دوربین مدار بسته HD/ لنز دیجیتال دوربین مداربسته

دوربین مدار بستهHD: موضوع ارتقاء کیفیت تصویر برداری دوربینهای مدار بسته HD

نسبت به سیستم SD به عنوان مزیت و برتری اصلی که باعث رفع مهمترین نقص گروه

دوربینهای امنیتی آنالوگ نسبت به دوربینهای IP گردیده است از دیگر مزایای این

تکنولوژی، استفاده ازکابلهای کواکسیال نصب شده در سیستم مدار بسته قدیمی و عدم

نیاز به اطلاعات شبکه مشابه دوربینهای دیجیتال جهت نصب و راه اندازی می باشد. هر

چند درسالهای اخیر پیش بینی میشد که دوربینهای انالوگ جای خود را به دوربینهای ای

پی بدهند اما بدلایل نقاط ضعف دوربینهای IP و همچنین نقاط قوت دوربینهای آنالوگ

خصوصا هزینه پایین نصب و راه اندازی یک شبکه دوربین مدار بسته انالوگ به عنوان

مهمترین مزیت، موضوع کنار گذاشته شدن تکنولوژی دوربینهای انالوگ محقق نگردید و

طبق آمارهای رسمی، استقبال جهانی دوربیهای مداربسته عمدتا درگروه آنالوگ میباشد لذا

شرکتهای سازنده بزرگ و معتبر در زمینه دوربین مدار بسته را ترغیب به رفع مشکل اصلی

تکنولوژی دوربینهای انالوگ یعنی کیفیت تصویربرداری آنها نمودکه نهایتا منجربه شکل

گیری تکنولوژی دوربینهای آنالوگ HD گردید.

تقسیم بندی دوربین آنالوگ

دوربینهای انالوگ HD بطور کلی به چهار استاندارداصلی تقسیم میشوند:

گروه اول HD-SDI کشور چین

گروه دوم HD-CVI کشور چین

گروه سوم HD-TVI کشور آمریکا

گروه چهارم AHD کشور کره جنوبی

در سیستمهای HD-SDI انتقال تصویردر فواصل زیاد همراه با افت کیفیت تصاویر ویدئویی

میباشد لذا فاصله مناسب جهت انتقال تصویر با کیفیت مورد قبول در گروه اول حداکثر

۶۰ متر میباشد و در متراژهای بالاتر از ۱۰۰ متربدلیل افت کیفی تصویر نیاز به تقویت

کننده وجود دارد، دومین ضعف استاندارد گروه اول ،قیمت بالای دستگاه ذخیره ساز

میباشد. اما در دوربینهای امنیتی AHD و HD-TVI دو ضعف سیستمهای قدیمی تر بر طرف

گردیده به گونه ای که در نوع AHD میتوان تصویر ویدئویی با دو مگا پیکسل کیفیت را بر

روی کابل RG59 و بر روی کابل UTP (با ویدئو بالن) تا 500متر بدون افت کیفی تصویر

انتقال داد ضمنا دستگاهای ذخیره ساز آن از قیمت بسیار مناسب تری نسبت به دو گروه

اول و دوم برخوردار میباشد. در دستگاهای ذخیره ساز ترکیبی تکنولوژی دوربینهای AHD

یعنی AHD DVR امکان اتصال دوربینهای آنالوگ SD، آنالوگ HD و همچنین IP بطور

همزمان وجود دارد لذا بطور همزمان وجود دارد لذا بطور کلی در سیستمهای HD که بطور

مناسب انتخاب شده باشند باکمترین هزینه امکان تصویر برداری با کیفیت HD در نقاط

حساس وکیفیت آنالوگ (با دوربین SD) درنقاط کمترحساس محیط فراهم میگردد.

بظورخلاصه میتوان ادعا کرد که با ورود دوربینهای hd به بازارگسترش چشمگیر استفاده از

این تکنولوژی مدرن بزودی مشاهده خواهد شد.

بهترین تولید کننده دوربین مداربسته جهان شرکت هایک ویژن است.

لنز دیجیتال در دوربین مداربسته

به علت تفاوت های ساختاری که در عکاسی دیجیتال خصوصاً در بخش صفحه حساس (فیلم و حسگر) وجود داشت، سازندگان ناچار به ایجاد تغییرات خاص در لنزها و یا بهبود آنها شدند. اما به طور کلی، اصول کاری لنزها یکی است و بسیاری از لنزها به صورت مشترک در دوربین های آنالوگ و دیجیتال مورد استفاده قرار می گیرند. در این بخش برخی از ویژگی ها و تفاوت های لنزها در عرصه دیجیتال و آنالوگ تشریح می شود.

• از ویژگی های لنز می توان به قدرت تفکیک ( وضوح) و ایجاد تمایز (کنتراست) جزئیات ریز در تصویر اشاره کرد. با ارائه حسگرهای تصویر با وضوح تصویر بالا و پیکسل های ریز، بسیاری از لنزهای آنالوگ قادر به تولید کنتراست و وضوح تصویر مناسب برای این حسگر ها نبودند. بنابراین سازندگان برای بر آوردن نیاز دوربین های دیجیتال، ناچار به تولید لنزهایی با کیفیت تصویری بالاتری شدند که طبیعتاً دوربین های آنالوگ نیز از آنها بهره مند شدند.
• جهت اطمینان از انتخاب لنز مناسب برای دوربین های شبکه می توان از پارامتر رزولوشن لنز که به صورت جفت خط به ازای هر میلی متر (LP/MM) تعریف می شود، استفاده کرد. این پارامتر کوچکترین عرض زوج پیکسل های هم جواری که توسط لنز مشخص می شود را تعیین می کند. دوربین های آنالوگ استاندارد به لنزهایی با حدود ۳۰ LP/MM نیاز دارند در صورتی که دوربین های شبکه از لنزهای ۶۰ تا ۲۰۰ LP/MM (برطبق رزولوشن دوربین) نیاز دارند.

لنزهای مختص دوربین های شبکه با فواصل کانونی مختلف

شکل سمت راست زاویه بسته (تله)، وسط نرمال و سمت چپ زاویه باز (واید)

• بر روی سطح حسگر تصویری (صفحه حساس)، میکرولنزی قرار دارد که تصویر را روی سطح حسگر متمرکز می کند. سطح حسگر پوشیده از سلول های نوری با ساختاری سه بعدی است که در بالا به نور حساس هستند. حال وقتی نور از لنز عبور می کند و به سطح حسگر می رسد، به سلول های نوری مرکز حسگر به طور مستقیم برخورد می کند.

حال آن که هر چه از مرکز حسگر به سمت اطراف حسگر می رویم، نور مایل تر به سلول های نوری برخورد می کند در نتیجه بخشی از نور به بالای سلول برخورد کرده و بخشی با برخورد به دیواره جانبی سلول به هدر می رود. این امر باعث به هدر رفتن بخشی از نور و ایجاد تأثیری مانند خطای رنگی (ایجاد حاشیه رنگی در لبه اجسام) به خصوص در قسمت هایی با کنتراست بالا می شود. در این شرایط در لبۀ اجسام، حاشیۀ رنگی خصوصاً ارغوانی ایجاد می شود. به این خطا در اصطلاح اتلاف نور و خطای رنگی گفته می شود. در دوربین هایی با حسگر بزرگتر، نوری که به بخش های انتهایی حسگر می رسد مایل تر است، در نتیجه تأثیر این خطا تشدید خواهد شد. این خطا در لنزهای زاویه باز نیز تشدید می شود به همین دلیل برخی از سازندگان، برای کاهش این نقص، قطعاتی را جهت مستقیم کردن تابش نور، به انتهای برخی از لنزهای دیجیتال اضافه کرده اند.

• نقص حاشیه های رنگ: انعکاس نور از سطح حسگر تصویر بیش تر از فیلم عکاسی است، بنابراین احتمال ایجاد مشکلات تصویری مانند هاله های نوری، فلر و شبه در عکس بیش تر است. بنابراین برخی از سازندگان از لایه های پوششی خاصی در بدنۀ داخلی لنزها استفاده می کنند تا انعکاس ها رو به حداقل برسانند.
• تصویری که لنزهای معمول قطعه کوچک تولید می کنند، منطبق بر صفحۀ حساس ۳۵ میلی متری یا فریم کامل است. اما زمانی که از حسگرهای کوچک تر استفاده می شود، مقداری از تصویر حاصل از لنز در خارج از سطح حسگر تشکیل شده و بخش کوچکتری از تصویر ثبت می شود. مثلاً زمانی که از لنزهای سوپر زاویه باز یا چشم ماهی استفاده می شود، بخشی از انحنای اطراف کادر از دست می رود. در واقع در این حالت، بخشی از تصویر اتلاف خواهد شد. عواملی از این دست باعث شد که لنزهایی مختص سایزهای کوچک تر طراحی شوند که به دلیل امکان استفاده از اجزای نوری کوچک تر، مزایایی چون حجم، وزن و قیمت کمتر به همراه داشت.
• از آنجا که به دلایل اپتیکی، تصویر تولید شده توسط لنز، در وسط واضح تر و کیفیت بهتری برخوردار است، حسگری که کوچکتر از تصویر حاصل از لنز است، بخش های وسط تصویر را ثبت می کند که کیفیت بهتری دارد و مشکلات موجود در اطراف و گوشه های تصویر (مانند تیرگی یا عدم وضوح یا اعوجاج های شدید) را ثبت نمی کند.
• از آنجا که تصویر حاصل از حسگرهای کوچک تر، برای ارائه به بزرگنمایی بیش تری نیاز دارند، طبیعتاً نقایص تصویری حاصل از لنز نیز در آن ها بزرگ تر شده و بیش تر به چشم می آید. این هم یکی از عواملی است که بر بزرگنمایی استفاده از لنزهایی با کیفیت بهتر می افزاید.
• http://drpetepublishing.com/activity/p/613123/
• https://www.gatesofantares.com/activity/p/839920/
• https://vvfit.com/activity/p/1251524/
• https://www.webtalk.co/n/34174791

دوربین مدار بسته HD/ لنز دیجیتال دوربین مداربسته

دوربین مدار بستهHD: موضوع ارتقاء کیفیت تصویر برداری دوربینهای مدار بسته HD

نسبت به سیستم SD به عنوان مزیت و برتری اصلی که باعث رفع مهمترین نقص گروه

دوربینهای امنیتی آنالوگ نسبت به دوربینهای IP گردیده است از دیگر مزایای این

تکنولوژی، استفاده ازکابلهای کواکسیال نصب شده در سیستم مدار بسته قدیمی و عدم

نیاز به اطلاعات شبکه مشابه دوربینهای دیجیتال جهت نصب و راه اندازی می باشد. هر

چند درسالهای اخیر پیش بینی میشد که دوربینهای انالوگ جای خود را به دوربینهای ای

پی بدهند اما بدلایل نقاط ضعف دوربینهای IP و همچنین نقاط قوت دوربینهای آنالوگ

خصوصا هزینه پایین نصب و راه اندازی یک شبکه دوربین مدار بسته انالوگ به عنوان

مهمترین مزیت، موضوع کنار گذاشته شدن تکنولوژی دوربینهای انالوگ محقق نگردید و

طبق آمارهای رسمی، استقبال جهانی دوربیهای مداربسته عمدتا درگروه آنالوگ میباشد لذا

شرکتهای سازنده بزرگ و معتبر در زمینه دوربین مدار بسته را ترغیب به رفع مشکل اصلی

تکنولوژی دوربینهای انالوگ یعنی کیفیت تصویربرداری آنها نمودکه نهایتا منجربه شکل

گیری تکنولوژی دوربینهای آنالوگ HD گردید.

تقسیم بندی دوربین آنالوگ

دوربینهای انالوگ HD بطور کلی به چهار استاندارداصلی تقسیم میشوند:

گروه اول HD-SDI کشور چین

گروه دوم HD-CVI کشور چین

گروه سوم HD-TVI کشور آمریکا

گروه چهارم AHD کشور کره جنوبی

در سیستمهای HD-SDI انتقال تصویردر فواصل زیاد همراه با افت کیفیت تصاویر ویدئویی

میباشد لذا فاصله مناسب جهت انتقال تصویر با کیفیت مورد قبول در گروه اول حداکثر

۶۰ متر میباشد و در متراژهای بالاتر از ۱۰۰ متربدلیل افت کیفی تصویر نیاز به تقویت

کننده وجود دارد، دومین ضعف استاندارد گروه اول ،قیمت بالای دستگاه ذخیره ساز

میباشد. اما در دوربینهای امنیتی AHD و HD-TVI دو ضعف سیستمهای قدیمی تر بر طرف

گردیده به گونه ای که در نوع AHD میتوان تصویر ویدئویی با دو مگا پیکسل کیفیت را بر

روی کابل RG59 و بر روی کابل UTP (با ویدئو بالن) تا 500متر بدون افت کیفی تصویر

انتقال داد ضمنا دستگاهای ذخیره ساز آن از قیمت بسیار مناسب تری نسبت به دو گروه

اول و دوم برخوردار میباشد. در دستگاهای ذخیره ساز ترکیبی تکنولوژی دوربینهای AHD

یعنی AHD DVR امکان اتصال دوربینهای آنالوگ SD، آنالوگ HD و همچنین IP بطور

همزمان وجود دارد لذا بطور همزمان وجود دارد لذا بطور کلی در سیستمهای HD که بطور

مناسب انتخاب شده باشند باکمترین هزینه امکان تصویر برداری با کیفیت HD در نقاط

حساس وکیفیت آنالوگ (با دوربین SD) درنقاط کمترحساس محیط فراهم میگردد.

بظورخلاصه میتوان ادعا کرد که با ورود دوربینهای hd به بازارگسترش چشمگیر استفاده از

این تکنولوژی مدرن بزودی مشاهده خواهد شد.

بهترین تولید کننده دوربین مداربسته جهان شرکت هایک ویژن است.

لنز دیجیتال در دوربین مداربسته

به علت تفاوت های ساختاری که در عکاسی دیجیتال خصوصاً در بخش صفحه حساس (فیلم و حسگر) وجود داشت، سازندگان ناچار به ایجاد تغییرات خاص در لنزها و یا بهبود آنها شدند. اما به طور کلی، اصول کاری لنزها یکی است و بسیاری از لنزها به صورت مشترک در دوربین های آنالوگ و دیجیتال مورد استفاده قرار می گیرند. در این بخش برخی از ویژگی ها و تفاوت های لنزها در عرصه دیجیتال و آنالوگ تشریح می شود.

• از ویژگی های لنز می توان به قدرت تفکیک ( وضوح) و ایجاد تمایز (کنتراست) جزئیات ریز در تصویر اشاره کرد. با ارائه حسگرهای تصویر با وضوح تصویر بالا و پیکسل های ریز، بسیاری از لنزهای آنالوگ قادر به تولید کنتراست و وضوح تصویر مناسب برای این حسگر ها نبودند. بنابراین سازندگان برای بر آوردن نیاز دوربین های دیجیتال، ناچار به تولید لنزهایی با کیفیت تصویری بالاتری شدند که طبیعتاً دوربین های آنالوگ نیز از آنها بهره مند شدند.
• جهت اطمینان از انتخاب لنز مناسب برای دوربین های شبکه می توان از پارامتر رزولوشن لنز که به صورت جفت خط به ازای هر میلی متر (LP/MM) تعریف می شود، استفاده کرد. این پارامتر کوچکترین عرض زوج پیکسل های هم جواری که توسط لنز مشخص می شود را تعیین می کند. دوربین های آنالوگ استاندارد به لنزهایی با حدود ۳۰ LP/MM نیاز دارند در صورتی که دوربین های شبکه از لنزهای ۶۰ تا ۲۰۰ LP/MM (برطبق رزولوشن دوربین) نیاز دارند.

لنزهای مختص دوربین های شبکه با فواصل کانونی مختلف

شکل سمت راست زاویه بسته (تله)، وسط نرمال و سمت چپ زاویه باز (واید)

• بر روی سطح حسگر تصویری (صفحه حساس)، میکرولنزی قرار دارد که تصویر را روی سطح حسگر متمرکز می کند. سطح حسگر پوشیده از سلول های نوری با ساختاری سه بعدی است که در بالا به نور حساس هستند. حال وقتی نور از لنز عبور می کند و به سطح حسگر می رسد، به سلول های نوری مرکز حسگر به طور مستقیم برخورد می کند.

حال آن که هر چه از مرکز حسگر به سمت اطراف حسگر می رویم، نور مایل تر به سلول های نوری برخورد می کند در نتیجه بخشی از نور به بالای سلول برخورد کرده و بخشی با برخورد به دیواره جانبی سلول به هدر می رود. این امر باعث به هدر رفتن بخشی از نور و ایجاد تأثیری مانند خطای رنگی (ایجاد حاشیه رنگی در لبه اجسام) به خصوص در قسمت هایی با کنتراست بالا می شود. در این شرایط در لبۀ اجسام، حاشیۀ رنگی خصوصاً ارغوانی ایجاد می شود. به این خطا در اصطلاح اتلاف نور و خطای رنگی گفته می شود. در دوربین هایی با حسگر بزرگتر، نوری که به بخش های انتهایی حسگر می رسد مایل تر است، در نتیجه تأثیر این خطا تشدید خواهد شد. این خطا در لنزهای زاویه باز نیز تشدید می شود به همین دلیل برخی از سازندگان، برای کاهش این نقص، قطعاتی را جهت مستقیم کردن تابش نور، به انتهای برخی از لنزهای دیجیتال اضافه کرده اند.

• نقص حاشیه های رنگ: انعکاس نور از سطح حسگر تصویر بیش تر از فیلم عکاسی است، بنابراین احتمال ایجاد مشکلات تصویری مانند هاله های نوری، فلر و شبه در عکس بیش تر است. بنابراین برخی از سازندگان از لایه های پوششی خاصی در بدنۀ داخلی لنزها استفاده می کنند تا انعکاس ها رو به حداقل برسانند.
• تصویری که لنزهای معمول قطعه کوچک تولید می کنند، منطبق بر صفحۀ حساس ۳۵ میلی متری یا فریم کامل است. اما زمانی که از حسگرهای کوچک تر استفاده می شود، مقداری از تصویر حاصل از لنز در خارج از سطح حسگر تشکیل شده و بخش کوچکتری از تصویر ثبت می شود. مثلاً زمانی که از لنزهای سوپر زاویه باز یا چشم ماهی استفاده می شود، بخشی از انحنای اطراف کادر از دست می رود. در واقع در این حالت، بخشی از تصویر اتلاف خواهد شد. عواملی از این دست باعث شد که لنزهایی مختص سایزهای کوچک تر طراحی شوند که به دلیل امکان استفاده از اجزای نوری کوچک تر، مزایایی چون حجم، وزن و قیمت کمتر به همراه داشت.
• از آنجا که به دلایل اپتیکی، تصویر تولید شده توسط لنز، در وسط واضح تر و کیفیت بهتری برخوردار است، حسگری که کوچکتر از تصویر حاصل از لنز است، بخش های وسط تصویر را ثبت می کند که کیفیت بهتری دارد و مشکلات موجود در اطراف و گوشه های تصویر (مانند تیرگی یا عدم وضوح یا اعوجاج های شدید) را ثبت نمی کند.
• از آنجا که تصویر حاصل از حسگرهای کوچک تر، برای ارائه به بزرگنمایی بیش تری نیاز دارند، طبیعتاً نقایص تصویری حاصل از لنز نیز در آن ها بزرگ تر شده و بیش تر به چشم می آید. این هم یکی از عواملی است که بر بزرگنمایی استفاده از لنزهایی با کیفیت بهتر می افزاید.
• http://drpetepublishing.com/activity/p/613123/
• https://www.gatesofantares.com/activity/p/839920/
• https://vvfit.com/activity/p/1251524/
• https://www.webtalk.co/n/34174791