راهنمای مقایسه و عملکرد سیستم های نظارتی در نور خیلی کم

راهنمای مقایسه و عملکرد سیستم های نظارتی در نور خیلی کم

در ابتدای این دهه، عملکرد دوربین های چند مگاپیکسلی در محیط کم نور بسیار ضعیف بود ولی امروزه موارد زیادی تغییر کرده است. ظهور تکنولوژی IR همراه با دوربین مسلما یکی از عوامل بهبود این شرایط بوده است و از آنجایی که لامپ های IR درون دوربین ها تعبیه می شوند اثرگذاری بالاتر دارند.
دیگر عامل اساسی در بهبود کیفیت دوربین ها، ظهور آن عاملی است که به نام super low light معروف است و باعث می شود بدون نیاز به تجمیع با IR تصویر مطلوبی توسط دوربین ثبت شود.
در این مقاله در مورد super low light  صحبت شده است و این موارد را پوشش می دهد:

  1. بهبود عملکرد پردازش تصویر و کنترل gain
  2. افزایش دوربین هایی با تصاویر بزرگتر
  3. معرفی سنسورهای عکاسی حرفه ای برای دوربین های نظارتی
  4. نسبت کیفیت تصویر به دوربین های معمول و متداول، با داشتن Integrated IR و دوربین های حرارتی

 

  • بهبود عملکرد پردازش تصویر و کنترل gain

مهمترین عامل بیشتر دوربین های super low light تاثیری است که در پردازش تصویر/کنترل gain برجای می گذارد. gain به عنوان اساسی ترین قابلیت دوربین های نظارتی مطرح است، به ما اجازه می دهد از یک محیط کاملا تاریک تصویری هرچند با نویز داشته باشیم. در شکل زیر اثر gain  در یک تصویر نشان داده شده است:

در بیشتر دوربین ها امکان تنظیمات لازم برای تغییر آن وجود دارد، اما به طور معمول درحالت پیشفرض به صورت اتوماتیک A یا AGC روی کنترل gain تنظیم می شوند تا بیشترین توانایی دوربین در تصویربرداری از محیط های خیلی تاریک فراهم گردد.

در دوربین های با قابلیت super low light علاوه بر استفاده از امکانات معمول کنترل gain و پردازش تصویر، از تکنیک های پیچیده کاهش نویز  و کنترل gain دیگر نیز استفاده می کنند.

  • افزایش دوربین هایی با تصاویر بزرگتر

دوربین های super low light به طور معمول از اندازه تصویر متناسب و معمول در محدوده “۱/۳ ولی با پردازشگر تصویر بزرگتری پشتیبانی می کنند. زمانی که اندازه سنسور ثبت تصویر با اندازه غیر super low light یکسان باشد، ثبت کننده تصویر و (گاهی انکودر آن) می تواند در پردازش تصویر عملکرد بهتری داشته باشد و تصویربا جزییات بیشتری تولید کند.

در سالهای گذشته، دوربین هایی از ترکیب پردازشگر های تصویر بزرگتر و ثبت کننده های تصویر بزرگتر به بازار ارایه شد. به جای سنسور های “۱/۳ این دوربین ها از سنسورهای “۱/۲ ( معمولا با رزولوشن پایینتر؛اغلب در حدود ۱۰۸۰P ) استفاده می کردند. سنسورهای بزرگتر، وقتی عوامل دیگر یکسان باشد، اجازه ثبت نور بیشتری به هر پیکسل می دهند و بنابراین در شرایط نور کم و تاریکی عملکرد بهتری به لحاظ ثبت تصویر خواهند داشت.

مثالهای زیر برای دوربین های HD با قابلیت super low light و اندازه سنسور “۱/۲ نشان داده شده است:

  • Axis Q1635
  • Dahua Starlight
  • Hanwha SNB-6005
  • Hikvision Darkfighter (6026)
  • Sony SNC-VB635

در اینجا لازم است به این نکته تاکید شود که تمام دوربین های با سنسور بزرگتر به عنوان super low light  شناخته نمی شوند. دوربین های با رزولوشن ۶MP ، ۸MP/4K  و بالاتر با سنسورهای “۱/۲ و حتی بزرگتر هم متداول هستند اما نمیتوان عنوان super low light را به آنها داد. افزایش اندازه سنسور تصویر این دوربین ها با افزایش رزولوشن و تعداد پیکسل ها جبران می شود. و در نهایت امر مقدار نوری که به هر پیکسل می رسد به اندازه ای نیست که عملکرد دوربین مشابه super low light  باشد. به عنوان مثال دوربین های با رزولوشن خیلی زیاد نظیر ۶MP و بالاتر در نور کم عملکرد ضعیفی دارند. هرچند مطمئنا در طول زمان این مشکل برطرف خواهد شد چنانچه در سالهای گذشته دوربین های با رزولوشن ۱۰۸۰P  نیز در نور کم و تاریکی تصویر واضحی نداشتند.

  • دوربین های با سنسورهای عکاسی

در مجموعه تصاویر زیر مقایسه کلی در مورد کیفیت تصاویر انواع دوربین ها نشان داده شده است. توجه کنید که این تصاویر از تست های مختلف در زمان های متفاوت گرفته شده اند. اما در تمام آنها شدت نور حدود ۰٫۱LX و در حدود PPF 70-60 بوده است.
در تصویر زیر دوربین معمولی ( بدون قابلیت super low light) تنها جزییاتی اندکی از چهره سوژه را نشان می دهد و اندام وی با پس زمینه تصویر یکی شده است و قابل تشخیص نیست. در عوض با سنسور “۱/۳ یک دوربین super low light به طور واضحی فرد قابل تشخیص است نسبت به پس زمینه و در حالتی که یک سنسور “۱/۲ استفاده شده باشد دوربین تصویری واضح از چهره و اندام شخص و حتی تا جدی نحوه پوشش وی را مشخص می سازد که در نمونه های قبلی قابل تشخیص نبود.

مقایسه دو مدل دوربین super low light  با سنسور “۱/۲ و یک دوربین با سنسور عکاسی ۳۵ میلی متری نشان می دهد در سنسور عکاسی حتی اطلاعات مربوط به رنگ های تصویر نیز مشخص شده است.همچنین جزییات صورت به گونه ای است که فرد به راحتی تشخیص داده می شود. فضای سبز پشت سر سوژه معلوم است و نیز اشیا کاملا مشخص هستندکه در سنسور “۱/۲ اصلا معلوم نیست. در مقابل دوربین حرارتی هیچ کدام از این جزییات معلوم نیست ولی سوژه برای تشخیص و شناسایی از فاصله دور راحت تر است.

  • مقایسه با دوربین های دارای IR

مهمترین رقیب دوربین های super low light دوربین هایی هستند که با لامپ های IR تجمیع شده اند. با اضافه کردن نور مادون قرمز همراه دوربین قدرت تشخیص و شناسایی در دوربین افزایش پیدا می کند. در فاصله کم از دوربین، دوربین های دارای IR جزئیات بیشتری نسبت به دوربین super low light را ثبت می کند. هرچه از دوربین فاصله بگیریم وقتی کیفیت تصویر دوربین IR افت پیدا می کند جزییات تصویر هر دو دوربین به هم شباهت پیدا می کند.

با این حال توجه کنید عملکرد دوربین های دارای IR به صورت زیادی براساس فاصله از دوربین، الگوی پوشش و جزییات دیگر تغییر می کند.

 

منبع : www.IPVM.com

استفاده از دوربین های IR در محیط های کم نور

استفاده از دوربین های IR در محیط های کم نور

امنیت به عنوان یک مفهوم همیشگی و اصطلاحا ۲۴ ساعته مطرح است. بیشتر ارگان ها و سازمان های حیاتی به صورت شبانه روزی نیاز به پایش و نظارت دارند. استفاده از دوربین های تحت شبکه با LED های مادون قرمز یک نیاز اساسی برای نظارت تصویری در مکان های تاریک و ساعات بعد از غروب آفتاب است.
چشم انسان به طور طبیعی قادر به دیدن اشیا در تاریکی نیست ولی با نور مادون قرمز (IR) دوربین می تواند طول موج های نامرئی را تشخیص داده و برای آشکارسازی اشیا در تاریکی استفاده کند. بیشتر دوربین های IR یک مجموعه از LED های مادون قرمز دارند که در اطراف لنز قرار گرفته اند که نور مادون قرمز را در شب یا هر زمانی که دوربین تنظیم کند منتشر می کنند.
از آنجایی که ممکن است نور مادون قرمز با رنگ های تصاویر تداخل داشته باشد، دوربین های مادون قرمز از یک فیلتر cut-off بهره می برند که برای قطع کردن آن در طی روز استفاده می کند. این فیلتر مابین لنز دوربین و سنسور نور قرار می گیردو در طول مدت روز تنها اجازه عبور نور مرئی را به سمت سنسور می دهد و مانع عبور طول موج های مادون قرمز می شود.

زمانی که شدت نور از یک حدی کمتر شود، فیلتر cut-off نور مادون قرمز را از خود عبور می دهد. این فرایند گاهی به نام TDN یا True Day/Night نامیده می شود به دلیل اینکه در طول روز رنگ های واقعی اشیا ارسال می شود و در حالت دید در شب به صورت سیاه و سفید دیده می شود.
در مواقعی که مقدار نور محیطی خیلی کم یا اصلا نوری نباشد( برای مثال در فروشگاه های بزرگ یا ساختمان های بدون پنجره یا نور طبیعی)، حتی یک دوربین با قابلیت TDN هم نمی تواند یک تصویر کاملا واضح ارائه دهد. به این منظور نیاز است از پروژکتورهای مادون قرمز قوی در کنار دوربین استفاده شود تا بتوان از تاریکی مطلق تصویر گرفت.


به منظور ثبت جزئیات بیشتر در محیط های تاریک باید مطمئن شوید دوربینی انتخاب شود که برد نور مادون قرمز آن مسافتی که شما می خواهید را پوشش دهد. دوربین های IR با کیفیت پایین تر از چند LED محدود استفاده می کنند که فقط محدوده کوچکی در چند متری دوربین را پوشش می دهد. به هنگام انتخاب دوربین با مطالعه دفترچه راهنما و کاتالوگ ارائه شده از شرکت سازنده مقدار مفید فاصله در شب را با نیاز خود متناسب انتخاب کنید. به عنوان مثال دوربین های با قابلیت IR بالا می توانند اشیا در ۴۵ متری را به هنگام تاریکی تشخیص دهند.
در مثال ارائه شده به سادگی می توان تفاوت دوربین با IR و بدون آن را برای حالت های مختلف شدت نور بررسی کرد. در زمانی که شدت نور تقریبا صفر است بدون قابلیت IR هیچ تصویری به جز سیاهی دیده نمی شود در صورتی که توسط دوربین IR تصویر نسبتا واضحی رویت می گردد.

تصمیم گیری برای انتخاب دوربین

به اختصار می توان دوربین های دید در شب را به عنوان یک پیشرفت و تکمیل کننده مبحث سیستم های نظارت تصویری به حساب آورد. اما چگونگی انتخاب و تشخیص نیاز برای دوربین همواره باید مدنظر قرار گیرد. موارد زیر به عنوان نمونه ارائه شده است:
ادامه مطلب