PAL-SECAM-NTSC … Mega Pixels

با هر تصویر، چه با دوربین گرفته شود و چه با چشم انسان، مقداری تحریف و تغییر شکل و به عبارتی ” نویز (noise) ” وجود دارد. انسان‌ برای درک تصاویری که می‌بیند نیازی ندارد هیچ کاری در مورد فیلتر کردن و از بین بردن نویزهای یک تصویر انجام دهد. مثلاً در یک روز ابری که مه همه جا را فرا گرفته، دید ما به شدت ضعیف و دچار مشکل می‌شود. اما هر آنچه را که قادر به دیدنش باشیم درک می‌کنیم. یعنی برای درک اشیاء نیازی به حذف نویزهای تصویر نیست. مثلاً اگر در این روز در حال رانندگی در یک جاده باشید و تصویر مبهمی از یک ماشین را مقابل خود ببینید، بالطبع عکس‌العمل نشان می‌دهید و به عبارتی سرعت خود را کم می‌کنید و این یعنی ما هنوز تصویر ماشین را علیرغم وجود مه می‌توانیم تشخیص دهیم و در مقابل آن عکس‌العمل نشان‌دهیم. و یا مثلاً زمانی که دچار سرگیجه می‌شوید، علیرغم این‌که تصاویر اطراف خود را تار و مبهم می‌بینید اما قادر به درک و تشخیص وسایل و تصاویر اطراف خود هستید. یعنی ابتدا صبر نمی‌کنید تا سرگیجه‌تان به پایان برسد و بعد تصاویر را تشخیص دهید و این یعنی با قدرت بینایی انسان، علیرغم خراب شدن تصاویر اطراف، می‌توانیم متوجه فضای اطراف خود بشویم.

اما برای بینایی ماشین ابتدا باید این نویزها طی فرآیندی که تصفیه کردن یا فیلترینگ نامیده می‌شود، از بین برود و بعد هر آنچه برای پردازش عکس لازم است انجام شود. خوشبختانه در حال حاضر تکنیک‌هایی برای انجام این کار وجود دارد. از بین بردن نویزها به‌ صورت نرمال توسط تعدادی از توابع ریاضی یا الگوریتم‌هایی که تحت عنوان ‘treshholding’ یا ‘quantizing’ نامیده می‌شود انجام می‌گردد. این فرآیند بسیار حرفه‌ای و پیچیده‌ای است و نیاز به دانش و پشتوانه بالای ریاضی دارد. زمانی که خرابی‌ها از بین رفت، می‌توانیم پردازش عکس‌ها را ادامه دهیم که این کار با استخراج صورت‌ها و حالت‌ها از یک تصویر انجام می‌شود. تصویری که مونیتور نشان میدهد مجموعه ای از نقاط سیاه و سفید و یا سه رنگ سبز و قرمز و سفید است درست مانند حالتی که یک صفحه روزنامه را با بزرگنمایی بالا نگاه میکنیم . کوچکترین واحدی که مونیتور به وسیله آنها تصاویر را تشکیل میدهد پیکسل نامیده میشود .

نوع دوربینتقریبا ۵۰۰۰۰ پیکسل : دوربین ۸ میلی متری۲۰۰۰۰۰ پیکسل : دوربین ۱۶ میلی متری۱۰۰۰۰۰۰ پیکسل : دوربین ۳۵ میلی متری۳۰۰۰۰۰ پیکسل : تلویزیون با سیستم NTSC300000 پیکسل : تلویزیون با سیستم PAl1000000 پیکسل : تلویزیون با دقت نمایش بالابا توجه به نقش حیاتی پیکسل ها در دوربین های دیجیتال ، تولید کنندگان و تهیه کنندگان توجه بسیار خاصی نسبت به پارامتر فوق دارند .مگا پیکسل ، واحد اندازه گیری بزرگتری نسبت به پیکسل است .مگا ، به معنی یک میلیون و پیکسل نقاط بسیار کوچکی میباشند که یک عکس را ایجاد می نمایند. تمامی تصاویر از نقاط بسیارریزی به نام پیکسل تشکیل می گردند . یک تصویر حاوی میلیون ها نقطه و یا پیکسل بوده که تشخیص آنان بدون چشم مسلح عملا” غیر ممکن می باشد. بدیهی است ، هر اندازه که دوربین دیجیتال دارای پیکسل های بیشتری باشد ، قادر به آگاهی جزئیات بیشتری از تصویر خواهد بود. بموازات افزایش اطلاعات مربوط به جزئیات یک تصویر ، می توان براحتی ابعاد و اندازه تصویر را بزرگتر و عملیات مربوطه را در ارتباط با آنان انجام داد . برخی از وضوح های متداول که در دوربین های دیجیتال استفاده می گردد ، بشرح زیر می باشد : ۲۵۶در ۲۵۶ پیکسل : دقت فوق در اکثر دوربین های دیجیتال ارزان قیمت ارائه می گردد . دقت فوق پائین بوده و معمولا” کیفیت تصاویر اخذ شده توسط این نوع از دوربین ها نیز مطلوب نخواهد بود . مجموع تمامی پیکسل ها ۶۵،۰۰۰ می باشد .۶۴۰ در ۴۸۰ پیکسل : دقت فوق نیز پائین بوده و در اکثر دوربین های دیجیتال از آن استفاده می گردد . در صورتیکه قصد گرفتن تصویر و ارسال آن برای دوستان و یا استفاده از آنان در صفحات وب ، وجود داشته باشد ، دقت فوق می تواند در این رابطه پاسخگو باشد . مجموع تمامی پیکسل ها ۳۰۷،۰۰۰ می باشد . ۱۲۱۶ در ۹۱۲ پیکسل : در صورتیکه قصد چاپ تصاویر اخذ شده توسط دوربین های دیجیتال وجود داشته باشد، دقت فوق مطلوب خواهد بود مجموع پیکسل ها ، ۱،۱۰۹،۰۰۰ می باشد ( مگاپیکسل)۱۶۰۰ در ۱۲۰۰ پیکسل: دقت فوق بالابوده و می توان تصاویر اخذ شده را با ابعاد بزرگتر چاپ نمود( یک تصویر ۸ در ۱۰ اینچ ). مجموع تمامی پیکسل ها تقریبا” دو میلیون می باشد . امروزه دوربین هائی با ۲ / ۱۰ میلیون پیکسل نیز عرضه شده است .ضرورت استفاده از دقت بالا در دوربین های دیجیتال ، به نوع عملیاتی که می بایست بر روی تصویر انجام شود،بستگی دارد. در صورتیکه ، هدف استفاده از تصاویر در صفحات وب و یا ارسال آنان از طریق نامه الکترونیکی برای دوستان باشد،می توان از دوربینی که دارای دقت ۶۴۰ در ۴۸۰ پیکسل است ،استفاده نمود.تعداد تصاویری را که دوربین می تواند درخود نگهداری نماید ، متناسب با افزایش وضوح تصویر ، کاهش می یابد. در صورتیکه تصمیم به چاپ تصاویر اخذ شده وجود داشته باشد ، می بایست از دوربین هائی که دارای تعداد پیکسل بیشتری می باشند، استفاده گردد. در حال حاضر، دوربین های چهار و پنج مگاپیکسلی متداول شده اند .در سیستم دوربین ، انرژی پیکسل به انرژی الکتریکی تبدیل میشود و به محل مورد نظر فرستاده می گردد و در محل مورد نظر این انرژی الکتریکی به نور قابل رویت تبدیل میگردد . این پروسه تبدیل نور به انرژی الکتریکی به نام ” تبدیل فتوالکتریک ” نامیده میشود و پروسه بر عکس این تبدیلات به نام ” تبدیل جریان به نور ” نامیده میشود بر طبق گفته های بالا میتوان گفت که دوربین ها دستگاه های فتوالکتریکی و مونیتورها و تلویزیون ها دستگاه های با تبدیل جریان به نور میباشند . در مورد مجموعه ای از پیکسل ها که تولید تصویر میکنند این متدها بدین ترتیب انجام میشود که از اولین پیکسل روشنی و تیرگی هر پیکسل و میزان سفیدی و سیاهی آن و یا شدت رنگ پیکسل در تصاویر رنگی به ترتیب خوانده شده و به سیگنال الکتریکی تبدیل میشود و بعد از جاروب کردن یک ردیف از پیکسل ها به ردیف بعدی رفته و به همین ترتیب عملیات انجام میشود تا به انتهای صفحه و آخرین پیکسل برسد .سیگنال هایی که به این صورت تهیه و فرستاده میشود در سمت دیگر توسط دستگاه گیرنده که میتوان مونیتور و یا تلویزیون باشد دریافت شده و عکس این عملیات در دستگاه های گیرنده اتفاق افتاده تا تصویر مورد نظر شکل گیرد .

به عبارت دیگر تصویری که باید انتقال داده شود به الگوریتم مشخصی به تعدادی پیکسل تبدیل میشود که این پیکسل ها به صورت سیگنال های الکتریکی به گیرنده فرستاده میشوند و در گیرنده عکس عمل فوق اتفاق افتاده تا دوباره عکس اصلی را داشته باشیم .

به مجموعه این عملیات اسکن کردن (Scanning ، جاروب کردن )‌ تصاویر گفته میشود . با توجه به ساختار چشم انسان در صورتیکه تعداد اسکن های گرفته شده از یک تصویر هر ۳۰/۱ ثانیه (NTSC) و یا هر ۲۵/۱ ثانیه (PAL) انجام شود چشم انسان آن را به عنوان یک فیلم احساس خواهد کرد . هر یک از سیستم های PAL , SECAM , NTSC جزو بزرگترین سیستم های تلویزیونی دنیا محسوب می گردند . سیستم NTSC در کشورهایی مانند ایالات متحده ، کانادا ،‌ژاپن ، کره و تایوان استفاده میشود . کشورهایی که از سیستم PAL استفاده میکنند شامل کشورهای اروپای غربی ، چین ، کشورهای آسیایی و کشورهای خاورمیانه میشود . سیستم SECAM در فرانسه ، روسیه و کشورهای اروپای شرقی ، آفریقا و بعضی از کشورهای خاورمیانه مورد استفاده قرار میگیرند . علاوه بر سیستم های یاد شده سیستم های زیر برای سیگنال های ویدیویی نیز کاربرد فراوان دارند : سیستم ویدیویی مختلط ( COMPOSITE VIDEO SIGNAL ) : که به نام های VBS برای سیستم های رنگی و VS برای سیستم های سیاه و سفید نیز نامیده میشود . در این سیستم اطلاعات به صورت سیگنال مقدار تشعشع Y ، سیگنال رنگ C ، سیگنال همزمانی افقی / عمودی S و سیگنال هماهنگ کننده رنگ B طبقه بندی میشوند . البته در حالت VS سیگنال های رنگ و هماهنگ کننده رنگ وجود نخواهد داشت . سیگنال Y/C : در این سیستم سیگنال میزان تشعشع و سیگنال رنگ به صورت جداگانه برای وضوح تصویر بالا فرستاده میشوند . سیگنال RGB : در این سیستم که در بسیاری از تولیدات ویدیویی صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد سیگنال رنگ قرمز R ، سیگنال رنگ سبز G ،‌ سیگنال رنگ آبی B ، سیگنال هماهنگ کننده افقی H و سیگنال هماهنگ کننده عمودی V به طور جداگانه فرستاده میشوند .