مگاپیکسل چیست؛ انواع رزولوشن تصویر

دنیای نظارت تصویری در حال حرکت به سمت وضوح تصویر مگاپیکسل است. امروزه می‌توانید گستره زیادی از دوربین های مدار بسته با وضوح تصویر مگاپیکسل را بیابید. در حال حاضر فرمت‌های وضوح تصویر مگاپیکسل شامل 1.3، 2 و 3 مگاپیکسل و همینطور 5 و 6 مگاپیکسل هستند. در این مقاله توضیحاتی در مورد این فرمت‌ها خواهیم داد.

آشنایی با وضوح تصویر یا رزولوشن

مفاهیمی از قبیل رزولوشن یا وضوح تصویر، پیکسل و ابعاد تصویر که به طور حتم به گوش همه ما آشناست، بیشتر در حوزه‌های گرافیکی، ویدئو، دوربین و سیستم های نظارتی به‌کار می‌رود.
منظور از رزولوشن تراکم پیکسل هایی است که در یک نمایشگر وجود دارد. مقدار Resolution را به صورت تعداد پیکسل های افقی ضرب در تعداد پیکسل های عمودی نشان می‌دهند. پیکسل نیز به نقاط نوری موجود در یک مانیتور گفته می‌شود که همه با هم یک فریم از تصویر با به نمایش می‌گذارند.
مفهوم نسبت ابعاد یا Aspect Ratio نیز نسبت پیکسل های عمود به افقی را نشان می‌دهد. به‌عنوان مثال زمانیکه می‌گوییم ابعاد یک رزولوشن 640*480 برابر با 4:3 است، یعنی به ازای هر چهارستون، سه ردیف پیکسل وجود دارد.

در تکنولوژی مرسوم آنالوگ، تی‌وی‌لاین (TVL) مشخصه اصلی دوربین های مدار بسته آنالوگ است. تی‌وی‌لاین نشان می‌دهد که دوربین مدار بسته چه تعداد پیکسل موثر می‌تواند تولید و ارسال کند.

NTSC: 700 TVL = 976(Horizontal) x 494(Vertical) = Approx. 480K pixels
PAL: 700 TVL = 976(Horizontal) x 582(Vertical) = Approx. 570K pixels

برای مدت زیادی تکنولوژی آنالوگ دنیای ارسال ویدیو و نظارت تصویری را تحت سلطه داشت. درحال‌حاضر تکنولوژی آنالوگ درحال تحول و رخت بربستن به تکنولوژی دیجیتال که می‌تواند وضوح و کیفیت تصویر بالا را ارائه دهد، است.

مقایسه بین 1.3MP، 2MP، 3MP و 5MP

مگاپیکسل در کل به تعداد پیکسل‌های موجود در تصویر اشاره دارد. در جدول زیر برای هر یک از فرمت ها تعداد پیکسل‌های موجود در طول و عرض تصویر مشخص شده است، که از ضرب این دو عدد تعداد کل پیکسل‌های موجود در تصویر به‌دست می‌آید.

نام	عرض (تعداد پیکسل‌های افقی)	ارتفاع (تعداد پیکسل‌های عمودی)	تعداد کل پیکسل‌ها
1MP/720P	1280	720	921600
QVGA/960P	1280	960	1228800
1.3MP	1280	1024	1310720
2MP/1080P	1920	1080	2073600
2.3MP	1920	1200	2304000
3MP	2048	1536	3145728
5MP	2560	1920	4915200
6MP	3032	2008	6088256
8MP	3264	2448	7990272

توجه: دوربین های مدار بسته 6MP و 8MP تحت‌شبکه هنوز درحال توسعه هستند.

مقایسه بین 960P، 1.3MP، 2.3MP ،3MP

وضوح تصویر یکی از مشخصه‌های مهم دوربین های مدار بسته تحت شبکه است. وضوح بیشتر به معنی عکس با جزئیات بیشتر است، اما به این معنی نیست که بهترین راه نظارت تصویر است. دوریبن‌های تحت‌شبکه برای انتقال تصویر از سیستم شبکه استفاده می‌کنند که پهنای‌باند بالایی احتیاج دارد. معمولا دوربین های مدار بسته IP دو مگاپیکسل وضوح 1080p، که پهنای‌باند 4Mbps احتیاج دارد را ارائه می‌دهد.

720p (معروف به HD) یک فرمت سیگنال تلویزیون HD (HDTV)، با 720 خط افقی و ابعاد 16:9 است. همه استانداردهای مهم رادیو و تلویزیون HDTV، شامل یک فرمت 720p (که وضوح 1280×720 دارد) هستند. عبارت 720 اشاره به 720 خط افقی تصویر دارد، یعنی روی هر خط عمودی تصویر 720 پیکسل وجود دارد.

منظور از 720p یا رزولوشن HD چیست؟

از کیفیت بالا در زبان انگلیسی به High Definition تعبیر می‌شود و به لحاظ فنی به صورت 720p نشان می‌دهند. 720p بویژه در حوزه‌ی عکاسی و فیلم کاربرد فراوانی دارد. این مقدار از وضوح تصویر برابر با 720 پیکسل افقی و در نسبت ابعاد 16:9 عرضه می‌گردد. رزولوشن اصلی این ابعاد نیز مساوی 1280*720 پیکسل است.

بنابراین هرکجا برچسب HD مشاهده کردید، منظور از آن همان رزولوشن 720P است. همچنین عبارت p که در کنار 720 آمده است از progressive scan به معنی اسکن پیشرفته، گرفته شده است.

لازم به تذکر است که عبارت 720i (معادل lines interlaced 720)، یک عبارت اشتباه است که در منابع و نشریات متعددی به چشم می‌خورد. معمولاً یک اشتباه تایپی است که منظور نویسنده 720p است. اگرچه در بعضی موارد به اشتباه به عنوان فرمت جایگزین 720p معرفی می‌شود.

در‌حال حاضر می‌توانید در فروشگاه فرافن مارکت دوربین های مداربسته با کیفیت HD را مشاهده و مقایسه کنید و با بهترین قیمت خریداری نمایید.

از زمانی که تکنولوژی 1080p full HD بطور گسترده در نظارت تصویری، صداوسیما و گوشی‌های هوشمند استفاده شده، تکنولوژی HD در زندگی روزمره‌ ما رایج شده است. مردم ترغیب به دیدن تصاویر با کیفیت و وضوح بالاتر شده‌اند. سازندگان تلویزیون، دستگاه‌های با کیفیت 4K ultra HD را روانه بازار کردند. در این میان تعدادی از تولیدکنندگان تجهیزات حفاظتی نیز از دوربین‌های مداربسته 4K ultra HD رونمایی کردند.

حال سوالاتی که مطرح می‌شود این است که 4K چیست؟ چطور تکنولوژی 4K در سیستم‎های نظارت تصویری استفاده می‌شود؟ در حال حاضر مشکل این تکنولوژی چیست؟

4K چیست؟

تکنولوژی 4k برگرفته شده از تکنولوژی پیشین خود یعنی DCI می‌باشد. در واقع 4K رزولوشنی مشخص در سینمای دیجیتال است و به شکل DCI 4K تعریف می‎شود (24 fps، 4096×2160 pixels).

در تاریخ 23 آگوست 2012، ITU (جامعهء بین المللی مخابراتی تلکام) استاندارد Ultra HDTV یعنی ITU-R BT 2020 را ارائه داد، که به عنوان نقطه عطفی در عصر UHD می‌باشد. در حقیقت 4k و UHD (یا Ultra HD) کیفیت‌‌های بسیار بالایی هستند. ITU-R BT 2020 استانداردهای رزولوشن، فریم‌برثانیه و محدودهء رنگ را برای کیفیت Ultra HD مشخص کرده است.

UHD به دو بخش تقسیم می‌شود: 4k و 8k

4k دارای رزولوشن 3840×2160 pixel است و در کل حدود 8.3 مگاپیکسل می‌باشد. در حالی که کیفیت 8k دارای رزولوشن 7680×4320 pixels بوده و حدود 33.20 مگاپیکسل می‌باشد. کیفیت 4k از 24 تا 120 فریم‌برثانیه را پشتیبانی می‌کند.

در استاندارد BT 2020، فرآیند اسکن در هم بافته کنار رفته و اسکن پیشرفته جایگزین آن شده است که کیفیت تصویر را بسیار بهبود بخشیده است. در مورد عمق رنگ، در استاندارد BT 709 از 8bit به 10 یا 12bit افزایش وجود دارد. این پیشرفت نقش کلیدی‎ای در ارتقاء عمق رنگ و انتقال تصویر ایفا کرده است.

4K UHD در دوربین مداربسته

در حال حاضر 4K در حال پیشرفت گسترده است. محصولات 4K به موضوعی داغ در دنیای نظارت تصویری تبدیل شده‌اند. با اینکه محصولات 4K زیادی در بازار است، اما هنوز تولید انبوه تحقق نیافته است. زیرا اجزای اصلی دوربین های مدار بسته 4K مثل سنسور تصویر و پردازشگر سیگنال تصویر هنوز گران است.

مشکلات تکنولوژی 4K در دوربین های مدار بسته

علاوه بر قیمت بالا، مشکلات دیگری نیز مانند مصرف بالای برق و احتیاج به فضای ذخیره‌سازی بالا وجود داشته و هنوز درخواست برای این دوربین های مداربسته کم است.

بی‌شک 4K ultra HD در راه است. در حال حاضر شرکت هایک‌ویژن دوربین های مداربسته سری 4K UHD خود را معرفی کرده است که از ITU Ultra HD (3840×2160, 30fps) و DCI 4K (4096×2160, 24fps) پشتیبانی می‌کنند و همچنین با تکنولوژی قبل‌تر خود یعنی 1080P full HD نیز سازگاری دارند.

ویژگی‌های تکنولوژی 4K در دوربین‌های مداربسته

ویژگی اصلی دوربین های مدار بسته تحت‌شبکه 4K UHD کیفیت بسیار بالا و رنگ تصویر آن است، بنابراین استفاده از این تکنولوژی در دوربین های مدار بسته اسپیددام ( PTZ) می‌تواند پوشش نظارتی بسیار گسترده‌ای ارائه دهد.

علاوه بر این در مقایسه با 1080 full HD، تکنولوژی 4k ultra HD وضوح تصویر بسیار بیشتری دارد که این برتری می‌تواند عکس‌ها و فیلم‌هایی با جزئیات خیلی بیشتر را ارائه کند. برای مثال تشخیص چهره، پلاک‌خوانی و دیگر فعالیت‌های تحلیل تصویر دقیق‌تر و بهتر می‌شود.

این موضوع بدین معناست که دوربین های مدار بسته 4K در فضاهای خارجی مانند میادین شهرها، ورزشگاه‌ها، فرودگاه‌ها، ایستگاه‌های اتوبوس، ساحل‌ها و غیره می‌توانند بسیار کارآمدتر از نمونه‌های دیگر باشند.

رزولوشن دوربین مدار بسته

دوربین‌های آنالوگ مختلفی با فناوری‌های متفاوت در بازار وجود دارند و بنابراین انواع مختلفی از رزولوشن‌ها نیز وجود خواهد داشت، پس بهتر است به تفصیل به بحث در مورد این موضوع بپردازیم.

وضوح آنالوگ

وضوح دوربین آنالوگ مرسوم (CVBS) ، بر اساس تی وی لاین اندازه گیری می‌شود که عبارت است از تعداد خطوط عمودی ای که در یک مانیتور ظاهر می‌شوند. هرچه تعداد این خطوط بیشتر باشد ، وضوح دوربین هم بیشتر خواهد بود.

توجه داشته باشید که در تصویر زیر خطوطی روی صفحه مانیتور وجود دارد که تصویر را تشکیل می‌دهند ، بسته به تعداد خطوطی که دوربین قادر به تولید آنهاست، دوربین دارای رزولوشن بالاتری خواهد بود. اگرچه این فناوری یک فناوری قدیمی است ، اما ما هنوز دوربین‌هایی با رزولوشن 480 ، 540 ، 600 و 1000 تیوی لاین داریم که من استفاده از آنها را توصیه نمی‌کنم.

رزولوشن دیجیتال

همان‌طور که قبلاً هم مشاهده نمودید ، پس از عبور از DVR ، تصویر به حالت دیجیتال در می‌آید.
هنگامی که تصویر به این قالب تبدیل می‌شود از واحد اندازه گیری دیگری برای اشاره به رزولوشن دوربین استفاده می‌شود. اصطلاح تی وی لاین برای وضوح دیجیتال استفاده نمی‌شود زیرا در این روش از تعداد پیکسل‌هایی که در تصویر موجود است استفاده می‌شود.

از نامهایی مانند CIF ، 2CIF ، 4CIF ، VGA ، SVGA ، XVGA ، HD ، Full HD ، Mega Pixel و 4K برای اشاره به رزولوشن تصویر دیجیتال دوربین مدار بسته استفاده می‌شود.
همان‌طور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید   چندین نقطه وجود دارد که یک تصویر را شکل می‌دهند ، به این نقاط پیکسل می‌گویند و هرچه تعداد پیکسل‌ها بیشتر باشد ، رزولوشن تصویر دیجیتال نیز بالاتر است.

 ممکن است هزاران پیکسل در یک تصویر وجود داشته باشد ، لذا ما می‌توانیم دوربین‌هایی داشته باشیم که 0.3 تا 8 میلیون پیکسل تولید می‌کنند ، به همین دلیل این رزولوشن بر حسب مگا پیکسل (MP) بیان می‌شود.
در زیر ویدئویی ارائه شده که نحوه عملکرد رزولوشن تصویر دیجیتال دوربین‌های مدار بسته را به تفصیل توضیح می‌دهد.

منبع: 

unifore[dot]net

 hkvstar.com