چهارشنبه , ۵ اردیبهشت ۱۳۹۷
خانه / مقالات / مقالات نظارت تصویری / راهنمای آموزشی WDR
hdr-comparison

راهنمای آموزشی WDR

WDR یکی از مهم‌ترین و متمایز‌ترین توانایی‌های دوربین‌های نظارتی می‌باشد که برای تضمین کیفیت بالای عکس در بسیاری از کاربردهای دنیای واقعی بسیار حائز اهمیت است. بنابراین هر تولید کننده‌ای ادعا می‌کند که WDR ارائه می‌دهد و بسیاری دیگر این ادعا را دارند حتی با اینکه عملکرد واقعی ضعیف باشد. در این مقاله ما WDR را به بخش‌های زیر تقسیم کرده و توضیح می‌دهیم:
• WDR چیست؟
• چگونه WDR را اندازه می‌گیرید؟
• مشکلات WDR در دوربین
• WDR در مقابل رزولوشن
• نصب و راه‌اندازی WDR
WDR چیست؟
WDR توانایی ایجاد عکس با کیفیت بالا در سراسر رنجی از سطوح نور می‌باشد. این اصطلاح برای “‌رنج دینامیک گسترده” بکار می‌رود و کلمه گسترده به رنج سطوح نور اشاره دارد. به طور جایگزین، که البته در صنعت نظارت کمتر مرسوم است، از اصطلاح HDR یا رنج دینامیک بالا نیز استفاده می‌شود. هر دو اصطلاح در صنعت نظارت اساساً به یک توانایی اشاره دارند.
WDR می‌تواند یک تفاوت بزرگ ایجاد کند. این یک مثال از شخصی است که از در وارد می‌شود: (تصویر۱)

pic01

حال تصویر ۲ توضیح می‌دهد که منظور ما از سطوح نور چیست؟

pic02

صحنه در قسمت‌های وسطی بسیار روشن و در قسمت‌های کناری تیره‌تر است.

اندازه‌گیری WDR:

دانستن این موضوع که یک صحنه چه میزان گستردگی رنج سطوح نور را پشتیبانی می‌کند بسیار مهم است. یکایی که عموماً در صنعت نظارت برای اندازه‌گیری آن قابل قبول است دسی‌بل می‌باشد. (مثلاً db58، db113 و …) سطح بالاتر نشان دهنده عملکرد قوی‌تر WDR می‌باشد. متاسفانه این اندازه‌گیری استاندارد نشده است و به صلاح دید هر تولید کننده‌ای می‌باشد و نباید به آن اعتماد کرد.

در حالی که اندازه‌گیری دسی‌بل به تنهایی مقداری بحرانی به نظر می‌رسد، (به عنوان مثال این پرسش پیش می‌آید که از لحاظ فیزیکی به چه معناست) آنها یک آزمایش خاص در نظر دارند – از یک نمودار سیاه و سفید با تعداد فراوانی سایه از سفید تا سیاه استفاده شده است- هرچه دوربین بتواند سطوح بیشتری را نمایش دهد، نرخ دسی‌بل آن بالاتر و عملکرد WDR آن بهتر خواهد بود. در ادامه یک مثال از “اندازه‌گیری WDR در صفحه سفید پیکسم را می‌بینید: (تصویر ۳)

pic03

متاسفانه این به خوبی ترجمه نشده است تا بتوان صحنه‌های دنیای واقعی را با آن خواند. (‌مثلاً من باید چه انتظاری از دوربین جلوی در ورودی خود داشته باشم) و حتی این روش ضمانت نشده تا در اندازه‌گیری توسط تمامی تولید‌کنندگان مورد استفاده قرار گیرد.
یک روش جایگزین
در آزمایش‌ها، ما یک روش جایگزین در دنیای واقعی گسترش داده تا بتوانیم پیچیدگی و سختی یک صحنه WDR را اندازه‌گیری کنیم. با استفاده از یکای lux‌ما روشن‌ترین و تاریک‌ترین نقاط هر صحنه را ثبت می‌کنیم. نرخ هر کدام از این دو شاخص مهم، برای نمایش چگونگی چالشی بودن صحنه می‌باشد.
در یک راهرو با نمایی از فضای بیرون، با یک نمای کوچک از فضای بسته، رنج معمولاً نسبتاً بالاست، همان‌طور که در تصویر ۴ نمایش داده شده است:

pic05

نرخ WDR حدود ۶٫۵ برابر می‌باشد، چرا که فضای باز در lux1300 و فضاهای بسته مجاور در lux200 می‌باشد. هرچه نرخ WDR به ۱ نزدیکتر شود، احتمال نیاز به توانایی WDR کمتر خواهد شد. علاوه بر این، هرچه نرخ پایین‌تر، شخص به قابلیت WDR با قدرت کمتر نیاز خواهد داشت.
البته، حتی با روش ما نیز شما به اندازه‌گیری احتیاج پیدا خواهید کرد، اما این کار توسط یک تکنولوژی صحیح با یک اندازه‌گیر lux با قیمت ۱۰۰-۱۵۰ دلار انجام می‌شود. با این حال، مطمئن شوید‌ که این کار را هنگامی که خورشید قوی‌ترین تابش را دارد انجام دهید چرا که نرخ WDR با حرکت خورشید در طول روز تغییر خواهد کرد.
مشکلات WDR دوربین:
دوربین‌های معمولی اغلب با رنج گسترده نور مشکل دارند چرا که به یک نوردهی تک وابسته هستند. دوربین برای گرفتن عکس به نور احتیاج دارد. اگرچه نورخیلی زیاد باعث ساییده شدن تصویر خواهد شد و نور خیلی کم باعث می‌شود تصویر بسیار تاریک باشد.
اگر شما صحنه‌ای با نورپردازی زوج دارید هیچ مشکلی پیش نمی‌آید، دوربین به راحتی سایز باز شدن عنبیه‌اش را و یا سرعت شاترش را برای گرفتن میزان نور کافی تنظیم می‌کند. به همین دلیل است که تولیدکنندگان معمولاً نسخه آزمایشی دوربین خود را در صحنه‌های با نورپردازی زوج ارائه می‌دهند. اما اگر صحنه رنج گسترده‌ای از نور را پوشش دهد، دوربین چالش سختی را خواهد داشت. اگر میزان نور را محدود کند برای صحنه‌های روشن بهینه می‌شود و صحنه‌های با نور کم خیلی تاریک خواهد شد. اما اگر روش مخالف را انتخاب کند، یعنی بهینه‌سازی برای صحنه‌های کم نور، سمت روشن ساییده خواهد شد، بنابراین کاری باید برای غلبه بر این مشکل انجام شود.

WDR در مقابل رزولوشن

جالب توجه است که مشخص شده رزولوشن بالاتر WDR را بهبود می‌بخشد. این بهترین و یا پیچیده‌ترین روش نیست، اما افزایش تعداد پیکسل‌ها به ثبت جزئیات بهتر حتی در مناطق تاریکتر/روشن‌تر کمک می‌کند. مثالی از آزمایش ما را ببینید: (تصویر ۵)

pic07

بدترین عکس SD است حتی با اینکه WDR واقعی است. عکس ۵ مگاپیکسل غیر WDR به راحتی آن را کنار می‌زند چراکه جزئیات بیشتری را ثبت کرده است. در نهایت دوربین HD با WDR واقعی بهترین عملکرد را ارائه می‌دهد.
درحالی که پیکسل بیشتر، می‌تواند به تصویربرداری در شب آسیب برساند، اما به WDR کمک می‌کند. این یک عنصر مهم در درک عملکرد بهترین دوربین‌های WDR می‌باشد. بزرگترین چیز برای دوربین‌های WDR واقعی قابلیت نوردهی چندگانه می‌باشد.
پیاده‌سازی WDR واقعی در مقابل تقلبی
از آنجا که پالش اصلی برای صحنه‌های WDR تنظیم مناسب نوردهی برای ثبت مناطق تاریک و روشن است، معمول‌ترین راه‌حل مناسب استفاده از نوردهی چندگانه و ترکیب آن‌ها برای داشتن عکس با کیفیت بهتر می‌باشد. نوردهی کوتاه مناسب صحنه‌های روشن است در حالی که نوردهی زیاد مناسب صحنه‌های تاریک می‌باشد. مثال زیر را ببینید: (تصویر ۶)

pic08

در آزمایش‌های ما این ویژگی قدرت اصلی تمامی دوربین‌های WDR واقعی با عملکرد عالی به نظر می‌رسد. توصیه ما برای استفاده از دوربین‌های WDR که از نوردهی چندگانه استفاده می‌کنند به تنهایی کافی نمی‌باشد. تعداد نور دهی که استفاده می‌شود و دیگر تکنیک‌های پردازش تصویر پیاده‌سازی شده نیز می‌تواند تفاوت ایجاد کند، اگرچه هیچ کدام از این‌ها به طور معمول آشکار نشده است.
مشکلات نوردهی چندگانه در نور کم
یک ایراد معمول در پیاده‌سازی WDR با نوردهی چندگانه، عملکرد بد در شرایط نور کم می‌باشد. استفاده از نوردهی چندگانه معمولاً میزان کند بودن شاتر را محدود می‌سازد. اما وقتی تاریک است شاتر کند‌تر نور بیشتری را به همراه دارد و تصویر روشن‌تری خواهیم داشت. هنگامی که از دوربین WDR استفاده می‌کنید، مطمئن شوید که WDR را در شب، برای داشتن بهترین عملکرد در نور کم غیر‌فعال کنید. بعضی دوربین‌ها این کار را اتوماتیک انجام می‌دهند، برخی دیگر تنظیمات را دستی ارائه داده و تعداد بسیار کمی هیچ گزینه‌ای ندارند. اگر که نور کم یک اولویت در موقعیت باشد، این مهم‌ترین عنصر برای بررسی است.
پیکسیم
در واقع شناخته شده‌ترین دوربین‌های کلاسیک WDR از یک تراشه پیکسیم استفاده می‌کنند. پیکسیم ادعا می‌کند که آن‌ها نوردهی را به طور اختصاصی برای هر پیکسل تنظیم می‌کند و این گونه نیست که فقط از ۲ یا ۳ نوردهی برای کل صحنه استفاده شود. در حالی که این در دنیای دوربین‌های SD کیفیت بالاتری را برای تصاویر ارائه می‌دهد، اما پیکسیم هیچ پیشنهادی برای دوربین‌های مگاپیکسل ندارد. در آزمایشات ما دوربین‌های مگاپیکسلی با WDR واقعی، از پیکسیم پیشی گرفته‌اند.
(نکته: در سال ۲۰۱۲ سونی پیکسیم را بدست آورد و ممکن بود در آینده پیشنهادات HD پیکسیم را ببینیم اما چیزی اعلام نشد)
دیگر تکنیک‌های شبه WDR
دو شبه تکنیک WDR اغلب به عنوان جایگزین توسط تولیدکنندگان ارائه می‌شود، اگرچه آن‌ها در بهترین حالت خود نیز ضعیف هستند.
• BLC یا جبران نور پس زمینه به راحتی نوردهی تک را برای دوربین تنظیم می‌کند. این روش تنها زمانی که شما بخواهید در مناطق تاریک و یا روشن تصویر‌برداری کنید مناسب است و نه هردو. با استفاده از BLC شما قسمتی از صحنه را به قیمت داشتن یک صحنه بد دیگر خواهید داشت.
• eWDR یا WDR الکترونیک، نشان دهنده تلاش‌های پردازش تصویر است که حتی به توانایی‌های WDR واقعی نیز نزدیک نمی‌شود. اگر ادعای eWDR یا WDR بر پایه الکترونیک را شنیدید هوشیار باشید.
تولید‌کننده یکسان – WDR در مقابل غیر WDR
وقتی تولید‌کنندگان WDR واقعی را ارائه می‌دهند، این ورژن معمولاً به طور چشمگیری در شرایط بد نوری نسبت به ورژن غیر WDR بهتر عمل می‌کند. از سویی دیگر این ورژن اغلب چند صد دلار بیش از غیر WDR هزینه دارد.
این یک مقایسه بین اکسیس WDR و غیر آن است: (تصویر ۷)

pic09

و این مقایسه‌ای برای سونی است: (تصویر ۸)

pic10

نکته: اکسیس و سونی را باهم مقاسه نکنید چرا که این تصاویر از آزمایشات متفاوتی هستند. برای مقایسه سر به سر به مقاله اکسیس ۱۶۰۴ در مقابل سونی WDR مراجعه کنید.
حتی در یک خط تولید، درباره اینکه یک تولید کننده چه میزان از اصطلاح WDR برای بازاریابی دوربین‌هایش استفاده می‌کند هوشیار باشید.

WDR یکی از مهم‌ترین و متمایز‌ترین توانایی‌های دوربین‌های نظارتی می‌باشد که برای تضمین کیفیت بالای عکس در بسیاری از کاربردهای دنیای واقعی بسیار حائز اهمیت است. بنابراین هر تولید کننده‌ای ادعا می‌کند که WDR ارائه می‌دهد و بسیاری دیگر این ادعا را دارند حتی با اینکه عملکرد واقعی ضعیف باشد. در این مقاله ما WDR را به بخش‌های زیر تقسیم کرده و توضیح می‌دهیم: • WDR چیست؟ • چگونه WDR را اندازه می‌گیرید؟ • مشکلات WDR در دوربین • WDR در مقابل رزولوشن • نصب و راه‌اندازی WDR WDR چیست؟ WDR توانایی ایجاد عکس با کیفیت بالا در سراسر رنجی…

User Rating: Be the first one !

پیشنهاد برای مطالعه:

kamery-videonablyudeniya-axis

افزایش کارآیی سیستم‌های نظارتی با ویدئوآنالیتیک

سیستم‌های نظارت تصویری حجم زیادی از تصاویر ویدئویی را تولید می‌کنند که بخش عمده این …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *