سنسورها در دوربین های مدار بسته تحت شبکه

دوربین‌های تحت شبکه که معمولاً با عنوان دوربین‌های IP نیز معرفی می‌شوند را می‌توان متشکل از یک دوربین و یک کامپیوتر که با هم ترکیب شده‌اند توصیف کرد. بخش‌های اصلی یک دوربین تحت شبکه شامل یک لنز، یک سنسور تصویر، یک یا چند پردازشگر و یک حافظه می‌باشد. از پردازشگرها برای پردازش تصویر، فشرده سازی (برای ذخیرهٔ تصاویر)، آنالیز ویدیویی تصاویر و قابلیت‌های تحت شبکه استفاده می‌شود. از حافظه برای ذخیره‌سازی Firmware دوربین‌های تحت شبکه و همچنین برای ضبط تصاویر در خود دوربین و بدون نیاز به ابزار ذخیره‌سازی پشتیبان استفاده می‌شود.
دوربینهای مداربسته تحت شبکه به سنسورهای تصویربرداری CMOS پیشرفته (Progressive CMOS) برای ضبط تصاویر با کیفیت HD مجهز شده اند. کیفیت تصاویر سنسورهای تصویربرداری نشان دهنده کیفیت تصاویر و قابلیتها و کارکردهای یک دوربین خواهد بود. در این مقاله سعی می کنیم اطلاعات اصلی این تکنولوژی را برای شما تشریح کنیم.

  سنسور تصویربرداری


سنسور تصویر برداری درواقع چشم یک دوربین مداربسته امنیتی بحساب می آید. سنسور تصویر (image sensor) وسیله ایست که می تواند تصاویر مرئی را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل نماید. سنسور تصویری تقریبا اصلی ترین وسیله ایست که در دوربینهای دیجیتال و دیگر دستگاههای تصویربرداری قرار می گیرد. یک سنسور تصویر معمولا از خانواده CCD (جفت دستگاه شارژشونده) یا CMOS (اکسید فلزی نیمه هادی) انتخاب می شود.
سنسورهای تصویری CCD و CMOS از دو تکنولوژی متفاوت برای ضبط و تصویربرداری دیجیتالی استفاده می کنند. هر دو نوع تصویربرداری از روش تبدیل نور به انرژی الکتریکی و تبدیل آن به سیگنالهای اکترونیکی استفاده می کنند.

سنسور تصویر CCD

سنسور CCD مخفف ” جفت دستگاه شارژشونده “، دستگاهی است که انرژی الکتریکی را که معمولا در درون دستگاه از نور دریافتی شارژ می شود برای محاسبات و عملیات بعدی به جریان می اندازد. همانند یک دستگاه فوتومتریک، انرژی انتقال یافته به سنسور CCD از حالت تصویر مرئی به شکل سیگنالی دیجیتالی که مورد نیاز سیستم است در خواهد آمد.

سنسور تصویر برداری CMOS

نام سنسورهای CMOS که به نام سنسور “پیکسلهای فعال” هم شناخته می شوند از سنسور تصویربرداری Activepixel MOS گرفته شده که در سالهای 1960 به بعد ابداع شده است و شامل مدارهای مجتمع از شاخه های سنسورهای پیکسلی بوده اند.

تفاوت سنسورهای CMOS با CCD

•    تفاوتها در کاربردهای نظارت تصویری
با توجه به جدول مقایسه ای بالا تقریبا مزایا و معایب دو سنسور CCD و CMOS مشخص است. بر اساس قابلیتهایی که از جدول مشخص می شود می توان از آنها در شرایط زیر استفاده کرد:
1.    در شرایط نور کم میتوان از دوربین مداربسته CCD استفاده شود.
با توجه به فضای بیشتر و سایز بزرگتر سنسور تصویر CCD، در شرایط نوری نامسائد و کم، می تواند نور بیشتری را از محیط برای تصویربرداری دریافت نماید. علت اینکه این سنسور در شرایط نور کم نسبت به سنسورهای تصویربرداری CMOS بهتر عمل می کنند به این موضوع بازمیگردد. در محیطهایی با نور کم مثل پارکینگهای نیمه تاریک، راه پله ها، اتاقهای تاریک معمولا از دوربینهای مداربسته مجهز به سنسور CCD استفاده می کنند.
2.    استفاده از دوربینهای مداربسته CMOS در دستگاهها و بصورت مخفی
ابعاد سنسور CMOS بسیار کوچک است بنابراین دوربین مداربسته می تواند ابعاد کوچکی داشته باشد. بنابراین دوربین مداربسته با سنسور CCD در اندازه و ابعاد محدودیتهایی داشته و مداری پیچیده دارد و نمی تواند همانند سنسور CMOS کوچک شود. برای بعضی موقعیتها که دوربین مداربسته باید غیرقابل مشاهده یا ضد خرابکاری تعبیه شود کاربران از دوربین مداربسته مخفی مجهز به سنسور CMOS استفاده می کنند.
3.    دوربین مداربسته مجهز به سنسور CMOS برای مقاصدی با نرخ ضبط فریم بالا
سنسور تصویربرداری CMOS می تواند مستقیما سیگنالهای تصویربرداری(نوری) را به سیگنالهای دیجیتال تبدیل نماید و به همین دلیل سرعت پردازش بسیار بالاست. این مزیت باعث می شود سنسور CMOS در مواردی که نیاز به دوربین مداربسته ای با سرعت ضبط فریم بالا وجود دارد بیشتر استفاده شود. با این سنسورها می شود با سرعتی معادل 400 تا 2000 فریم در ثانیه در دوربینهای تصویربرداری دیجیتال به ضبط تصاویر پرداخت. بنابراین برای ضبط تصاویر ویدئویی با سرعت فریم بالا استفاده از دوربین مجهز به سنسور CMOS بهتر است.

چرا در بیشتر دوربینهای مداربسته تحت شبکه از سنسور تصویربرداری CMOS استفاده می شود؟

جدا از اینکه چقدر سنسور CCD خوب است یا چقدر سرعت پیشرفت تکنولوژی CMOS بالاست، تکنولوژی تصویربرداری CCD هنوز در انحصار شرکتهای ژاپنی است (سونی، پاناسونیک، شارپ و …). در دوربینهای مداربسته با رزولوشن HD شرکتهای آمریکایی کنترل پروسه تصویربرداری را بدست دارند و در تکنولوژیهایی مثل فشرده سازی و انتقال تصاویر و… پیشتازی می کنند. بنابراین اولین دوربینهای مداربسته تحت شبکه HD به سنسور های تصویر برداری CMOS بر اساس چیپستهای Texas Instrument (IT) مجهز شدند و روند ادامه یافت. ساخت و تولید سنسورهای CMOS برای شرکتها بسیار ارزانتر از سنسورهای CCD است. شرکتهای امنیتی هم بیش از پیش به استفاده از دوربینهای مداربسته تحت شبکه مجهز به سنسورهای تصویربرداری CMOS روی آورده اند.

انواع سنسور دوربین های امنیتی

با گذشت سالیان دوربین های مداربسته امنیتی پیشرفت زیادی نموده اند.دوربین های با اندازه بزرگ موجود در دهه های 70 و 80 میلادی تبدیل به دوربین های کوچک امروزی گردیده اند.
تصاویر دوربین ها واضح تر گردیده و از حالت سیاه و سفید به رنگی تبدیل شده اند.اما چه چیزی باعث بوجود آمدن این تغییرات قابل توجه شده است؟
دوربین های مداربسته امنیتی بدون کوچک شدن اجزای درون آنها امکان کوچکتر شدن را نداشتندو تصاویر ویدئویی بدون بهبود سنسورها و پردازنده های تصویر بهبود پیدا نمی کردند.
هر دوی سنسورهای CCD , CMOS از فتو دیودها به عنوان سنسور استفاده می نمایند
ولی سنسورهای آنالوگ CCD که دارای تکنولوژی قدیمی تری می باشند نیاز به سیستم های اجرایی پیچیده و فراِند تولید پرهزینه ای دارند.
در سنسورهای CMOS از تکنولوژی جدیدتری برای ذخیره تصاویر با رزولشن HD بهتر استفاده گردیده است.هر پیکسل CMOS بصورت بسته ای از مدارات است که برای تولید سیگنال دیجیتال می باشند که در نتیجه این سنسورها نیاز به فضای بیشتری دارند.
این سنسورها دارای حساسیت کمتری بوده و عملا برای نور با شدت کمتر از 10 لوکس بلا استفاده می باشند.
سنسورهای CMOS برای دوربین های مداربسته امینتی  با سرعت تصویربرداری بالا ( 400 تا 2000 فریم بر ثانیه ) بسیار مناسب می باشد.
سرعت این سنسورها به مراتب بالاتر از سنسورهای CCD بوده و مصرف انرژی آنها نیز کمتر می باشد.

 سنسور PRI در دوربین مداربسته تحت شبکه

دوربین های مدار بسته جنبه امنیتی و حفاظتی بالایی دارند که استفاده از آنها باعث ایجاد حس امنیت در مدیران برای برقراری امنیت در محیط می شود. این دوربین ها فقط برای ضبط تصاویر تحت شبکه طراحی نشده اند و حکم نگهبانی را دارند که در صورت بروز تغییر و یا رویدادی خاص اقدام به اطلاع رسانی کرده و افرادی که اطلاعات ایمیل و یا شماره تماس آنها برای دوربین تعریف شده باشد در جریان بروز این مشکل قرار خواهند گرفت.

تمام اجسام و اشیا از خود انرژی نوری ساطع می کنند که این انرژی و میزان آن بستگی به مواردی دارد که در زیر بیان شده است:
اختلاف دمای سطح شی با محیط
میزان دمای شی
میزان انعکاس نور از شی
ابعاد فیزیکی شی
میزان تولید انرژِی داخلی شی
بیشتر بازتاب نوری که از اشیا به محیط ارسال می شود نور مادون قرمز است. اگر دمای اشیا موجود در یک محیط با دمای محیط نزدیک به هم باشند طول موج دریافتی توسط سنسور تقریبا در یک رنج است و دوربین جسم را جزئی از محیط در نظر می گیرد (ثابت و بدون تحرک) اما اگر آن شی حرکت کند به میزان قابل توجهی طول موج خود و محدوده اطراف خود را تغییر می دهد و این تغییر حتی اگر بسیار کوچک باشد باز هم برای سنسور موجود در دوربین مداربسته قابل تشخیص است.

عملکرد سنسور

سنسور PRI به نور مادون قرمز حساس بوده و نسبت به مقدار دریافتی آن از محیط عکس العمل نشان می دهد و آن را به میکرو ولت تبدیل می کند. سنسور مادون قرمز به دمای بدن انسان و یا حیوان خونگرم واکنش نشان داده و یا محدوده طول موج 8-14 mm  را تحت پوشش خود داشته و طول موج بیشتر و یا کمتر را به منظور کاهش نویز برای تشخیص فرد در محدود خود فیلتر می کند.
سنسور PRI برای تشخیص حرکت از یک مفهوم اختلاف حضور و عدم حضور در محیط استفاده می کند که با تفکیک امواج دریافتی از محیط این عمل را انجام می دهد.
می توان به دوربین مداربسته این فرمان را داد که در صورت تشخیص حضور فرد یا تشخیص تغییر در محیط توسط این سنسور اقدامات لازم را انجام دهد که این اقدامات متناسب با مواردی است که کاربر برای دوربین تحت شبکه تعریف کرده است.

پاسخ دهید

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