home صفحه اصلی lock person ثبت نام

تکنولوژی‌های ضبط تصویر در دوربین های مدار بسته

Star ActiveStar ActiveStar ActiveStar ActiveStar Active
 

 

تکنولوژی ضبط تصاویر در دوربین مداربسته

 

عدسی دوربین مدار بسته تصویر صحنه مورد نظر را به صورت نقطه به نقطه بر روی حسگر دوربین مداربسته متمرکز ساخته و پس از آن مدارهای الکترونیکی دوربین، تصویر را تبدیل به سیگنال الکتریکی می‌نمایند. سیگنال تصویر دوربین (که شامل تمامی اطلاعات مربوط به تصویر مورد نظر است) دارای فرکانس‌هایی در محدوده 30 سیکل بر ثانیه، یا 30 هرتز، تا 4.2 میلیون سیکل بر ثانیه، مگاهرتز است. سیگنال تصویر سپس توسط کابل (یا به صورت بی‌سیم) برای نمایشگر تصاویر ارسال می‌گردد.

تقریباً تمامی دوربین های مدار بسته امروزی به صورت دوربین‌های رنگی یا سیاه و سفید با استفاده از CCD یا CMOS با واکنش سریع می‌باشند. قیمت این دوربین‌ها در محدوده دوربین‌های ارزان دارای برد مدار چاپی یک لایه بوده و به همراه عدسی‌های کوچکی که در آنها تعبیه شده است، به صورت محفظه‌دار یا بدون محفظه برای کاربردهای امنیتی در نقاط سرپوشیده و روباز، مورد استفاده قرار می‌گیرد. انواع گران‌تر دوربین‌ها دارای محفظه‌های بزرگ بوده و به‌طور‌کلی از دوربین‌های معمولی مقاوم‌تر هستند. این دوربین‌ها مجهز به رابط‌های نصب لنز از نوع C یا CS مکانیکی هستند که با استفاده از آن می‌توان هر نوع عدسی را بکار برد. این دوربین‌ها تصاویر درخشان و با وضوح بیشتری تولید نموده و نسبت به نور حساس‌تر هستند، سایر ویژگی‌های ورودی/خروجی الکتریکی در آنها استفاده از این دوربین‌ها را در سیستم‌های CCTV رایج نموده است.

دوربین های مداربسته CCD و CMOS که دارای منبع تامین نور LED IR هستند را می‌توان جهت تصویربرداری در شب مورد استفاده قرار داد. برای زمان‌هایی که سطح نور پائین است، دوربین های مدار بسته ICCD و IR دارای بیشترین قابلیت برای تشخیص اجسام می‌باشند.

در سال‌های اخیر پیشرفت‌های قابل توجهی درخصوص استفاده از پردازش اطلاعات دیجیتال (DSP) در دوربین‌های تصویربرداری و دوربین های مدار بسته IP صورت گرفته است.

تمامی دوربین های حفاظتی مورد استفاده بین سال‌های 1950 تا 1980 همگی از انواع مبتنی بر تکنولوژی لوله خلاء بوده و همچنین از انواع ویدیکون، سیلیکون یا مخصوص محیط‌های کم‌نور با استفاده از تکنولوژی SIT و تشدید SIT (ISIT) هستند.

در سال‌های 1980 حسگرهای تصویر حالت جامد نوع CCD و CMOS ارتقا یافتند و به عنوان بخش جدایی ناپذیر صنعت کنترل و حفاظت مطرح گردیدند. تقاضای روزافزون مصرف‌کنندگان برای استفاده از حسگرهای CCD در دوربین‌های فیلم‌برداری و حسگر CMOS در سیستم‌های دیجیتال سبب ایجاد انفجاری در فنآوری مربوط به سیستم‌های حفاظتی شد و استفاده از این دوربین‌های تصویربرداری کوچک، با وضوح تصویر بالا و دارای حساسیت بالا به صورت‌های سیاه و سفید و حالت جامد رنگی برای سیستم‌های حفاظتی معمول کرد.

صنعت سیستم‌های حفاظتی امروزه از هرگونه دوربین های مداربسته حفاظتی دیجیتال و آنالوگ استفاده می‌نماید. تا اواسط دهه استفاده از دوربین های آنالوگ بسیار مرسوم بوده و به ندرت از مدارهای الکتریکی پردازش دیجیتال تصویر استفاده می‌شده است و این در حالی بود که دوربین‌های مداربسته اینترنتی به تازگی وارد بازار سیستم‌های حفاظتی شده بودند. پیشرفت‌های صورت گرفته در مورد دوربین‌های حالت جامد، رشد روزافزون تقاضای مصرف‌کنندگان و همچنین امکان استفاده از شبکه اینترنت عوامل اصلی در رشد کاربرد دوربین های مداربسته دیجیتال برای مصارف امنیتی بوده است.

 

فرآیند پیمایش تصویر

دو شیوه مورد استفاده برای اسکن تصاویر در دوربین‌های تصویربرداری پیمایش محل تصویر و پیمایش تدریجی می‌باشند. در گذشته، سیستم‌های تصویربرداری آنالوگ همگی از شیوه اسکن شبکه‌های تصاویر بهره می‌برده‌اند، اگرچه سیستم‌های جدیدتر دیجیتالی از شیوه اسکن تدریجی استفاده می‌نمایند. تمامی دوربین های مدار بسته از چند شیوه جهت پیمایش تصاویر استفاده بردند.

حسگر دوربین تصویر، نور بدست آمده از عدسی را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌نماید. سیستم‌های الکترونیکی در دوربین مداربسته، سیگنال تصویر را پردازش نموده و یک سیگنال تصویر ترکیبی که شامل اطلاعات مربوط به تصویر (نور و رنگ آن) و سیگنال‌های همزمان افقی و عمودی هستند را تولید می‌کند. سیکنال‌ها توسط روشی که فریم تصویر ویدئویی نامیده می‌شود، ارسال می‌شود. هر فریم شامل دو میدان اطلاعاتی است. هر یک از میدان‌ها در بازه زمانی ثانیه و کل فریم در بازه زمانی، جهت تکرار تصاویر در بازه‌های زمانی 30 فرم در ثانیه (fps) ارسال می‌گردند. در ایالات متحده، این شیوه ارسال تصاویر مربوط به استاندارد انجمن صنعت الکترونیک است و به نام NTSC (کمیته ملی سیستم تلویزیون) نامیده می‌شود. استاندارد مورد استفاده در کشورهای اروپایی از خطوط 625 افقی که ثانیه برای ارسال هر میدان اطلاعاتی است و فریم در ثانیه و سرعت تکرار 25FPS، می‌باشد.

 

پیمایش محل تصویر

در استاندارد NTSC اولین میدان تصویر با پیمایش نیمی از 262 خط افقی پدید می‌آید. دومین میدان فریم دارای نیمه دوم 262 خط افقی است، و به‌گونه‌ای همگام‌سازی می‌شود که خطوط میدان دوم در فاصله میدان اول قرار گرفته و نهایتاً 525 خط بدست می‌اید. پیمایش خطوط دومین میدان دقیقاً در نیمه پیمایش خطوط میدان اول اتفاق می‌افتد که تحت عنوان سیستم درهم آمیختن 2 به 1 است.

همانند میدان اول، دومین میدان از مرکز بالای صفحه نمایشگر آغاز و به سمت مرکز پایین گوشه سمت راست خم می‌شود. هربار که خطی در میدان از سمت چپ نمایشگر به سمت راست آن حرکت کند خطی افقی در موج تصویر مشخص می‌گردد. موج تصویر شامل همگام‌سازی پالس‌های منفی و مثبت اطلاعات تصویر مورد نظر است. پالس‌های افقی و عمودی همگام‌سازی شده توسط نمایشگر تصویر (DVR، VCR ویا چاپگرهای تصویری) برای همگام‌سازی تصویر ویدیویی و امکان چاپ هم‌زمان تصاویر و افزایش ضریب دقت تصاویر در نمایشگر بکار برده می‌شود. اطلاات تصویر سیاه به شکل موج در پایین تصویر ( تقریباً 0 ولت) و اطلاعات تصویر سفید در قسمت بالای تصویر (1 ولت) نشان داده می‌شود. دامنه استاندارد سیگنال NTSC دارای پیکی در 1.4 ولت است. در سیستم 525 خطی اطلاات مربوط به تصویر شامل حدود 512 خط می‌باشد. خطوطی که محتوی هیچ اطلاعاتی از تصویر نیستند برای جاهای خالی عمومی مهم می‌باشند زیرا که نشانگر زمان صرف شده‌ای هستند که سیستم‌های الکترونیکی دوربین یا موج در نمایشگر CRT از قسمت پایین به سمت بالای نمایشگر حرکت می‎کنند تا میدان جدیدی را بسازند.

در دوربین های مداربسته درهم آمیز تصادفی همگام‌سازی کاملی بین میدان‌های اول و دوم انجام نمی‌شود. فرکانس‌های اسکن افقی و عمودی دقیقاً مشابه هم نبوده و به همین علت میدان‌ها دقیقاً درهم آمیخته نمی‌شوند. در این شرایط، اگرچه تصویر با کیفیت مناسبی بدست می‌آید، اما تشخیص شرایط آسنکرون مشکل است. سیستم درهم آمیزش 2 به 1 دارای این برتری نسبت به سیستم یاد شده است که می‌توان از آن به همراه چندین نمایشگر یا دستگاه ضبط استفاده نمود، لازم به ذکر است که پرش و یا قط تصاویر با تغییر در دوربین ها در این حالت وجود ندارد.

نسل اول دوربین های مدار بسته حالت جامد توسط بسیاری از تولیدکنندگان با فرمت‌های حسگر اینچ (حسگر مورب) و اینچ موجود می‌باشد. با پیشرفت فن‌آوری، از فرمت‌های کوچک‌تر استفاده می‌گردد. بسیاری از سیستم‌های حالت جامد امروزی با سه نوع فرمت حسگر تصویر و اینچ تولید می‌شوند. فرمت اینچ تصاویری با وضوح و درخشندگی بیشتر تولید می‌کنند و در عین حال این سیستم‌ها نسبت به دیگر سیستم‌ها گران‌تر نیز می‌باشند. فرمت‌های اینچ و کوچک‌تر امکان استفاده از عدسی‌های کوچک‌تری در مقایسه با فرمت‌های اینچ و بزرگ‌تر فراهم می‌نمایند. بسیاری از تولید‌کنندگان، امروزه دوربین‌هایی با فرمت و اینچ تولید می‌کنند که تصاویر این دوربین‌ها نیز دارای وضوح و درخشندگی بالایی می‌باشد. حسگرهای دوربین‌های تصویربرداری حالت جامد در مقایسه با انواع پیشین دارای مزیت‌هایی چون: (1) هندسه دقیق و تکرارپذیری پیکسل، (2) مصرف برق کمتر، (3) اندازه کوچک، (4) ثبات رنگی مناسب، (5) استحکام و کارکرد طولانی است. امروزه دوربین‌های حالت جامد به سه دسته کلی تقسیم میگردند: (1) آنالوگ، (2) دیجیتال، (3) اینترنت.

 

آنالوگ

دوربین های آنالوگ از ابتدای آغاز صنعت CCTV در سیستم‌های حفاظتی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. سیستم‌های الکتریکی بکار رفته در آنها به شکل مدار مستقیم بوده و هنوز هم در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

دیجیتال

از اواسط سال‌های 1990 استفاده از دوربین های مدار بسته مجهز به واحد پردازش دیجیتال سیگنال رو به افزایش گذاشته است. کاربرد این فن‌آوری اساساً عملکرد دوربین را با فراهم آوردن موارد زیر ارتقاء می‌بخشد. عللی چون: (1) تنظیم اتوماتیک با شرایط سطح نور دردسترس (استفاده از سیستم آیریز اتوماتیک)، (2) قرار دادن تشخیص حرکت سوژه‌ها در دوربین مدار بسته و (3) تغییر وضعیت دوربین تصویربرداری از حالت رنگی به صورت سیاه و سفید با حفظ کیفیت تصویر به صورت اتوماتیک.

اینترنت

جدیدترین پیشرفت صورت گرفته در فن‌آوری دوربین‌های تصویربرداری، تولید دوربین های مداربسته تحت شبکه است. این دوربین با استفاده از سیستم‌های الکترونیکی قابلیت اتصال به اینترنت و شبکه جهانی وب را با استفاده از درگاه یک سرویس دهنده خدمات اینترنتی دارا هستند. هر دوربین مدار بسته مجهز به یک آدرس اینترنتی ثبت شده می‌باشد و قادر به ارسال تصاویر به هر نقطه‌ای در شبکه جانی وب است. و این مطلب به معنای حفاظت از راه دور اماکن و تجهیزات به بهترین شیوه است. مکان تصویربرداری شده توسط دوربین در هر لحظه از زمان با اتصال به شبکه اینترنت و پس از آن اتصال به آدرس اینترنتی دوربین مدار بسته (شماره ID) و داشتن رمز عبور دوربین مذکور، امکان‌پذیر است.استفاده از رمز عبور برای این علت است که تنها افراد مسئول بتوانند با داشتن رمز دستگاه و آدرس اینترنتی آن تصاویر ضبط شده توسط دوربین مداربسته را ببینند. از ارتباطات دوطرفه در مرکز کنترل جهت ایجاد امکان برای نظارت بر نحوه کارکرد دوربین (و احتمالاً دستکاری شیب، زاویه، درجه زوم و غیره)، استفاده گردد.

 

منبع: ماهنامه سیباشهر


نظر خود را بنویسید.