راهنمای مقایسه و عملکرد سیستم های نظارتی در نور خیلی کم

راهنمای عملکرد سیستمهای نظارتی در نور 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:
بهبود عملکرد پردازش تصویر و کنترل gain
افزایش دوربین هایی با تصاویر بزرگتر
معرفی سنسورهای عکاسی حرفه ای برای دوربین های نظارتی
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:

دید در شب

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.

دیر در شب

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.

دوربین دید در شب

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

مطالب مرتبط