نظارت در محیطهای فوق کم نور

در آغاز این دهه، عملکرد دوربینهای مگا پیکسلی از نظر نظارت در محیطهای فوق کم نور عموما خوب نبود.

این دوره شاتر های فوق آهسته بود که پدیده “شبه” (برگشت نور) یک موضوع رایج در تصاویر کم نور بود.

اکنون، تغییرات زیادی رخ داده.

ظهور IR یکپارچه مطمئنا پیشرفت بزرگی در بیشتر دوربینهایی است که خودشان دارای چراغهای IR داخلی بودند.

پیشرفت بزرگ بعدی ظهور فناوری “فوق کم نور” با قابلیت تولید تصویر بدون وابستگی به IR میباشد.

ما در این راهنما عملکر “فوق کم نور” را توضیح خواهیم داد :

·         بهبود در پردازش تصویر / کنترل شدت

·         گسترش دوربینها با تصویرگرهای بزرگتر

·         اضافه شدن سنسورهای حرفه ای عکاسی به دوربینهای امنیتی

·         کیفیت تصویر مربوط به دوربینهای عادی، IRهای یکپارچه و دوربینهای حرارتی

 

بهبود پردازش تصویر / کنترل شدت

عنصر اصلی بیشتر دوربینهای “فوق کم نور” بهبود پردازش تصویر و کنترل شدت نور میباشد.

کنترل شدت نور شاخص اصلی دوربینهای نظارتی میباشد، که اجازه میدهد یک تصویر هر چقدر تاریک یا دارای نویز باشد، نمایش داده شود. در اینجا به شما نشان میدهیم که چگونه شدت نور یک دوربین را کنترل کنید :

دوربینهای زیادی دارای تنظیمات دستی شدت نور میباشند ولی معمولا حالت پیش فرض آنها تنظیم خودکار شدت نور میباشد (AGC = Automatically Gain Control)، تا دوربین بیشترین حد نور ممکن به خصوص در محیطهای تاریک را به دست بیاورد.

دوربینهای “فوق کم نور” همانند دوربینهای معمولی از پردازش تصویر / کنترل شدت نور استفاده میکنند با این تفاوت که از تکنیکهای کاهش نویز بهتر و کنترل شدت سطح بالاتری استفاده میکنند.

گسترش دوربینها با تصویرگرهای بزرگتر

دوربینهای “فوق کم نور” عموما با تصویرگرهای سایز معمولی در بازه ۱/۳” اما با تصویرگر / پردازش تصویر برتر ارائه میشوند. در حالی که تصویرگر ممکن است هم اندازه مدلهای معمولی غیر ” فوق کم نور ” باشد، تصویرگرها ( و گاهی پردازشگر / رمزگشا) در پردازش تصویر و ارائه جزئیات در محیطهای تاریک بهتر عمل میکنند.

در چند سال اخیر، نیز دوربینهایی با تصویرگر بزرگتر و پردازشگر بهتر تصویر به بازار معرفی شده اند. این دوربینها بجای تصویرگرهای ۱/۳”، از تصویرگرهای ~۱/۲” استفاده میکنند(معمولا با همان رزولوشن تصویر و عموما ۱۰۸۰p). با کمک تصویرگرهای بزرگتر، با

متعادل نگهداشتن تمام اجزاء تصویر، در هر پیکسل نور بیشتری دیده میشود و از این رو در شرایط تاریک جزئیات بهتری دریافت میشود.

برخی دوربینهای ~۱/۲” “نور فوق کم” :

·         Axis Q1635

·         Nazer Starlight

·         Hanwha SNB-6005

·         Hikvision Darkfighter (6026)

·         Sony SNC-VB635

 

جهت اطلاع، تمام دوربینهای دارای تصویرگر بزرگتر دارای قابلیت ” فوق کم نور” نیستند. با رزولوشن ۶مگ، ۸مگ / ۴K و بالاتر، تصویرگرهای ~۱/۲” و حتی بزرگتر عمومیت بیشتری پیدا کرده اند اما دارای قابلیت ” فوق کم نور ” نیستند.

البته افزایش سایز تصویرگر منجر به افزایش تعداد پیکسلها میشود و در عمل دوربینهای رزولوشن بالا(۶ مگ یا بالاتر)، معمولا در نور کم کارایی خوبی دارند.  که البته این هم به مرور زمان تغییر خواهد کرد، درست مانند دوربینهای ۱۰۸۰p که زمانی کلا در نور کم بسیار ضعیف عمل میکردند.

سنسور دوربینهای عکاسی

در مورد دوربینهای رزولوشن بالا یک استثناء جود دارد و آن هم دوربینهایی هستند که از سنسورهای عکاسی استفاده میکنند. دوربینهای امنیتی، برعکس دوربینهای عکاسی حرفه ای، به ۲ دلیل مهم از تصویرگرهای بسیار کوچکتر استفاده میکنند، کاهش هزینه و اندازه دوربین و لنز. نتیجه این امر پیکسلهای کوچکتر میباشد که در محیطهای کم نور به سختی عمل میکنند.

نمونه ای از تفاوت اندازه سنسورها در زیر نشان داده شده. ۲ دوربین Box، یکی با سنسور ۳۵ میلی متری که یک سنسور معمول در عکاسی و نادر در دوربینهای امنیتی است، و دیگری با تصویرگر ۱/۱٫۹” که باز هم برای دوربینهای امنیتی بزرگ محسوب میشود.

معمولا دوربینهای امنیتی با سنسور عکاسی بهترین عملکرد در محیطهای فوق کم نور را دارند.

اما نتیجه این است که این دوربینها مانند همتای خود در عکاسی، بسیار بزرگتر و گرانتر میشوند. در ادامه مقایسه ای بین یک دوربین ۳۵ میلی متری و یک دوربین مرسوم Mini Dome انجام داده ایم :

دوربین بزرگتر، نصب را سخت تر میکند و در محیطهای بیرونی به قاب مخصوص احتیاج دارد و بیشتر از دوربینهای مرسوم در معرض دید قرار میگیرد.

دوربینهای امنیتی با سنسور عکاسی بین ۵ تا ۱۰ برابر گرانتر از دوربینهای معمولی هستند. قیمت این دوربینها ممکن است چند هزار دلار باشد(حدود ۵۰۰۰ دلار) و با توجه به لنز دوربین ممکن است حتی گرانتر هم باشند، قیمت لنز با توجه به کیفیت آن در حدود صدها دلار تا چند هزار دلار میباشد.

 

مقایسه کیفیت تصویر

تصاویر زیر یک مقایسه کلی بین این دوربینها میباشد. توجه داشته باشید که این تصاویر در آزمایشها و زمانهای مختلف اما همگی در لوکس ۰٫۱ و در بازه ~۶۰-۷۰ PPF گرفته شده اند.

در این مقایسه، دوربین مرسوم( غیر فوق کم نور) کمترین میزان آشکاری از موضوع تصویر برداری را دارد، و بدن فرد تقریبا در تاریکی محو شده است. دوربین ۱/۳” فوق کم نور، با تفاوت بالایی خطوط خارجی بدن را از فضای تاریک پشت سر جدا کرده و تشخیص را آسان تر میکند، در حالی که دوربین ~۱/۲” فوق کم نور، جزئیات چهره و لباس را نیز نشان میدهد و تشخیص نسبت به مدلهای دیگر بسیار راحت تر میشود.

در مقایسه با مدلهای ~۱/۲” فوق کم نور، دوربینهای دارای سنسور عکاسی ۳۵ میلی متری، رنگ، جزئیات دقیق تر چهره و تشخیص بسیار بهتری را فراهم میکنند. رنگ سبز علفها و شاخ و برگ، و رنگ آبی و سیاه لباس فرد مشخص است، چیزی که در مدلهای ~۱/۲” قابل مشاهده نبود. دوربین حرارتی هیچکدام از این جزئیات را نشان نمیدهد اما موضوع تصویر برداری حتی در نقاط دورتر به شکل یک نور سفید به راحتی قابل تشخیص میباشد.

IR های یکپارچه

رقیب اصلی مدلهای فوق کم نور، مدلهای IR یکپارچه میباشند، که با افزایش روشنایی تصویر، کیفیت تصویر را بالاتر برده و همچنین قیمت پایین تری دارند.

مدلهای IR یکپارچه در فاصله نزدیک، جزئیات بیشتری نسبت به مدلهای فوق کم نور نشان میدهند. به عنوان مثال به لباس و مشخصات فرد در مقایسه زیر توجه نمائید. با این حال در فاصله دورتر، مدل IR یکپارچه کیفیت خود را از دست داده و تصویر تولید شده با مدل فوق کم نور تقریبا یکی میباشد.

با این حال توجه داشته باشید که عملکرد دوربینهای IR یکپارچه بسیار گسترده است و به فاصله، الگوی پوشش و موارد دیگری بستگی دارد.

گزینه های در دسترس / نامهای تجاری

دوربینهای فوق کم نور زیادی در بازار وجود دارد. اما در گروه دوربینهای دارای سنسور عکاسی تولید کننده های کمی وجود دارد که شامل Avigilon Pro Series, Axis / Canon 20MP Camera, Sony 35mm Camera میشود.

برای تصویرگرهای مرسوم (~۱/۳”) تولیدکنندگان زیادی وجود دارند که مدلهای فوق کم نور را ارائه میدهند، گرچه مدلهای مختلف این نوع دوربین در نور کم عملکرد متفاوتی دارند. این تولیدکنندگان از نامهای تجاری مختلفی استفاده میکنند، به عنوان مثال : Axis Lightfinder، Avigilon LightCatcher، Bosch Starlight، Hikvision Darkfighter، Nazer Starlight و غیره.