یکشنبه , ۲۹ مرداد ۱۳۹۶
خانه / مقالات / مقالات نظارت تصویری / نظارت با بالاترین کیفیت در محیطهای باز و دورافتاده (قسمت اول)
Aurora-3-

نظارت با بالاترین کیفیت در محیطهای باز و دورافتاده (قسمت اول)

قابلیت بزرگنمایی در دوربین­ها به کاربران اجازه می­دهد که اهداف در فواصل بسیار دور را به راحتی زیر نظر بگیرند. دوربین­های مگاپیکسلی این امکان را فراهم می­کنند که با تعداد محدودی دوربین سطح وسیعی را تحت نظارت خود داشته باشیم. سوالی که امروزه با پیشرفت چشمگیر تکنولوژی مطرح می­شود این است که روش­های مدرن­­تر و موثر­تر برای تامین امنیت و نظارت تصویری چیست؟

این مقاله به طور خاص و با توجه به مساله میزان نور محیط به بررسی تاثیر فاصله بر کیفیت تصویر در دوربین­های نظارتی می­پردازد. همچنین در این مقاله به نقد و بررسی راه­حل­های پیشنهادی از جمله کم کردن فاصله دوربین تا اهداف مورد نظر در محیط­های کم ­نور خواهیم پرداخت.

__________________________________________________________________________________________

قبل از هر چیز نگاهی­ می ­اندازیم به چالش­هایی که در مورد محل نصب دوربین وجود دارند و همچنین تاثیر وضعیت زیرساخت­های موجود را بر مکان نصب دوربین بررسی خواهیم کرد. سپس میزان تاثیر هر یک از این عوامل بر کیفیت تصاویر را ارزیابی خواهیم کرد. با در نظر گرفتن این مساله که تکنولوژی تا چه میزان می­تواند در ضبط تصاویر با کیفیت­تر موثر باشد، نقاط قوت و ضعف فناوری­های مدرن را بررسی و تحلیل می‌کنیم. در انتها با بررسی یافته­ ها و نتایج به دست آمده، پارامتر­های موثر در کیفیت ویدیو را شناسایی کرده و راهکارهایی در جهت بهبود کیفیت تصاویر در محیط­های کم­نور و حساس معرفی خواهیم کرد.

مراحل پنج گانه بیان مساله، اندازه­گیری، ارزیابی، توسعه و کنترل، چرخه پیشرفتی را نشان می­دهند که معمولا در برنامه شش زیگما[i] استفاده می­شود. این پارامترها یک طرح ایده­آل برای ارزیابی میزان تاثیر فاصله و نور در موقعیت نصب دوربین­های نظارتی هستند که به امکان سنجش دقیق میزان اثرگذاری این دو عامل را برای ما فراهم می­کنند.

بیان مساله مشکل اصلی چیست؟

 یکی از چالش­های پیش رو در صنعت نظارت تصویری در فضاهای باز میزان بالای هزینه­ ها است. در مقایسه با دیگر قسمت­های یک سیستم جامع نظارتی، بخشی از آن که مربوط به نظارت فضای باز می­شود گران­ترین قسمت آن نیز هست. مسائلی که بر روی هزینه­ها تاثیر مستقیم دارند عبارتند از: فواصل طولانی­تر دوربین­ها از اهداف نظارتی، میزان بیشتر تجهیزات مورد نیاز (کابل، زیرساخت­ها و …) و همچنین هزینه آماده­سازی محیط نصب مانند تخریب آسفالت یا سیمان برای جاگذاری کابل­ها. هر چه طول کابل­ها بیشتر باشد به طبع میزان مواد مصرفی نیز بیشتر می­شود. از سوی دیگر قرار دادن کابل­ها در سیمان و آسفالت بر روند فرسایش محیط تاثیر منفی دارد.

در مورد محیط­های دور از دسترس، به دلیل نبود منبع تغذیه مناسب و عدم دسترسی به شبکه نصب دوربین­های نظارتی، در هیچ یک از اهداف تامین امنیت و کنترل محیط راضی کننده نبوده­اند. به دلیل وجود چنین چالش­هایی معمولا دوربین­ها در نقاطی بسیار دورتر از جایی که هدف اصلی است نصب می­شوند یا در مواردی به دلیل وجود مشکلات متعدد، دوربین­های نظارتی به طور کامل حذف شده و نصب نمی­شوند. این مسائل باعث بروز مشکلاتی نظیر کیفیت پایین ویدیو یا عملکرد ضعیف دوربین در نور کم می­شود و در اغلب موارد منجر به عدم پوشش محیط در حد بهینه و حتی عدم وجود دوربین­ها به طور کلی می­شوند.

متخصصان حوزه کنترل و نظارت برای سنجش میزان عملکرد دوربین­ها در موقعیت­های مورد انتظار از روش­های گوناگون از جمله روشی که به پیکسل در هر متر[ii] معروف است استفاده می­کنند. در این روش، نصاب سیستم­های نظارتی، تعداد پیکسل­های مورد نیاز جهت تشخیص چهره افراد یا خواندن پلاک وسایل نقلیه را برآورد می­کند. سپس با توجه به تعداد پیکسل­ها و وسعت فضای تحت پوشش دوربین، نصاب تصمیم می­گیرد که برای عملکرد مناسب و مورد انتظار دوربین­ چه تجهیزاتی مورد نیاز است. اگرچه این روش کارآمد است اما عملکرد آن در مورد فضاهای باز با وسعت زیاد می­تواند چالش­برانگیز باشد.

موضوعی که در هنگام انتخاب و نصب دوربین در مورد فضاهای وسیع کمتر به آن توجه می­شود فاصله دوربین از اهداف مورد نظر است. این مسئله به طور خاص به میزان نور جذب شده توسط دوربین مربوط می­شود. بر اساس فاصله دوربین از هدف، سنسور تصویر در دوربین قادر به جذب چه میزان نور در محیط است؟ قانون مجذور معکوس توضیح می­دهد که چگونه با افزایش فاصله میزان نور نیز کاهش می­یابد. به طور دقیق­تر این قانون بیان می­کند میزان نوری که توسط سنسور تصویر جذب می­­شود با مجذور فاصله دوربین تا هدف نسبت معکوس دارد. به عبارت دیگر اگر فاصله دو برابر شود میزان جذب نور تا چهار برابر کاهش می­یابد.

سنجش چطور می­توانیم میزان عملکرد صحیح دوربین­ها را بسنجیم؟

هر چه دوربین­های نظارتی به اهداف مورد نظر نزدیک­تر باشند میزان جذب نور نیز در آنها بیشتر خواهد بود. به عبارت دیگر با افزایش فاصله دوربین از هدف تعداد فوتون­های نوری کاهش می­یابد. تاثیرات یک متغیر (نور) به تنهایی باعث ایجاد تمایز بین یک سیستم امنیتی کارآمد و یک سیستم غیرکارآمد می­شود. گزینه­هایی که تکنولوژی پیش روی ما قرار می­دهد می­توانند این چالش را برطرف کنند، اما نکته مهم این است که به چه قیمتی؟

به عنواان مثال با استفاده از یک دوربین نظارتی با رزولوشن استاندارد که مجهز به یک لنز ۸ میلی­متری است می­توان پلاک یک خودرو را از فاصله ۹ متری خواند (در هر خط از صفحه شطرنجی راهنما ۵۰ پیکسل وجود دارد). یک روش جایگزین استفاده از یک دوربین مگاپیکسلی در فاصله­ای دور­تر (۳۰ متری) و در جایی است که منبع تغذیه و مرکز داده­ وجود داشته باشند. به عنوان مثال وقتی از یک دوربین ۲ مگاپیکسلی با تعداد پیکسل مشابه مورد قبل (۵۰ پیکسل در هر خط) و در فاصله ۳۰ متری استفاده می­کنید به یک لنز ۱۴ میلی­متری نیاز دارید. در این فاصله کانونی (۱۴ میلی­متر) و با توجه به اندازه استاندارد سنسور (۱/۲٫۷) میزان نور جذب شده توسط سنسور در هر پیکسل حدودا نه برابر کاهش می­یابد.

دوربین­های سنتی سعی می­کنند کمبود نور را با راهکارهای گوناگون جبران کنند. این راهکارها که هر کدام دارای نقاط ضعفی نیز هستند عبارتند از: تشدید سیگنال (ایجاد نویز)، افزایش زمان نوردهی (کاهش میزان شفافیت تصویر) و اضافه کردن فیلترهای کاهش نویز. اگرچه استفاده از این تکنیک­ها می­تواند کیفیت تصاویر را بهبود بخشد اما این تغییرات بنیادین و اساسی نیستند و به طبع بهبود کیفیت تصاویر نیز در سطحی نازل و محدود اتفاق می­افتد.

با در نظر گرفتن عامل نور، قطر لنز باید متناسب با ضریب فاصله زیادتر شده تا بتواند نور بیشتری جذب کند. به عنوان مثال در مورد دوربینی که در فاصله ۹۰ متری از هدف نصب شده است اگر بخواهیم همان میزان جذب نور را داشته باشیم که در مورد یک دوربین که در فاصله ۱۰ متری از هدف قرار دارد، مساحت لنز و اندازه هر کدام از پیکسل­ها روی سنسور تصویر باید تا ۱۰۰ برابر بزرگ­تر شوند. در حال حاضر لنزی به این بزرگی و با چنین قابلیتی در بازار وجود ندارد.

i] Six Sigma program]

ii] Pixel per foot]

قابلیت بزرگنمایی در دوربین­ها به کاربران اجازه می­دهد که اهداف در فواصل بسیار دور را به راحتی زیر نظر بگیرند. دوربین­های مگاپیکسلی این امکان را فراهم می­کنند که با تعداد محدودی دوربین سطح وسیعی را تحت نظارت خود داشته باشیم. سوالی که امروزه با پیشرفت چشمگیر تکنولوژی مطرح می­شود این است که روش­های مدرن­­تر و موثر­تر برای تامین امنیت و نظارت تصویری چیست؟ این مقاله به طور خاص و با توجه به مساله میزان نور محیط به بررسی تاثیر فاصله بر کیفیت تصویر در دوربین­های نظارتی می­پردازد. همچنین در این مقاله به نقد و بررسی راه­حل­های پیشنهادی از جمله کم…

User Rating: Be the first one !

پیشنهاد برای مطالعه:

Hamilton_Beach_Pylon_(2)

نظارت با بالاترین کیفیت در محیطهای باز و دورافتاده (قسمت دوم)

قابلیت بزرگنمایی در دوربین­ها به کاربران اجازه می­دهد که اهداف در فواصل بسیار دور را …

پاسخ دهید

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