یکی از ملاحظات مهم، اما اغلب نادیده گرفته شده در طراحی سیستمهای نظارت تصویری، تعادل بین وضوح تصویر و میدان دید است. در بحبوحه چنین تعادلی، چگونگی تضمین کیفیت تصویر بسیار مهم میشود. انتخاب لنز نیز نقش کلیدی در بهینهسازی کیفیت تصویر ایفا میکند و در دو مقاله به آن پرداخته خواهد شد.
درک تعادل میان رزولوشن تصویر و میدان دید (بخش دوم)
تعاریف وضوح
رزولوشن تعاریف مختلفی دارد؛ هیچ تعریف واحدی برای تمام موقعیتها صحیح نیست. در اینجا تنها تعاریفی که به ویدئو در نظارت و کاربردهای بینایی ماشین مربوط میشوند، آورده شده است:
- تعریف 1: وضوح میتواند به تعداد ردیفها یا ستونهای پیکسل در حسگری که برای ضبط تصویر استفاده میشود، بیان شود. هرچه تعداد ردیفها بیشتر باشد، جزئیات بیشتری یا میدان دید بزرگتری را میتوان با دوربین ضبط کرد.
- تعریف 2: وضوح میتواند به صورت تعداد کل پیکسلها بیان شود. با دوربینهای مگاپیکسلی، رزولوشن معمولاً به صورت تعداد کل پیکسلها تقسیم بر 1,000,000 و گرد شده نشان داده میشود.
تعریف 3: وضوح میتواند به سطح جزئیاتی که یک تصویر میتواند بازسازی یا ضبط کند، اشاره داشته باشد. در حسگر تصویر، رزولوشن به صورت جفت خط در میلیمتر (lpm) بیان میشود که معمولاً توسط طراحان لنز و مهندسان اپتیک استفاده میشود.
- تعریف 4: وضوح میتواند به صورت پیکسل در هر فوت یا متر در جسم مشخص شود. این تبدیل ابعاد حسگر تصویر به جسم، برای محاسبه سطح جزئیاتی که در تصویر قابل مشاهده است، بصریترین روش است.
وضوح تصویر در برابر میدان دید
با هر ترکیب مشخصی از دوربین و لنز، وضوح اصلی دوربین بر روی تمام میدان دید لنز پخش میشود که چگالی پیکسل و وضوح تصویر را تعیین میکند. هرچه وضوح بیشتر در میدان دید پخش شود، چگالی پیکسل کمتر خواهد بود و جزئیات یا وضوح تصویر پایینتر خواهد بود. وسیعترین میدان دید به شما این امکان را میدهد که بزرگترین مساحت را پوشش دهید، اما نمیتوانید جزئیات زیادی را مشاهده کنید. در حالی که باریکترین میدان دید، اجازه میدهد تا جزئیات بیشتری در هزینه پوششدهی وسیعتر گرفته شود.
راههای دیگر برای بهبود جزئیات تصویر
اولین نکته فاصله دوربین از سوژه است. اگر ممکن است، نصبکننده میتواند با نزدیک کردن دوربین به سوژه، جزئیات تصویر را بهبود بخشد. این ممکن است در یک نصب جدید امکانپذیر باشد، اما در یک سیستم موجود ممکن است محدودیتهایی به دلیل شرایط فیزیکی محل و هزینههای مرتبط با دوبارهکابلکشی وجود داشته باشد. نزدیکتر شدن باعث بهبود جزئیات تصویر میشود، اما میدان دید کاهش مییابد.
متغیر دومی که ممکن است تغییر کند، وضوح دوربین است. با انتخاب دوربینی با وضوح بالاتر که تعداد پیکسلهای بیشتری دارد و پیکسلها را بر روی همان میدان دید قبلی پخش میکند، چگالی پیکسل بالاتر خواهد بود و جزئیات تصویر بهتر خواهد شد. البته این فرض بر این است که شما میتوانید این تغییر را در سیستم خود اعمال کنید و قادر به پشتیبانی از سختافزار و نیازهای ذخیرهسازی بالاتر که برای سیستمهای با وضوح بالا نیاز است، هستید. دوربینهای با وضوح بالاتر و دادههای حجیمتر همچنین ممکن است نرخ فریم سیستم را کاهش دهند که باید به ویژه با استانداردها و الزامات خاص صنعت در نظر گرفته شود.
استفاده از ابزار های موجود
ابزارهای زیادی برای کمک به طراحی سیستمها و انتخاب تجهیزات صحیح در دسترس هستند. برخی از شرکتها محاسبهگر وضوح تصویر و لنز خود را ارائه میدهند. این محاسبهگر به شما این امکان را میدهد که برخی از جزئیات مهم کاربرد و تجهیزات احتمالی خود را وارد کرده و سپس وضوح تصویر را بر اساس این فرضیات به سرعت محاسبه کنید. شما وضوح دوربین و اندازه حسگر مورد نظر خود را وارد میکنید، میدان دید لنز را که فکر میکنید نیاز دارید وارد میکنید، سپس متغیرهای کلیدی پروژه خود را وارد میکنید – یا میزان وضوحی که فکر میکنید نیاز دارید از نظر چگالی پیکسل، میزان پوشش مورد نیاز از نظر فاصله (فوت یا متر)، یا فاصله دوربین از سوژه. سپس ابزار متغیرهای دیگر را برای شما محاسبه میکند.
برای مثال، اگر شما قصد دارید از دوربینی با حسگر 5 مگاپیکسلی ½.5 اینچی، لنز 3 میلیمتری استفاده کنید و 50 فوت از سوژه فاصله داشته باشید، این ابزار چگالی پیکسل شما را محاسبه میکند – در این مورد 27 پیکسل/فوت، و عرض پوشش را محاسبه میکند – در اینجا 97 فوت عرض دارد. سپس این ابزار تصویری را ارائه میدهد که نشاندهنده سطح وضوح تصویر شما برای متغیرهای انتخابی شما است و به شما امکان میدهد به سرعت بررسی کنید که آیا وضوح کافی برای نیازهای کاربرد شما دارید یا خیر.
نسخههای جدیدتر این محاسبهگر در گوشیهای هوشمند و تبلتها شامل ویژگیهایی هستند که به کاربران این امکان را میدهند که ارتفاع دوربین و/یا زاویه دوربین را وارد کنند تا بتوانند ببینند که آیا سر یک شخص، به عنوان مثال، در تصویر با توجه به فواصل مختلف از دوربین پوشش داده خواهد شد یا خیر. نسخه جدیدتر همچنین به کاربران این امکان را میدهد که سطح نویز JPEG را وارد کنند تا تصویر نهایی دقیقتر شرایط دنیای واقعی را منعکس کند.
منبع: a&s Magazine