امروزه در بازار نظارت تصویری، مدل ها و دسته بندی های گوناگونی از دوربین های مداربسته وجود دارد که اندکی انتخاب یک دوربین مناسب و با کارایی بالا را سخت خواهد کرد. دوربین های مداربسته بر مبنای رزولوشن، کیفیت تصاویر، نوع کاربرد، سایز سنسور، نوع لنز و … دارای دسته بندی های متفاوت هستند. اندازه سنسور دوربین مداربسته، از جمله فاکتورهای مهم انتخاب و خرید دوربین مداربسته محسوب می شود که تاثیر به سزایی در ارائه ی تصاویر دارد. هر چه سایز سنسور بزرگتر باشد، نور بیش تری وارد سنسور خواهد شد و تصاویر بهتری ارائه خواهد شد. در ادامه اهمیت اندازه سنسور دوربین مداربسته را شرح خواهیم داد.
عملکرد سنسور دوربین مداربسته در مقابل نور
به منظور درک بهتر موضوع، عملکرد سنسور و تاثیر سایز سنسور دوربین مداربسته را در قالب یک مثال از چکیدن قطرات باران در یک سطل بیان می کنیم که در واقع قطرات باران همان فوتون ها و سطل آب همان سنسور است.
همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنم، زمانی که باران می آید قطرات باران به داخل سطل های می چکند و در این میان سطل بزرگ تر قطرات بیش تر و سطل کوچک تر قطرات کم تری را جمع آوری می کند. این موضوع در خصوص سنسورها و بارش فوتون ها ( پرتوهای نوری ) بر روی سنسور ها نیز صادق است،اگر ما دو سنسور با سایزهای مختلف و دو لنز مشابه هم داشته باشیم، سنسور بزرگتر فوتون های بیش تری را جمع آوری می کند، اما دارای رزولوشن فضایی (Spatial Resolution) یکسانی نسبت به سنسور کوچک تر است. بنابراین سایز سنسور دوربین مداربسته بر دید تصاویر ارائه شده تاثیر زیادی دارد و سنسور بزرگ تر، دید بیش تری از محیط را فراهم می آورد.
همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنیم لنز دوربین مداربسته با دیافراگم بزرگ تر، می تواند نور بیش تری را جمع کند، این دیافراگم بزرگ تر است و نور را به پیکسل ارائه می دهد. برای همین است که به طور کلی گفته می شود که پیکسل های بزرگ تر نور بیش تری را جمع آوری می‌کنند و دوربین ها با پیکسل های بزرگ ( سنسور دوربین مداربسته با سایز بزرگ تر ) دارای حساسیت کمتری نسبت به نور کم هستند. پیکسل های بزرگ تر دارای حداکثر ظرفیت سیگنال در هر پیکسل (که ظرفیت کامل نامیده می‌شود) هستند. در شکل زیر توجه داشته باشید که خط های نارنجی، نشان دهنده ی قیف های جمع کننده باران یا همان لنز دوربین است.
دو دوربین مختلف مورد بررسی قرار گرفته اند، یکی از آن ها دارای پیکسل های بزرگ و پیکسل های دوربین دوم نصف اندازه اولی است.
در این حالت زمانی که حجم پیکسل سر ریز نگردد، نتیجه نهایی آن در عملکرد یکسان می باشد. مقدار باران (فوتون) در هر سطل (پیکسل) در یک بازه زمانی یکسان است. چرا که سر قیف ها، قطر یکسانی دارند، بنابراین مقدار باران برابری را در واحد زمان جمع می شود. تنها تفاوت میان آن ها این است که سطل کوچک سریع تر پر می‌شود، اما در شرایط معمول و بازه ی زمانی کم، پیکسل سر ریز نخواهد شد، در نتیجه در شرایط کم نور نیز چالش بر انگیز نخواهد بود.
در عمل، با توجه به فناوری دوربین، نویز الکترونیکی دوربین و سنسور دوربین مداربسته می توان بهتر یا بدتر بودن عملکرد یک دوربین را در مقایسه با دیگری تشخیص داد، در یک مورد دوربین با پیکسل بزرگ نسبت به پیکسل کوچک تر با لنز یکسان، عملکرد بهتری در نور کم دارد یا به نوعی سنسور دوربین مداربسته با سایز بزرگ تر، تصاویر بهتری را در نور کم ارائه می دهد.
در حالت کلی، نمی توان گفت که سطل های کوچک یک ایراد محسوب می شود، قطر قیف نیز میزان بارانی که داخل سطل می رود را کنترل می کند و تاثیر گذار است. این موضوع در مورد دوربین، لنز و پیکسل نیز صدق می کند هر چه دیافراگم بازتر باشد، نور بیش تری وارد لنز و در نتیجه سنسور دوربین مداربسته می شود بنابراین در شرایط مختلف، میزان دیافراگم و سایز سنسور دوربین مداربسته تاثیر گذار خواهند بود. زاویه “a” اندازه زاویه یک پیکسل است و برای هر دو پیکسل بزرگ و کوچک در این مثال یکسان است.
در این مثال، هر دو دوربین می توانند یک میزان نور را دریافت کنند و هنگامی که تصویر آماده خواندن است، سیگنال از پیکسل به تقویت کننده و سپس یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (A به D) فرستاده می شود.
اگر بخواهیم دو دوربین با مشخصات یکسان از جمله رزولوشن، فاصله کانونی و نوع لنز یکسان اما سایز سنسور متفاوت را مورد نقد و بررسی قرار دادیم، متوجه خواهیم شد که دوربینی که دارای سایز سنسور بزرگ تر است، فضای بیش تر از محیط را پوشش خواهد داد که این موضوع و جزئیات در مشخصات DORI Distance مشهود هستند.
استاندارد DORI (Detect Observe Recognize Identify) که بر مبنای استاندارد اروپایی EN-62676-4 بنا شده است، به کاربران این امکان را می دهد تا با استفاده از آن بتوانند دوربین مناسب با نیازهای و کارایی های مد نظر خود در زمینه تشخیص سوژه و نظارت و کنترل دقیق محیط پیرامون انتخاب و تهیه کنند . در این استاندارد فاصله کانونی لنز و مسافت دوربین برای تشخیص سوژه در فواصل مختلف، مشخص شده و در مشخصات فنی محصولات معمولا این اطلاعالت دقیقی از این استاندارد بیان می شود. استاندارد DORI Distance از چهار بخش زیر تشکیل شده است :
- D = Detect = تشخیص وجود جسم (سوژه)
- O = Observe = امکان نظارت جسم (سوژه)
- R = Recognize = شناسایی جسم (سوژه)
- I = Identify = تشخیص جسم (سوژه)
کلام آخر در خصوص سایز سنسور دوربین مداربسته
همانطور که قبلا شرح دادیم، عوامل بسیاری در تهیه یک دوربین مداربسته با کیفیت خوب، نقش دارند که سایز سنسور دوربین مداربسته یکی از آن هاست. در این مقاله، عملکرد سنسور در مقابل نور، تاثیر دیافراگم بر ارائه ی تصاویر را شرح دادیم. در برخی از پروژه ها که میزان مسافت دید سوژه در Identify مهم است، می بایست به سایز سنسور دوربین مورد نظر توجه داشت، متخصصین شرکت های نظارت تصویری و نصابان حرفه ای، می توانند شما در امر انتخاب سیستم مداربسته بر مبنای موارد مذکور یاری کنند تا بیش ترین بهره را از دوربین خود ببرید.
