ديافراگم دوربين مداربسته چيست؟
لنز دوربين است كه وظيفه تنظيم نور دوربين را برعهده دارد.
ديافراگم چيست؟
در تعريف بسيار ساده ديافراگم مانند يك دريچه است. دريچه اي كه ميزان عبور نور از لنز را تنظيم مي كند. ساختار ديافراگم دوربين ها با تقليد از ساختار عنبيه چشم انسان ساخته شده. در طول شبانه روز، ميزان نور محيط بسيار تغيير مي كند. چيپ تصوير دوربين ها نمي تواند اين تصوير را در چنين بازه بزرگي از سطح نور بسازد. براي برطرف كردن اين مشكل از ديافراگم استفاده مي شود. ديافراگم دوربين مداربسته به يك حسگر متصل است كه با دريافت نور محيط دريچه را بزرگ يا كوچك مي كند.
اگر نور محيط زياد باشد دريچه كوچكتر مي شود و اگر نور محيط كم باشد دريچه بزرگ مي شود تا نور بيشتري را جذب كند. از طريق اين مكانيزم ساده مي توان بدون مشكل تصوير دوربين را يك بازه نوري بسيار وسيع ساخت.
رابطه ديافراگم با فوكوس دوربين
ميزان باز و بسته بودن ديافراگم دوربين تنها بر روي نور ورودي تاثير نمي گذارد. باز بودن ديافراگم، ميزان فاصله فوكوس دوربين را نيز تحت الشعاع قرار مي دهد. هر قدر ديافراگم دوربين بازتر باشد فاصله فوكوس دوربين كمتر است. براي درك بهتر فرض كنيد شما و دوستان در فاصله هاي مختلفي از يك دوربين قرار گرفته ايد. دوربين بر روي شما فوكوس كرده، اما در حالت اوليه (ديافراگم بسيار بسته) دوست شما را هم با وضوح خوبي نشان ميدهد. حال هرچه ديافراگم دوربين را بازتر كنيم دوست شما تارتر به نظر مي رسد.
تاثير ديافراگم بر روي فوكوس دوربين هاي مداربسته باعث شده استفاده از ديافراگم اتوماتيك در دوربين هاي مداربسته بسيار محدود باشد. توليد كنندگان دوربين هاي مداربسته سعي مي كنند، ديافراگم دوربين را تا جاي ممكن كوچك نگه دارند تا از اين طريق بتوانند در بازه بزرگي از تصوير فوكوس را حفظ كنند. تقريبا هيچ يك از دوربين هاي لنز ثابت ديافراگم قابل تنظيم ندارند. ديافراگم اتوماتيك را تنها مي توانيد در دوربين هاي مداربسته باكس با لنزهاي قابل تنظيم ببنيد.
ديافراگم دوربين مداربسته را چطور نشان ميدهند؟
بازه ديافراگم دوربين مداربسته را معمولا در كنار مشخصه هاي نور (حداقل نور مورد نياز / min. iluustration) مي نويسند. بيشتر دوربين هاي مداربسته ديافراگم f1.2 يا f1.4 دارند. بعضي از انواع دوربين با چيپ تصوير بزرگتر ممكن است ديافراگم هاي بزرگتري هم داشته باشند.
رزولوشن دوربين مداربسته
در تعريف عمومي ميزان تشخيص جزئيات در تصوير را نشان مي دهد. درتعريف تخصصي تر عبارت است:
از تعداد پيسكل هاي قابل تشخيص در تصويردريافت و ضبط جزئيات تصوير نقش بسيار زيادي در تشخيص فرآيند هاي انجام شده در تصوير دارد.
اين فرآيند ها ممكن است تشخيص درستي اجراي يك فعاليت، تشخيص صورت يك فرد، پلاكيك خودرو يا … باشد.
هرچه تفكيك پزيري تصوير موجود بالاتر باشد شما شانس بيشتري براي تشخيص اين جزئيات خواهد داشت،
در دوربينهاي مدار بسته انالوگ رزولشن تصوير ازطريق واحدتيوي لاين TVL نشان داده ميشود.
اين تفكيك پذيري ميتواند درعمل تا ۷۲۰TVL ميباشد.
اما بالاترين رزولوشن قابل انتقال از طريق سيستم انالوگ برروي TVL720 محدود خواهد بود.
در سيستم هاي ديجيتال كه سيستم مدار بسته شبكه نيز بخشي از آن است.
هيچ گونه محدوديتي از نظر تئوريك براي رزولوشن تصوير وجود ندارد.
اما در حال حاضر دوربين هاي مدار بسته شبكه با كيفيت تا ۱۶ مگا پيكسل ساخته مي شوند.
رزولوشن هاي رايج براي تصوير دوربين هاي مدار بسته شبكه عبارتند:
۵مگا پيكسل: ۱۹۴۴×۲۵۹۲
۳مگا پيكسل: ۱۵۳۶×۲۰۴۸
۲مگا پيكسل: ۱۲۰۰×۱۶۰۰
۱مگا پپيكسل: ۹۶۰×۱۲۸۰
نقش سنسور تصوير دوربين مدار بسته
در نبود خلاقيت و نوآوري بسياري از توليد كنندگان دوربين مدار بسته امروزه براي ارتقاي
محصولات خود تنها از سنسورهاي تصوير با قدرت توليد رزولوشن بالا استفاده ميكنند.
رزولوشن استاندارد دوربين هاي مدار بسته در اين سالها افزايش يافته و در حال حاضر دوربين هاي پايين تر از ۲ مگا پيكسل معمولا توليد نميشوند.
دوربين هاي مدار بسته بالاتر از ۲ مگا پيكسل بسيار حساس و آسيب پذير هستند.
كوچكترين ضعفي كه در آنها ممكن است وجود داشته باشد ميتواند لنز باشد. پردازنده تصاوير و نرخ فشرده ساز ميتواند آسيب هاي بيشتري به تصوير نهايي دوربين بزنند.
بسيار مهم است كه بدانيم هر چه رزولوشن سنسور تصوير افزايش مي يابد عملا اندازه فيزيكي پيكسل هاي روي سنسور كاهش پيدا ميكند.
و تراكم پيكسل ها بيشتر ميشود و اندازه فيزيكي سنسور تصوير آنچنان تغييري نمي كند.
در چنين حالتي فوتون يا شعاع هاي نور كمتري وارد هر پيكسل ميشوند. بنابراين هر پيكسل آسيب پذير ميشود و ممكن است اطلاعات تصوير از دست برود.
براي غلبه بر اين مشكل بعضي از توليد كنندگان به ويژه كمپاني sony كه توليد كننده سنسور تصوير است.
از تكنولوژي Backside Iumination استفاده ميكنند كه باعث ميشود از تمامي سطح يك پيكسل بطور كامل استفاده مفيد شود.
اين امرباعث ميشود كه هر پيكسل توانايي در يافت اطلاعات تصويري بيشتري را داشته باشد.
نقش پردازنده سيگنال در دوربين مدار بسته
پردازنده به عنوان مغز پردازشگر دوربين مدار بسته عمل ميكند كه وظيفه آن توليد بهترين تصوير ممكن بدون در نظر گرفتن شرايط نور ورودي است.
اين مغز پردازنده مي تواند ابزارهاي متعددي را كه روي كيفيت تصوير تاثير دارند كنترل كند.
مواردي مانند: BLC, HLC, اندازه شاتر، فوكوس، سرعت شاتر، ديد در شب، شفافيت تصوير، DNR, WDR, و بسياري ديگر.
وظيفه كنترل لنزهاي اتوماتيك و بدست آوردن بهترين نقطه فوكوس نيز در دوربين هاي كه به لنز هاي موتور دار مجهز هستند به عهده پردازنده تصوير است.
همانطور كه پردازش تصاوير با رزولوشن پايين كار بسيار ساده اي است.
تصاوير رزولوشن بالا توان زيادي را از دستگاه ميگيرد و نياز به فرمول ها و محاسبات
پيچيده اي داردتا تصوير نهايي ساخته شود، مخصوصا زماني كه شرايط نور محيط متغيير باشد.
بيشتر پردازنده هايي كه براي دوربين هاي مدار بسته با رزولوشن كم طراحي شده اند. براي رزولوشن هاي بالاتر مناسب نيستند.
استفاده از سنسورهاي ۳ مگا پيكسل و بالاتر نياز به استفاده از سنسورهاي ۳ مگا پيكسل و بالاتر نياز به استفاده از نوع پيشرفته از تكنولوژي در طراحي پردازنده هاي تصوير دارد.
توليد كنندگاني كه همچنان از پردازنده هاي قبلي براي دوربين هاي مدار بسته رزولوشن بالاي خود استفاده ميكنند.
به ناچار دوربين هاي مدار بسته را به بازار عرضه ميكنند كه آن چندان بهبودي در كيفيت تصوير خروجي ندارد.
هر چه كيفيت تصوير بيشتر باشد فوكوس كردن لنز سخت تر خواهد بود. حتي اگر از لنز مناسب با رزولوشن بالا استفاده شود،
پيكسل هاي سنسور تصوير آنقدر كوچك هستند كه با كوچكترين چرخشي در حلقه فوكوس، تغيير زيادي در تصوير نهايي ايجاد خواهد شد.
تنظيم فوكوس در يك دوربين تحت شبكه ۱٫۳ مگا پيكسل حدود ۵ تا ۱۰ ثانيه زمان مي برد،
اما براي دوربين هاي رزولوشن بالاتر ممكن است حتي ۵ دقيقه زمان براي اين كار مورد نيار باشد.
راه حل اين موضوع استفاده از لنزهاي فوكوس خودكار به همراه پردازنده تصوير مناسب است كه توانايي محاسبه و انجام دقيق فوكوس را داشته باشد.