لنزهای مورد استفاده در دوربین مدار بسته و فناوری 3DNR
فناوری های جدید دوربین مدار بسته توانایی حذف نویزهای تصویر در شرایط نور کم و افزایش کیفیت آن ها را برای سیستم مدار بسته فرآهم می کنند. کارکرد این فناوری هم در روشنایی روز و هم در تاریکی شب، بدون استفاده از چراغ و روشنایی می باشد.
در بسیاری از موقعیت های مکانی، نورپردازی با لامپ های مادون قرمز و یا لامپ های LED انجام می شود. در بسیاری از این موارد، نورهای زیاد موجب تداخل در تصویربرداری دوربین مدار بسته می شوند. به عبارت دیگر، شفافیت تصویر را کاهش می دهند.
نویز در دوربین های مدار بسته :
یکی از مشکلات اصلی و عمده که در دوربین های مدار بسته ایجاد می شود، وجود سیگنال های اضافی ناخواسته یا همان “نویز” است. نویز در دوربین مدار بسته باعث افت کیفیت و رزولوشن تصویر ضبط شده توسط دوربین خواهد شد.
در اولین حالت ایجاد نویز، در تصاویری که توسط دوربین مدار بسته ثبت و ارسال شده است نقطه های رنگی ظاهر می شوند. این گونه نویز معمولاً در مواقعی اتفاق می افتد که میزان نور محیط کم باشد. برای افزایش کیفیت تصویر، دوربین مدار بسته به طور خوکار سعی می کند سیگنال خود را تقویت نماید و تصاویر با رزولوشن بالا را ارسال کند. در این حالت همین نقطه های رنگی برای دوربین مدار بسته نویز محسوب می شوند؛ این نویز، نویز الکترونیکی نامیده می شود. برای بر طرف کردن این نویز، باید نور محیط تصویربرداری را افزایش داد؛ یا می توان از مدل دوربین های مدار بسته ای استفاده کرد که در نور بسیار کم بتوانند تصاویر با کیفیت بالا را ارسال کنند. دوربین های دید در شب برای این هدف بسیار مناسب اند.
در حالت دوم، یک سری خطوط صاف یا موجدار بر روی تصاویر مشاهده می شوند. در بعضی موارد این خطوط ثابت و یا متحرک هستند. دلیل ایجاد این نویزها، تداخل امواج الکترومغناطیسی دوربین مدار بسته و یا افت سیگنال دوربین می باشد. در اصطلاح به این نویزها، نویز الکترومغناطیس گفته می شود. برای رفع نویز الکترومغناطیس، از طریق منوی تنظیمات باید سیگنال دوربین را کنترل کرد.
کاربرد فناوری 3DNR در دوربین های مدار بسته :
DNR در تعدادی از مدل های دوربین مدار بسته وجود دارند و می تواند نویز دوربین را به صورت دیجیتال کاهش دهد. ارتعاشات دوربین مدار بسته، طول و اندازه سیم و کابل، وجود منابع تولید کننده امواج الکترونیکی در اطراف دوربین مدار بسته و میزان نور محیط، مهم ترین عوامل تولید انواع نویز مخرب در تصاویر دوربین می باشند. DNR یک تکنیک کاهش دهنده نویز یا پردازش تصویر در دوربین های مدار بسته است.
DNR به دو نوع تقسیم بندی می شوند:
DNR دو بعدی (2 DNR)
DNR سه بعدی (3 DNR)
DNR دو بعدی، در یک مرحله تعداد فریم و در یک مرحله تصاویر را پردازش و ثبت می کند؛ سپس دو تصویر ثبت شده را با هم ادغام می نماید. DNR سه بعدی یا 3 DNR ، علاوه بر اینکه به صورت مجزا فریم و تصویر را پردازش می کند، در پایان هر دوره نیز تصویر نهایی را مجدداً مورد پردازش قرار می دهد. استفاده از قابلیت DNR نیاز به تجهیزات پیشرفته ندارد.
2 DNR ، با آنالیز هر یک از فریم های تصویر کار می کند و به صورت الگوریتمی، نویزهایی را که به واسطه افزایش پیکسل تصویر ایجاد شده اند اصلاح می نماید. تفاوت میان فریم های متوالی به منظور تنظیم و کاهش پیکسل و بهبود بخشیدن به عملکرد دوربین مدار بسته، توسط DNR سه بعدی انجام می شود. به طور کلی 3 DNR نسبت به 2 DNR بازدهی بهتر دارد؛ تنها عیب سیستم 3 بعدی DNR این است که برای اجسام متحرک، تصاویر را به صورت مات ثبت می کند.
نحوه رفع مشکل ماتی تصاویر توسط فناوری 3DNR :
ادغام دو فناوری 3 DNR و 2 DNR با یکدیگر می تواند نتایج رضایت بخش تری را برای اجسام متحرک در پی داشته باشد. برای زاویه دید دوربین که در آن محدوده حرکت زیادی اتفاق می افتد، مانند متروها، مکان های عبور و مرور، این نوع فناوری سه بعدی بسیار پرکاربرد خواهد بود. ادغام این فناوری ها موجب افزایش کیفیت تصویر، کاهش ابعاد تصویر و کاهش نویز می شوند. در واقع عملکرد همزمان 3 DNR و 2 DNR باعث می شود دوربین بتواند در نورهای بسیار کم نیز فوق العاده عمل کند. بزرگ ترین مزیت استفاده از این دو مدل فناوری در مدت زمان طولانی موجب کاهش مصرف برق و در نتیجه کاهش هزینه های اضافی خواهد شد.
دسترسی به منوی 3DNR:
نصب و راه اندازی سیستم های مدار بسته هم به صورت دستی و هم از طریق منوی نرم افزاری دوربین انجام می گیرد. در منوی تنظیمات دوربین های مدار بسته دیجیتال، بخش های مختلفی وجود دارد که از طریق آن می توان 3 DNR را تنظیم نمود. مهم ترین موارد منوی دوربین مدار بسته عبارت است از:
نوردهی (Exposure)
تشخیص حرکت (Motion)
تنظیم تصویر (Image Adjust)
امنیت (Privacy)
بازگشت (Return)
در منوی نوردهی (Exposure) دوربین مدار بسته، مواردی مانند lens، AGC، sense – up، backlight و 3DNR قرار دارند. 3DNR در این منو، به صورت کاهش نویز مکانی عمل می کند. اساس کار این روش به این شکل است که این فناوری تعداد یک پیکسل از تصویر را با سایر پیکسل های مجاور مقایسه می کند. سپس اختلاف پیکسل ها را به عنوان نویز ثبت می نماید. در منوی 3DNR نیز بخش های low، high و mid قرار دارد. این قسمت دارای قسمت auto یا تنظیم خودکار تمایز پیکسل نیز می باشد.
لنز دوربین مدار بسته یکی از اجزای تشکیل دهنده دوربین مدار بسته است که در ساختار دوربین نصب می شود. لنز، مجموعه ای از عدسی های سیقلی هستند که پشت سر هم به ترتیب قرار گرفته اند. نور از این عدسی ها عبور می کند و پس از برخورد به سنسور دوربین، تصویر را در دوربین منعکس می کند. لنز دوربین مدار بسته به دو نوع لنزهای ثابت و متغیر تقسیم بندی می شود. لنزهای ثابت دوربین مدار بسته، لنزهایی هستند که بر روی دوربین ثابت اند و نمی توان آنها را تغییر داد. لنزهای متغییر، همان طور که از نام آن ها پیداست، متناسب با نوع کاربری و مدل دوربین مدار بسته می توان آن را تغییر داد. کیفیت لنزهای دوربین مدار بسته را بر حسب 1 و 2 مگا پیکسل و غیره بیان می شوند.
لنز ثابت دوربین مدار بسته، از سایز 8/2 الی 8 میلی متر موجودند؛ با این توضیح که سایزی که برای یک لنز انتخاب می شود، به طور نمونه لنز 3 میلی متری، هرگز قابل تغییر نیست؛ برای تغییر سایز لنز، باید لنز را به طور کلی عوض نمود. لنزهای متغیر، یک پیچ یا دسته تنظیم بر روی خود دارند که توسط این پیچ، می توان میزان زوم لنز یا میزان زاویه دید را تنظیم کرد.
مشکل لنزهای ثابت و متغیر این است که برای هر بار استفاده باید شرایط دربین را عوض کرد؛ برای حل این مشکل، نوع جدیدی از لنزهای دوربین وارد بازار شده اند که به “لنزهای موتوردار” یا “لنزهای Motorized” معروفند. در لنزهای موتوردار، تصویر به صورت الکترونیکی و به حالت دلخواه تنظیم می شوند. لنزهای متغیر، بیشتر برای دوربین مدار بسته صنعتی یا دوربین باکس، به کار می روند.
در انتخاب لنز دوربین مدار بسته به چه نکاتی باید توجه کنیم؟
لنز دوربین مدار بسته یکی از تجهیزات اصلی در سیستم های نظارتی است و نقش اصلی را در ثبت تصاویر با کیفیت بالا دارد. لنز دوربین مدار بسته باید با نوع و مدل دوربین، تطابق داشته باشد. لنز دوربین ، متناسب با زاویه دید مورد نظر انتخاب می شود. یکی از پارامترهای مهم در انتخاب لنز دوربین مدار بسته، فاصله کانونی لنز است. لنزها به روش های مختلفی معرفی می شوند؛ لنز با فاصله کانونی ثابت، لنز با قابلیت زوم دستی و لنز با قبلیت زوم اتوماتیک.
لنز دوربین مدار بسته با فاصله کانونی ثابت، با نام مونوفوتوکال “Monofotocal” شناخته می شود. تصویر دوربین مدار بسته ای که از این نوع لنز استفاده می کند، همواره در فاصله ثابتی قرار دارد و امکان تنظیم تصویر وجود نخواهد داشت.
برای تنظیم این نوع لنزها، یا باید از تنظیمات دفترچه راهنمای دوربین استفاده کرد و یا باید پیچ فوکوس یا زوم، به صورت دستی برای این لنزها به کار گرفت. ابزار پیچ تنظیم فوکوس تصویر، هر دو پارامتر فوکوس دوربین مدار بسته و فوکوس لنز را می تواند تنظیم نماید.
لنزهایی که به صورت دستی تنظیم می شوند، بزرگ نمایی بیشتری داشته و از فاصله کانونی بیشتری برخوردارند. لنز با قابلیت تنظیم اتوماتیک، کاربرد گسترده تری نسبت به نوع دستی آن ها دارد. در تنظیم اتوماتیک لنز، از یک موتور DC برای تنظیم زوم دوربین مدار بسته استفاده می شود. یکی از مزایای کنترل اتوماتیک زوم دوربین مدار بسته به وسیله لنز اتوماتیک، امکان نصب بر روی پایه مخصوص است تا بتوان به تصاویر با کیفیت در فاصله و زاویه های متفاوت دست پیدا کرد.
اصطلاح های پر کاربرد در استفاده از لنز دوربین مدار بسته :
با انتخاب لنز مناسب برای دوربین مدار بسته، امکان نظارت بیشتر بر محیط و فضای مورد نظر، بهتر فرآهم می شود. لنزهایی که برای انواع دوربین مدار بسته مورد استفاده قرار می گیرند، در حساسیت، قابلیت ها، نما و فاصله کانونی، با یکدیگر متفاوت هستند. برای خرید لنز دوربین مدار بسته باید شرایط استفاده از دوربین، به خوبی بررسی شود. به عنوان مثال، لنزی که قدرت زوم ثابتی دارد، هرگز نمی تواند فضاهای وسیع را تحت پوشش قرار دهد؛ لنزهایی با فاصله کانونی کم، برای فضاهای کوچک مناسب نیستند. مهم ترین اصطلاحاتی که برای انواع لنز به کار می روند به صورت زیر بیان می شوند:
فاصله کانونی لنز : فاصله کانونی برای لنز، با واحد میلی متر اندازه گیری می شود. فاصله کانونی، معیاری از وسعت زاویه دید دوربین مدار بسته به شمار می رود. هرچه عدد فاصله کانونی کمتر باشد، فضای گسترده تری توسط دوربین قابل رؤیت است. فاصله کانونی هم به صورت دستی و هم به صورت اتوماتیک، قابل تنظیم است.
عمق دید لنز : به فاصله و میزان منطقه دید لنز، عمق دید لنز گفته می شود. هر چه عمق دید لنز دوربین مدار بسته کمتر باشد، دوربین فضای کوچکتری را می تواند تحت پوشش قرار دهد؛ اما اگر عمق دید بزرگ تر باشد، فضای گسترده تری توسط دوربین قابل نظارت خواهد بود.
میدان دید لنز : میدان دید لنز دوربین مدار بسته، معیاری از منطقه قابل رؤیت توسط دوربین است. در واقع میدان دید، با ترکیبی از فاصله کانونی و سنسورهای دوربین است. بنابراین، معیار مهم در یک لنز، فاصله کانونی آن است. منطقه دید، به مدل دوربین مدار بسته نیز بستگی دارد.
سرعت اپتیکی لنز دوربین های مدار بسته :
سرعت اپتیکی لنز، توانایی لنز را در جمع آوری نور و متمرکز کردن آن بر روی حسگر دوربین مدار بسته نشان می دهد. سرعت اپتیکی، با واحدی به نام “ضریب f” اندازه گیری می شود. این واحد با نام لاتین “f Number” یا “f#” و یا “f/#”، نشان داده می شود. با کوچکتر شدن سرعت اپتیکی لنز یا همان عدد f، توانایی دوربین برای جمع آوری نور و روشنایی بیشتر می شود. در نتیجه، کیفیت و وضوح تصاویر ثبت شده نیز افزایش می یابد.