چگونگی شناخت و انتخاب لنزها در سیستم های نظارت تصویری

نویسنده : مهندس روزبه سهرابیان (قسمت دوم)

مهمترین فاکتور در زمان انتخاب دوربین برای مکانهایی با نور کم خصوصاً محیط های سرپوشیده و داخلی (indoor) توانایی تجمیع نور توسط لنز دوربین می باشد .

میزان این توانایی با (F-number) یا (F-stop) مشخص می گردد. حرف لاتین f مخفف focal یا همان فاصله کانونی می باشد.

فرمول و مبنای حاسبه F-number تناسب فاصله کانونی به گشادی و قطر Iris می باشد.

یعنی قطر Iris فاصله کنونی- F-number در عمل اگر حاصل این کسر کوچک باشد. ( در تئوری یعنی یا فاصله کانونی کوچک شود و یا قطر Iris بزرگ شود) لنز توانایی عبور و جذب نور بالاتری خواهد داشت.

این نوع لنزها در شرایطی که نور کمتری وجود دارد تصویر بهتر و قابل قبول تری ارائه می دهند به شرطی که سنسور تصویر نیز قابلیت ارائه تصویر در نور کم را داشته باشد . کما اینکه برخی سنسورها این خاصیت را ندارند و نباید انتظار داشت با تعویض لنزی با F-number کوچک تصویر شفافی در نور کم ارائه شود.

اگر حاصل کسر یعنی F-number بزرگ شود تصویر ارائه شده دارای عمق بیشتری خواهد بود. تصویر (A) گویای این خاصیت می باشد .

در بازار لنزهایی با F-number کوچکتر قیمت بالاتری نسبت به موارد مشابه F-number بزرگتر خواهند داشت .

F-number به فرم کلی F/X نوشته می شود که یک تقسیم ساده را نشان می دهد مثلا F/4 یعنی اندازه Iris برابر است با فاصله کانونی تقسیم بر ۴ پس اگر دوربینی با لنز ۸mm داشته باشیم Iris دوربین برای عبور نور به اندازه ۲mm باز خواهد شد.

اما درخصوص لنزهایی با مشخصه ( DC-iris) که قبلا راجع به آن بحث کردیم، این لنزها دارای بازه ای از F-number ها هستند زیرا درهر شرایط نوری قاعدتاً سیستم ( iris control) میزان نور مشخص ومتفاوتی را عبور می دهد . پس بازه ای از F-number تشکیل می گردد و در مشخصات فنی دوربین اگر عددی به عنوان F-number ذکر گردد این عدد کوچکترین عدد در بازه تشکیل شده می باشد ( ماکزیمم نور در حال عبور ) .

دو مولفه تاثیر گذار و مهم در انی میزان نور دریافتی توسط سنسور تصویر در دوربین F-number و زمان پرتوگیری می باشد مولفه سوم تقویت کننده ای است که روشنائی تصاویر را بهینه می کند هر چند بالا بردن و تقویت این مولفه باعث ایجاد نویز در تصویر میگردد و برای اصلاح آن تطابق زمان پرتو گیری توسط iris پیشنهاد می گردد.

تنظیم و دستکاری زمان پرتوگیری و تقویت روشنایی در برخی مدلهای دوربین های تحت شبکه از جمله Axis در دسترس می باشد.

مرور : نکته قابل ذکر این است که افزایش زمان پرتوگیری در تصویر ایجاد مات شدگی میکند و از طرفی افزایش میزان قطر iris تأثیر معکوس روی عمق تصویر دارد یعنی باعث کم شدن میزان عمق تصویر می گردد.

Iris ثابت یا قابل کنترل

قابلیت کنترل میزان باز و بسته شدن iris در لنزها و دوربین ها از جمله قابلیت های مهم در کاربردهای خاص می باشد که در کیفیت تصویر ارائه شده نقش بسزایی دارد.

Iris’ ها انواع مختلف دارند :

۱- اتوماتیک ۲- قابل تنظیم

نوع اتوماتیک به دوگونه p-iris,Autoiris تقسیم بندی می شوند .

عمق تصویر (Depth of field)

یکی از معیارهای مهم در سیستم های نظارت تصویری عمق تصویرارائه شده می باشد.

عمق تصویر یعنی فاصله بین شروع و پایان تصویر یعنی فاصله بین شروع و پایان تصویر فوکوس شده ، عمق تصویر در پروژه هایی نظیر تشخیص پلاک خودرو، تشخیص چهره از فاصله و … اهمیت پیدا می کند در این صورت ما عمق تصویری به اندازه ۲۰ تا ۵۰ متر نیاز داریم .

عمق تصویر با فاکتورهایی نظیر: فاصله کانونی-اندازه iris – فاصله جسم تا دوربین قابل تغییر می باشد.

با زیاد شدن فاصله کانونی و بازتر شدن iris یا کم شدن فاصله دوریبن و شیء نتیجتاً عمق تصویر محدودتر می شود .

تصور کنید تعداد انسان در یک صف پشت سر هم قرار گرفته اند ، اگر نقطه فوکوس ( Fosscus point) روی نقطه وسط این صدف قرار گیرد به طوریکه چهره تمام افراد جلوی این نقطه و تمام افراد پشت سر این نقطه قابل تشیخص باشد عمق تصویر مطلوب است.

موقعیت iris و عمق تصویر را در نمودار بالا مشاهده می کنید . شکل بالا نمونه ای است از عمق تصویر دریافتی برای F-number های متفاوت و فاصله کانونی ۲ متر .

F-number بزرگتر Iris کوچکتر و در نتیجه عمق تصویر بیشتر را نتیجه عمق تصویر بیشتر را نتیجه می دهد. نکته : بسته به اندازه پیکسل ها Iris خیلی کوچک منتج به ماتی و تداخل در تصویر می گردد.