نظارت تصویری با رزولوشن بالا: اهمیت انتخاب لنز مناسب

“من لنزی می خواهم که بتواند فضای کل پارکینگ را نشان دهد و بتوانم نوشته های روی تابلوی اعلانات را بخوانم”. این جمله به نظر آشنا می آید؟ به عنوان تولید کننده لنز های واید، از Theia Technologies معمولا سوال می شود که آیا محصولی دارد که بتواند هر دوی این ویژگی ها را همزمان داشته باشد
پاسخ این است: بستگی دارد. بستگی به چند عامل مختلف دارد: رزولوشنی که با آن شروع می کنید، شی مورد نظر چقدر از لنز ها دور است و میدان دید لنز ها. با ثابت نگه داشتن دو متغیر اول، میدان دید لنز کاملا واضح می شود.
هنگام خرید دوربین های آنالوگ، شما و مشتریتان به تاریکی، شدت نور زیاد، باران و دیگر فاکتور ها توجه می کردید اما توجه چندانی به لنز نمی شد. با دوربین های مگاپیکسل و کیفیت بالای امروز، لنز می تواند مهم ترین قسمت دوربین باشد. با همه اینها، اگر لنز رزولوشن مناسب دوربین را نتواند تامین کند، مشتری با خرید دوربین پیشرفته در واقع پولش را هدر می دهد.

کیفیت تصویر در برابر میدان دید

یکی از مهم ترین پارامتر هایی که هنگام طراحی سیستم های نظارت ویدئویی باید در نظر گرفته شود ایجاد تعادل بین رزولوشن تصویر و میدان دید است. با هر ترکیبی از دوربین و لنز، رزولوشن اصلی دوربین به تمام میدان دید لنز تقسیم می شود و دانسیته پیکسل تصویر را مشخص می کند. هر چه رزولوشن بیشتر پخش شود، دانسیته پیکسل پایین تر می آید و کیفیت تصویر در نشان دادن جزئیات کمتر خواهد شد.
تصاویر گرفته شده در شکل زیر با یک دوربین و از فاصله یکسان گرفته شده اند و تعادل برقرار شده بین کیفیت تصویر و میدان دید را نشان می دهد. بیشترین میدان دید می تواند بیشترین مساحت را پوشش دهد اما این کار به کاربر اجازه دیدن جزئیات را نمی دهد، در حالی که هر چه میدان دید کوچک تر باشد، تصویر با چزئیات بیشتری به دست می دهد.

شکل:‌ میدان دید بیشتر می تواند فضای بزرگتری را پوشش دهد اما کاربر قادر نیست جزئیات زیادی را ببیند، در حالی که وسعت دید کمتر می تواند عکس با جزئیات بیشتری بدهد.

بنابراین مشتری شما می تواند دوربینی را انتخاب کند که کل پارکینگ را پوشش دهد اما متاسفانه این دوربین نمی تواند تابلوی اعلانات را به خوبی نشان دهد. چکار کنیم؟ در این حالت، دو متغیر هست که شما می توانید در سیستم خود تغییر دهید تا جزئیات تصویر را افزایش دهید:
1. فاصله دوربین از جسم: اگر امکان دارد، نصاب می تواند با نصب دوربین در محلی نزدیک به جسم جزئیات تصویر را افزایش دهد. این کار برای نصب های جدید می تواند کاربرد داشته باشد، اما برای سیستم هایی که قبلا نصب شده اند این کار می تواند با توجه به محدودیت های فیزیکی دیگر موقعیت ها و خود سیستم و همچنین هزینه های کابل کشی مجدد محدود شود. نزدیک تر کردن فاصله، جزئیات را افزایش دهد اما میدان دید را کاهش می دهد.
2. رزولوشن دوربین را تغییر دهید. با انتخاب دوربین با رزولوشن بالاتر و تعداد بیشتر پیکسل و توزیع آنها روی میدان دید، دانسیته پیکسل تصویر بالاتر می رود و تصویر حاصل کیفیت بهتری خواهد داشت. البته این با فرض آن است که شما می توانید این تغییر را در سیستم اعمال کنید و مشتری هم توانایی پرداخت هزینه تجهیزات و وسایل ذخیره سازی گران تر را دارد. رزولوشن بالاتر، سرعت تصویر برداری را نیز پایین می آورد که این امر باتوجه به استاندارد های خاص موجود در صنایع باید در نظر گرفته شود.

شکل: میداد دید با افزایش رزولوشن دوربین افزایش می یابد (تعداد کل پیکسل ها) بدون هیچ تغییری در رزولوشن تصویر (پیکسل بر فوت). تصاویر 3 و 5 مگاپیکسل به طور عمودی برش داده شده تا فضای آسمان که برای ما مهم نیست را حذف کند و زمین را نشان دهد.

ابزار تجارت

ابزار مفید متنوعی برای کمک به سیستم های پشتیبانی و انتخاب تجهیزات مناسب وجود دارد. یکی از اینها محاسبه کننده لنز و کیفیت تصویر Theia است که به شما اجازه وارد سازی جزئیات پروژه مورد نظر را می دهد و بلافاصله رزولوشن تصویر با فرضیات انجام شده را می دهد. شما رزولوشن دوربین و سایز سنسور مورد استفاده، میدان دید لنز مورد نظر را وارد می کنید – دیگر متغیر های اساسی مانند میزان رزولوشن مورد نیاز بر حسب دانسیته پیکسل، میزان پوشش مورد نیاز در فاصله مورد نظر(بر حسب متر یا فوت) یا میزان دوری دوربین از شی. سپس این ابزار متغیر های دیگر را برای شما محاسبه می کند.
برای مثال اگر شما بگویید که می خواهید از یک دوربین 5 مگاپیکسلی و سنسور 1/2.5 اینچی و لنز 3 میلیمتری استفاده کنید و فاصله شما از جسم 50 فوت است- ابزار مورد نظر دانسیته پیکسل را محاسبه می کند که در این حالت 27 پیکسل بر فوت می شود و عرض تحت پوشش 97 فوت خواهد بود. این ابزار سطح رزولوشن تصویر را نشان می دهد و به این ترتیب می توانید به سرعت محاسبه کنید که انتخاب شما نیاز های کاری شما را پاسخ می گوید یا خیر.
آخرین نرم افزار های تبلت ها و موبایل های هوشمند شامل مواردی است که به کاربر اجازه وارد کردن ارتفاع و/یا زاویه دوربین را می دهد-به این ترتیب شما می توانید ببینید مثلا سر یک انسان که در تصویر داده شده از فواصل مختلف پوشش داده می شود یا خیر. آخرین انواع نرم افزار همچنین به کاربر سطحی از نویز jpeg را ارائه می دهد که تصویر حاصل شده شرایط دنیای واقعی را بهتر تصویر کند.

لنز چگونه روی تصویر تاثیر می گذارد

اگر تصمیم دارید با افزایش رزولوشن دوربین، رزولوشن و کیفیت تصویر را بالاتر ببرید باید لنز مناسب را نیز انتخاب کنید. لنز مورد نیاز برای دوربین های IP/مگاپیکسل بسیار با لنز های مورد استفاده برای سیستم های آنالوگ تفاوت دارد. دوربین های با رزولوشن بالاتر این سیستم ها نیاز به لنز های با عملکرد بالا نیز دارد تا بتوان استفاده کامل را از این افزایش رزولوشن دوربین برد.
برای مثال، در یک دوربین مگاپیکسلی، نقطه کانونی لنز باید هم اندازه یا کوچکتر از سایز پیکسل روی سنسور باشد، در غیر این صورت نور بیرون از پیکسل می افتد و تصویر حاصل کدر و تاریک خواهد شد.

شکل:‌ در دوربین های مگاپیکسلی، صفحه کانونی باید هم اندازه یا کوچکتر از سایز پیکسل روی سنسور باشد، در غیر این صورت نور بیرون پیکسل می افتد و عکس تیره می شود.

استفاده از لنز با رزولوشن استاندارد برای دوربین 5 مگاپیکسل تصویر تار می دهد. عموما اگر می خواهید از تمام پیکسل های دوربین چند مگاپیکسلی تان استفاده کنید باید لنز کیفیت بالای متناسب با رزولوشن را بخرید- در غیر این صورت پول خرج شده برای دوربین رزولوشن بالا را هدر داده اید.
هنوز هم کار انتخاب لنز مگاپیکسلی مناسب یک دوربین مگاپیکسلی کار راحتی نیست، در واقع در بسیاری از مواقع و موارد کار انتخاب بسیار سخت است. بسیاری از تولید کنندگان محصولاتی تحت عنوان “لنز مگاپیکسلی” تولید می کنند، اما به ندرت در مورد “مگاپیکسل” توضیح می دهند. آیا این لنز مگاپیکسلی مناسب دوربین 1.3 مگاپیکسلی است یا دوربین 3 مگاپیکسلی ؟ آیا می تواند با تمام دوربین های مگاپیکسلی استفاده شود؟
در دوربین های مگاپیکسلی، سایز پیکسل و سایز نقطه لنز بستگی به سایز سنسور و تعداد پیکسل های موجود دارد. شما می توانید دو دوربین مختلف داشته باشید- که هر دو 1.3 مگاپیکسل هستند- اما اگر سایز سنسور یکی نباشد، سایز پیکسل ها متفاوت خواهد بود و در نتیجه کیفیت تصویر فرق خواهد کرد.

شکل:‌ شما دو دوربین متفاوت دارید-که هر دو 1.3 مگاپیکسل هستند- اما اگر سایز سنسور یکی نباشد، سایز پیکسل یکی نخواهد بود.

در انتخاب یک لنز، انتخاب لنزی که مناسب هم سایز سنسور و هم رزولوشن دوربین باشد مهم است. انتخاب لنزی با مگاپیکسلی بیشتر از دوربین، تضمین می کند که لنز عامل محدود کننده در سیستم نیست.
دوربین های مگاپیکسلی بالاتر با پیکسل های کوچکترشان به لنز هایی با اجزای شیشه ای داخلی و اجزای دقیق بیشتر از انواع با مگاپیکسل کمترشان نیاز دارند. این لنز های ویژه باید عملکرد بهتری برای دوربین های با مگاپیکسل بیشتر به ارمغان بیاورند. برای اطلاعات بیشتر به سایت www.theiatech.com مراجعه کنید.