حساسیت دوربین‌های آنالوگ و دیجیتال نسبت به نور

توضیحات نظرات (0)
حساسیت نوری دوربین‌های آنالوگ و دیجیتال متفاوت است. اولین تفاوت دوربین‌های آنالوگ و دیجیتال در ماهیت سیگنال خروجی آنالوگ (ولتاژ) و دیجیتال (عدد) است. همچنین در نحوه پردازش سیگنال به وسیله حسگرهای این دوربین‌ها و اصطلاحات فنی آن ها برخی تفاوت‌ها وجود دارد. معمولاً سیگنال‌های ویدئویی آنالوگ برحسب IRA (از 0 تا 100) و سیگنال‌های دیجیتال بر حسب واحدهای دیجیتال (معمولاًٌ از 0 تا 255) تعریف می‌شوند. در هر دو مقیاس کمترین مقدار مربوط به رنگ سیاه (پیکسل خالی) و بیشترین مقدار مربوط به رنگ سفید (پیکسل پر) است. بین سیستم‌های ویدئویی پال و NTSC در برخی از مفاهیم تفاوت‌های جزئی وجود دارد. به عنوان نمونه در سیستم NTSC معادل رنگ سیاه 7.5 IRA استدر صورتی که در سیستم پال رنگ سیاه معادل 0 آی‌آ‌رای است. زمانی که در مشخصات فنی دوربین عبارت "0.8 لوکس در 30 درصد آی‌آر‌اف" به عنوان بازده دوربین در روشنایی کم، قید می‌شود، به این معنا است که در روشنایی محیطی 0.8 لوکس فقط 30 درصد از ولتاژ آنالوگ در خروجی BNC دوربین آنالوگ قابل تشخیص است، یعنی 0.21 ولت یا 0.42 ولتاژ پیک‌توپیک. هنگامی که با افزایش زمان نوردهی یا مدت زمان باز نگه داشتن روزنه دوربین نوردهی به لنز بیشتر شود، سطح سیگنال در هر دو گونه دوربین‌های آنالوگ و دیجیتال افزایش می‌یابد.
 
اگر طراح حداکثر زمان نوردهی را در نظر بگیرد و از بزرگترین روزنه استفاده کند و باز هم بخواهد تصویری روشن‌تر داشته باشد‌، باید سیگنال ویدئویی را تقویت کند‌. تقویت سیگنال ویدئویی به مفهوم تصویر روشن‌تر است ولی اغلب به دلیل تقویت هم زمان نویز و سیگنال‌، این تصویر روشن‌تر نویز بیشتری دارد. مقایسه لوکس و IRA دوربین‌های آنالوگ و دیجیتال در روشنایی کم، برای مقایسه بازدهی آن ها ضروری است. برای این کار پیشنهاد می‌شود دوربین‌ها را در کنار هم قرار داده و سپس خروجی آن ها را با یکدیگر مقایسه کنید.
 
 
نور نامرئی
 
با تغییر دمای منبع روشنایی طیف نور رنگی (یا توزیع طیف نور) تولیدی تغییر می‌کند. طیف رنگی در محدوده بین 3000 تا 10000 درجه کلوین هنوز در محدوده طیف نور مرئی قرار دارد. زمانی که دمای اجسام از این محدوده خارج می‌شود تشعشع حرارتی آن ها در طول موج‌های نامرئی اتفاق می‌افتد. نور مادون‌قرمز و فرابنفش که در خارج از محدوده نور مرئی قرار دارند توسط چشم قابل تشخیص و مشاهده نیستند. از آن جایی که حسگرهای CCD و CMOS به نور فرابنفش حساس نیستند‌، دوربین‌های حفاظتی دیجیتال تحت تاثیر این طیف نوری قرار نمی‌گیرند. اما دوربین‌های آنالوگ به نور فرابنفش حساس هستند و برای حل این مشکل باید لنز به وسیله فیلتر UV پوشیده شوند. اکثر حسگر دوربین‌ها برخی از نورهای نزدیک به طیف مادون‌قرمز را تشخیص می‌دهند (‌از‌‌ 700 نانومتر تا حدود 1000نانومتر) اما در صورتی که چنین طیفی فیلتر نشود‌، این طیف نوری باعث خراب شدن رنگ تصاویر می‌شود. برای فیلتر کردن این طیف نوری و جلوگیری از خراب شدن رنگ تصاویر به وسیله آن‌، بین لنز و حسگر یک قطعه اپتیکی قرار داده می‌شود تا فیلتر IR طیف نزدیک به نور مادون‌قرمز را فیلتر کند و فقط طیف رنگی را تحویل حسگر دوربین دهد.
 
در صورت عدم استفاده از فیلتر قطع کننده IR در دوربین‌های دیجیتال و شبکه می‌توان از این دوربین‌ها در شرایط نور کم و محیط های تاریک استفاده کرد و تصاویر با کیفیتی تهیه نمود. عدم استفاده از فیلتر IR باعث می‌شود حسگر دوربین از طیف نوری نزدیک به مادون‌قرمز برای تولید تصاویر سیاه و سفید با کیفیت استفاده کند. معمولاً دوربین‌هایی که قابلیت استفاده از طیف نوری نزدیک به مادون‌قرمز را دارند در مدل‌های شبانه‌روزی یا حساس به مادون‌قرمز استفاده می‌شوند. البته لازم به ذکر است چنین دوربین‌هایی برای تهیه تصاویر مادون‌قرمز حساس به گرما ساخته نشده‌اند. برای تهیه تصاویر مادون‌قرمز از دوربین‌های مادون‌قرمز مخصوصی استفاده می‌شود که بتوانند طیف نوری مادون‌قرمز (‌گرما) تشعشع شده از اجسام جان‌دار و بی‌جان را تشخیص بدهند و در تصاویر تولیدی آن ها اشیاء گرم‌تری نظیر انسان‌ها و حیوانات از پس‌زمینه سردشان به خوبی قابل تفکیک باشند. این دسته از دوربین‌ها برای مقاصد نظامی تولید می‌شوند و به آن ها دوربین حرارتی گفته می‌شود.
 

دمای رنگ

طیف‌های نوری تاثیرات متفاوتی برکیفیت رنگی تصاویر دارند. نورهای مختلف نظیر نور خورشید و لامپ‌های رشته‌ای و غیره را می‌توان براساس دمای رنگ – بر حسب درجه کلوین – دسته‌بندی کرد. معیار دمای رنگ بر این اساس کار می‌کند که هر جسم گرمی از خود تشعشع رنگی دارد. اولین رنگی که از اجسام گرم متساعد می‌شود رنگ قرمز است. با افزایش دمای جسم‌، رنگ آن به سمت آبی متمایل‌تر است یعنی دمای رنگ قرمز از رنگ آبی پایین‌تر است- این مسئله کاملاً بر عکس تعیین دمای آب سرد و گرم توسط این رنگ‌ها است. دمای رنگ نور خورشید در ابتدای صبح نزدیک به کمترین حد دمای رنگ (رنگ‌های قرمزتر) است و در طول روز دمای رنگ آن افزایش می‌یابد. در ظهر دمای رنگ نور خورشید در حدود 5500 کلوین (نزدیک رنگ زرد‌) می‌شود. در ضمن دمای رنگ لامپ رشته‌ای در حدود 3000 کلوین است.
 
 
 
 
 
 
 
 
منابع روشنایی نظیر لامپ‌های مهتابی، لامپ‌های بخار گازی نسبت به لامپ‌های رشته‌ای به مراتب دمای رنگ بالاتری دارند. این منابع روشنایی را نمی‌توان به وسیله معیار درجه کلوین به دقت توصیف کرد و به همین دلیل به جای آن از دمای رنگ برای این کار استفاده می‌شود. صحنه‌ها به وسیله منابع روشنایی با رنگ‌های متفاوت، روشن شده‌اند و این رنگ‌های متفاوت روی رنگ تصاویر تاثیر گذاشته‌اند. سیستم بینایی انسان قادر است تغییر رنگ اجسام در این محیط‌ها را به صورت خودکار تشخیص دهد و با ایجاد توازن رنگی اجسام را با رنگ اصلی به بیننده نشان دهد. به این عملکرد در این سیستم بینایی پایداری رنگی می‌گویند. دوربین برای ایجاد پایداری رنگی باید با روشنایی محیط تطبیق پیدا کند که به این فرآیند برقراری تعادل رنگ سفید گفته می‌شود و دوربین‌های پیشرفته امروزی  به آن مجهز هستند. در این فرآیند با استفاده از یک صحنه شناخته شده و معمولاً خاکستری توازن رنگی تصویر به گونه‌ای تنظیم می‌شود که رنگ خاکستری و همه رنگ‌های دیگر در صحنه با سیستم بینایی سازگار شود. البته این تعادل رنگ سفید به صورت دستی یا از قبل تنظیم شده نیز قابل ایجاد است.

 

نوشتن نظر

نام شما:


نظر شما: توجه : HTML ترجمه نمی شود!

رتبه: بد           خوب

کد امنیتی را در کادر زیر وارد نمایید:



برچسب ها: NTSC, حساسیت دوربین‌های آنالوگ و دیجیتال نسبت به نور, CMOS و IR, CCD
کلیه حقوق نزد Secupedia محفوظ است @2016