد و یا سمت سرویس گیرنده. انتخاب محل دیوارپینگ بستگی به برنامه VMS(Virtual Management System) دارد.

در این حالت دیوارپینگ سمت دوربین، پخش تصویر به صورت فلت (پهن) است که هر نرم افزار VMS تصویر را مانند تصاویر در دوربین های مرسوم نمایش می دهد. این شکل از پخش تصویر محبوبیت بیشتری دارد و بعضی از تولید کنندگان این شیوه ازDewarping را پیشنهاد می کنند. به نظر می رسد این دوربین ها شبیه دوربین های PTZ هستند.

 

 

تفاوت زوم دیجیتال و اپتیکال

تعریف زوم

که معنای آن بزرگنمایی تصاویر میباشد، ما در دوربین ها دو نوع زوم داریم به نام های زوم دیجیتال و زوم اپتیکال.

زوم دیجیتال

زوم دیجیتال واقعا زوم نیست، دردقیقترین تعریف از این واژه، زوم دیجیتال زومی است که یک بخش ازتصویر را با استفاده ازنرم افزار روی بخش مورد نظربزرگنمایی میکنید، به عبارت دیگر، زوم دیجیتال باعث از دست دادن کیفیت تصویرشما میشود،زوم دیجیتال در واقع زوم اپتیکال را به صورت نرم افزاری شبیه سازی میکند.

زوم اپتیکال

این زوم سخت افزاری بوده و به وسیله اهرم یا دکمه ای مخصوص،باعث جابه جا شدن عدسی های لنزشده و فاصله کانونی را کم یا زیاد میکند، دراین نوع زوم ازکیفیت تصویر شما کاسته نشده و بهترین نوع زوم میباشد.

zoom_prinzip