دوربینهای مداربسته

دوربين رنگي اين قابليت را دارند تا تصاوير را به صورت تمام رنگي به مونيتورهاي گيرنده ارسال نمايند البته از نظر قيمت در مقايسه با دوربين مونوکروم بسيار گرانتر مي باشند ولي با اين حال امروزه در نصب و راه اندازي سيستم هاي دوربين هاي مدار بسته بسيار متداول شده است . در دوربين امنيتي به طور ويژه ممکن است اين نياز احساس شود که اشيا و امکانات بايد با دقت بالايي مورد مونيتورينگ قرار گيرند از اين رو دوربين رنگي نيز وارد بازار شده اند که در شرايطي که ميزان روشنايي محيط در حد پاييني باشد ميتواند با جزييات بالا تصاوير را به صورت رنگي نمايش دهد . دوربين مونوکروم که به نام هاي دوربين سياه و سفيد و يا B&W نيز خوانده ميشوند نسبت به دوربين رنگي قيمت پايين تري دارند اما از آنجا که براي رويت در مقايسه با دوربين رنگي نياز به روشنايي کمتري دارند در محيط هايي که روشنايي کمتر است و اشياي تيره تري وجود دارند ميتوان از اين دوربين ها استفاده نمود . اين نوع دوربين ها با توجه به اين که از CCD هاي SINGLE PLATE نيز استفاده ميکنند در مقايسه با دوربين رنگي تصاوير با دقت بالاتري را ارايه ميدهند 
شکل ظاهري دوربين مورد استفاده
در سيستم هاي CCTV با توجه به محيطي که نياز است تا دوربين نصب شود ميتوان از دوربيني در شکل هاي استوانه اي ، جعبه اي ، دام و دام هاي ترکيبي استفاده نمود . دوربين نوع دام از يک محفظه گنبدي شکل تشکيل شده اند که دوربين را در مقابل خطرات غير جدي محفظت ميکند . در درون اين محفظه ميتوان دوربين را به صورت قابل گردش به حالت افقي يا عمودي قرار داد . در دوربين دام ترکيبي بخش هاي هد متحرک براي چرخش به صورت افقي و يا عمودي ، موتور محرک لنز و خود دوربين هر يک در بخش هاي جداگانه اي درون محفظه در بر گيرنده دوربين قرار دارند . محفظه به طور کامل نسبت به رطوبت و غبار محفظت شده است و به گونه اي طرحي شده است که صداي ناشي از حرکت دوربين را به حداقل مي رساند .
منبع تغذيه سيستم هاي AC MAINSYSTEM
در صورتيکه از منبع تغذيه AC براي استفاده از ساير امکانات مانند کاور نيز استفاده شود هزينه نصب منبع تغذيه کاهش مي يابد . 24V ACSYSTEM اين حالت هزينه تمام شده را کاهش ميدهد مخصوصا زمانيکه که دوربين به صورت ترکيبي با کاور و هد هاي چرخاننده افقي و عمودي متصل شده باشد .
12 V DC SYSTEM
از مهمترين مزيت هاي استفاده از اين روش در اين است که با توجه به اينکه منبع تغذيه مستقيما به دوربين متصل ميشود و تغذيه هماهنگ کننده سيگنال هاي ويديويي از اين منبع تغذيه استفاده نمي کند امکان افت ولتاژ در اين حالت به حداقل ميرسد .
SINGLE CABLE
در اين روش با استفاده از يک کابل کواکسيال سيگنال ويديويي و کابل تغذيه دوربين از يک منبع استفاده ميکنند و بنابراين مقدارهزينه هاي سيم کشي کاهش مي يابد . البته بايد توجه داشت که براي مسافت هاي طولاني نبايد از اين روش استفاده نمود و همچنين دوربين مختلف از سازندگان متفاوت را نميتوان با اين روش به يکديگر مرتبط نمود .
کارآرايي دوربين ها
مهمترين انتظاراتي که از يک دوربين امنيتي ميرود وضوح دوربين و ميزان روشنايي تصاوير ارايه شده توسط آن است . منظور از وضوح در واقع کميتي است که نشان ميدهد تصويري که توسط دوربين ارايه شده است تا چه مقدار شفاف و خوانا است . وضوح داراي دو شاخص افقي و عمودي است منظور از وضوح افقي تعداد خطوط سياه و سفيدي عمودي است که با چشم به راحتي ميتواند از تصويري که توسط دوربين تهيه شده است ديده شود . دوربيني که در بحث امنيتي مورد استفاده قرار ميگيرند داراي وضوح افقي بين 330 تا 480 ميباشد . در صورتيکه وضوح بالاتري مورد نياز باشد ، دوربين CCD با وضوح افقي بالاتر از 600 خط بايد مورد استفاده قرار گيرد . در مقابل منظور از وضوح عمودي تعداد حداکثر خطوط افقي است که ميتواند دوربين براي تهيه تصوير از آن استفاده نمايد . مقدار اين وضوح با توجه به سيستم اسکن مورد استفاده ( PAL,SECAM,NTSC ) ميتواند بين 350 تا 400 خط باشد .
حداقل ميزان روشنايي تصاوير در واقع حداقل چگالي نوري است که از شئ مورد نظر بايد تابيده شود تا دوربين بتواند از آن تصوير مناسبي ارايه دهد . واحد سنجش روشنايي بر حسب لوکس است و هر لوکس در واقع ميزان روشنايي يک متر مربع از سطحي است که شدت نوري برابر 1 لومن بر آن تابيده شود . به صورت تجربي ميتوان گفت که روشنايي يک لوکس ميزان نوري است که از يک شمع در فاصله يک متري ديده ميشود .

فن آوري هاي مورد استفاده در دوربين امنيتي
تصحيح نور پشتي : در صورتيکه پنجره يا منبع نوري پر قدرتي در زمينه تصويري که دوربين ارايه ميدهد قرار گيرد تصحيح اين نور در دوربين ممکن است باعث شود تا موضوعاتي که در مقابل اين منبع نوري قرار گرفته اند بسيار تاريک و حتي غير قابل تشخيص گردند . از اين رو فن آوري BLC در دوربين مجهز به اين فن آوري باعث ميگردد تا اشيا مقابل منابع نوري با دقت کفي و وضوح مناسب توليد شوند.
WIDEDYNAMICRANGE
در حاليکه فن آوري BLC باعث ميشود تا اشياي تيره موجود در تصاوير واضح تر گردند فن آوري WDR در دوربين ها سبب ميشود تا در صورتيکه در محل تصاوير تيره و روشن وجود داشته باشد وضوح هر يک از اين اشيا متناسب با يکديگر و به صورت کاملا مشخص از هم تشکيل گردد .
تقويت کردن تصوير : IMAGE ENHANCER
اين فن آوري سبب ميشود تا در تصاوير توليد شده لبه هاي اشيا مشخص تر شوند و در تصاوير ارايه شده اشيا کاملا متمايز از يکديگر به نظر آيند .

بالانس سفيدي تصوير :

در صورتيکه شعله يک شمع را در مقابل يک دوربين ببينيم مشاهده ميشود که نقاط سفيد رنگ شعله به صورت آبي کم رنگ و نقاط کم دماتر در شعله به رنگ زرد مايل به قرمز ديده ميشود در صورتيکه در واقعيت اينگونه نيست و يا زمانيکه رنگ لباس هاي اشخاص در دوربين مشاهد شود ديده ميشود که رنگ آنها در محيط درون اتاق با محيط خارج از اتاق که نور بيشتري در آن است تفاوت پيدا ميکند اما در چشم انسان اين اتفاق نمي افتد . دليل اين امر در اين است که چشم انسان رنگ سفيد موجود در محيط را متناسب با درجه حرارت آن رنگ احساس ميکند و بقيه رنگ ها را با توجه به درجه حرارت رنگ سفيد موجود در محيط تشخيص ميدهد . اين فن آوري که در دوربين مجهز به AWB استفاده ميشوند باعث رفع اين مشکل در تصاوير به دست آمده از دوربين ميگردد و تصاوير با رنگ هاي واقعي تري متناسب با درجه حرارت رنگ سفيد موجود در محيط ميدهد .

 

تصحيح اتوماتيک سيگنال :
اين فن آوري باعث ميشود که سيگنال ورودي در صورتيکه به طور ناگهاني افزايش و يا کاهش يابد اين مقدار تغيير ناگهاني را از بين برده و به سيگنال اوليه قبل از تغيير تنظيم کند . البته بايد توجه داشت که اين امر باعث ميشود در شرايط نوري پايين ، بر روي تصاوير به دست آمده نويز ايجاد ميگردد .

تصحيح اتوماتيک حساسيت :

 

اين فن آوري در دوربين امنيتي باعث ميگردد که ميزان روشنايي به دست آمده از تصاوير تهيه شده توسط دوربين در يک حد متعادل قرار گيرد اين امر با کنترل سرعت شاتر دوربين تعيين ميشود و با تغيير سرعت شاتر به جاي تغيير در کوچک شدن يا بزرگ شدن لنز ميزان نور ورودي را در حد متعادل قرار ميدهد . اين فن آوري AES در مناطقي که فرکانس برق منطقه 50 هرتز باشد قابل استفاده نخواهد بود .

تصحيح لزرش :

 

در مناطقي که مقدار فرکانس برق 50 هرتز ميباشد نور متصاعد شده از لامپ هاي فلورسنت و يا لامپ هاي جيوه اي باعث ايجاد پرش در تصاوير به دست آمده از دوربين ميشود دليل اين امر هم در اين است که سيکل فرکانس خاموش و روشن شدن لامپ در اين مناطق هر 50/1 ثانيه است و سرعت شاتر 60/1 ثانيه و توليد 60 فرم در ثانيه است از اين رو در اين مناطق در صورتيکه سرعت شاتر را به 120/1 افزايش دهيم اين مشکل حل خواهد شد اگر چه اين امر باعث ميشود تا تصوير به دست آمده مقداري تيره تر گردد .
تصحيح حداکثر حساسيت :

اين فن آوري باعث ميشود تا سرعت شاتر کاهش يابد اين امر زماني مناسب است که بخواهيم از موضوع مورد نظر مدت زمان بيشتري تصوير داشته باشيم . اگر چه اين عمل سبب از بين رفتن تعدادي از فرم ها و يا ايجاد نويز در تصوير نيز ميشود اما با ترکيب با فن اوري ديد در روز و شب ميتواند به صورت بهينه تري مورد استفاده قرار گيرد .

 

 

ديد در شب :

 

در صورتيکه بخواهيم از منطقه اي تصوير داشته باشيم که ميزان روشنايي در آن از يک لوکس کمتر باشد ميتوان فيلتر قطع اينفرارد را از مقابل CCD دوربين برداشت . در اين صورت منبع ساطع کننده اينفرارد به عنوان منبع نوري براي دوربين به کار برده ميشود و در نتيجه ميتوان درمناطق تيره نيز از اشيا تصوير داشت . البته استفاده از اين فن آوري باعث ميشود که دوربين رنگي نيز در اين شرايط کاري تصاوير مونوکروم توليد نمايند .

فيلتر کردن نقاط خاص از ديد دوربين :

 

در هنگام تصوير گرفتن از مناطق خاص در صورتيکه نياز باشد تا بخش خاصي از مکان مورد نظر مورد مونيتورينگ دوربين قرار نگيرد مانند پنجره هاي ساختمان هاي اطرف ميتوان تا حداکثر 4 بخش را توسط اين فيلتر از مونيتور شدن توسط دوربين حذف نمود . اين فن آوري بر روي دوربين متحرک و هنگام زوم کردن دوربين نيز قابل استفاده ميباشد .

تکنولوژي هاي معمول دوربينهاي مداربسته

 

 

 

يک دوربين را ميتوان به مانند چشم انسان در نظر گرفت ، زماني که نور وارد دوربين ميشود به وسيله سنسورهاي تبديل تصوير ، CCD ، به سيگنال هاي الکترونيکي تبديل مي گردد . درست مانند آنچه در شبکيه چشم انسان اتفاق مي افتد . سپس اين سيگنال هاي الکترونيکي به يک نمايش دهنده مانند تلويزيون فرستاده ميگردد .

چشم انسان :

 

چشم انسان تقريباً يک عدسي کروي با قطر 5/2 سانتي‌متر مي‌باشد که از چندين لايه مختلف که دروني‌ترين آن‌ها شبکيه نام دارد تشکيل شده است. ماهيچه‌هاي اطرف چشم اندازه لنز را تنظيم مي‌کنند که اين‌کار چشم را قادر به زوم (zoom) کردن روي اشياء مي‌کند . وظيفه عدسي چشم ، فرم و شکل دادن به تصويري است که توسط ميليون‌ها سلول گيرنده مخروطي (Cone) و ميله‌اي (rod) گرفته شده و برروي پرده شبکيه افتاده است ، مي‌باشد . سلول‌هاي ميله‌اي به يک عصب معمولي که از انتها به شبکيه ختم مي‌شود و فقط در سطح نور پايين فعال است متصلند و سلول‌هاي مخروطي هر کدام به يک عصب اتصال دارند . آن‌ها در نورهاي شديدتر، بيشتر فعالند و ميزان درک ما از رنگ‌ها را نوع فعاليت اين‌ مخروط‌ها مشخص مي‌کند . در ميان شبکيه ناحيه‌اي به‌نام نقطه کور وجود دارد که در آن هيچ‌ گيرنده‌اي موجود نيست . در اين ناحيه اعصاب به‌صورت جداگانه به عصب بينايي که سيگنال‌هاي دريافت شده را به قشر بينايي مخ انتقال مي‌دهند ، وصل مي‌شود .

دوربين CCD :

 

 

 

CCD از جهت عملکرد تقريباً مانند چشم انسان کار مي‌کند . نور از طريق يک عدسي وارد دوربين و برروي يک پرده مخصوص تصوير مي‌شود که تحت عنوان تراشه CCD شناخته مي‌شود. تراشه Charge Coupled Device) CCD) که تصاوير با استفاده از آن گرفته مي‌شوند از تعداد زيادي سلول تشکيل شده که همگي در يک تراشه با الگوي خاصي مرتب شده‌اند و تحت عنوان پيکسل (pixels) شناخته مي‌شوند . زماني که تراشه CCD اين اطلا عات را دريافت مي‌کند ، آن‌ها را به شکل سيگنال‌هاي ديجيتالي از طريق کابل‌هايي به سيستم دريافت‌کننده مي‌فرستد و بعد تصاوير در اين سيستم به صورت مجموعه‌اي از اعداد ذخيره مي‌شوند.
ساير تکنولوژي ها :Technology (CMOS) complementary metal oxide semiconductor
CMOS از آنجا که روي اين تکنولوژي کار زيادي صورت گرفته و توليد آن در حجم انبوه مي باشد ، ساخت چيپ هاي CMOS نسبت به CCD ارزانتر در مي آيد . ديگر مزيت اين سنسورها نسبت به CCD اينست که توان مصرفي آنها پايينتر مي باشد . بعلاوه ، در حالي که CCD تنها براي ثبت شدت نوري که بر روي هر يک از صدها هزار نقاط نمونه برداري مي افتد کاربرد دارد ، مي توان از CMOS براي منظورهاي ديگر، نظير تبديل آنالوگ به ديجيتال ، پردازش سيگنال هاي لود شده ، تنظيم رنگ سفيد (whiteBalance) ، و کنترل هاي دوربين و ... استفاده نمود . همچنين مي توان تراکم نقاط و عمق بيتي تصوير را به راحتي بدون افزايش بيش از اندازه قيمت ، بالا برد . بخاطر اين مزيتها و ساير مزايا ، بسياري از تحليل گران صنايع اعتقاد دارند که نهايتا تمام دوربين هاي معمولي ديجيتال از CMOS استفاده خواهند نمود و CCD فقط در دوربينهاي حرفه اي و گرانقيمت بکار خواهد رفت . در اين تکنولوژي مشکلاتي از قبيل تصاوير داراي نويز و عدم توانايي در گرفتن عکس از موضوعات متحرک وجود دارد که امروزه با رفع اين مشکلات ، CMOS در حال رسيدن به برابري با CCD مي باشد . تا بحال سنسورهاي تصوير CMOS با استفاده از تکنولوژي 0.35 تا 0.5 ميکروني ساخته شده اند و چشم انداز آينده آن استفاده از تکنولوژي 0.25 ميکرون مي باشد .
سنسور Faveon با 16.8 مگاپيکسل (يعني قدرت ايجاد تصاويري با وضوح 4096*4096 پيکسل) اولين سنسوري است که با استفاده از تکنولوژي 0.18 ميکرون ساخته شده است و يک پرش بزرگ را در صنعت ساخت سنسور تصوير CMOS به نام خود ثبت نموده است . استفاده از تکنولوژي 0.18 ميکرون امکان استفاده از تعداد بيشتري از پيکسل ها را در فضاي فيزيکي معين فراهم کرده و بنابرين سنسوري با وضوح بالاتر به دست مي‌آيد . ( لازم به ذکر است چون از لحاظ فيزيکي تصوير ايجاد شده توسط لنز تصويري پيوسته بوده و بدون هيچگونه نقطه و ناپيوستگي مي باشد ، هر چه بتوان پيکسلهاي سنسور را کوچک تر نمود و تعداد بيشتري از آنها را در ناحيه تشکيل تصوير قرار داد ، مي توان عکسي با وضوح بالاتر و نزديکتر به تصويرحقيقي گرفت)ترانزيستورهاي ساخته شده با استفاده از تکنولوژي 0.18 ميکرون کوچکتر بوده و فضاي زيادي از ناحيه سنسور را اشغال نمي کنند که مي توان از اين فضا براي تشخيص نور استفاده نمود . اين فضا بطور کارآمدي ، امکان طراحي سنسوري را که داراي پيکسل هاي هوشمندتري بوده ، و در حين عکس برداري تواناييهاي جديدي را بدون قرباني کردن حساسيت نوري به دوربين مي دهد ، فراهم مي کند . با استفاده از اين تکنولوژي 70 ميليون ترانزيستور و 4096*4096 سنسور، فقط در فضايي برابر با 22mm*22mm قرار داده مي شود و سرعت ISO آن برابر با 100 بوده و محدوده ديناميکي آن 10 استپ است !! انتظار ميرود ، بعد از 18 ماه از توليد اين سنسور استفاده از آن در وسايل حرفه اي نظير اسکنرها ، وسايل تصويري پزشکي ، اسکن پرونده ها و آرشيو موزه ها شروع شود . در آينده اي طولاني تر، انتظار مي رود که اين تکنولوژي بطور وسيعي در وسايل معمولي موجود در بازار استفاده گردد .

تکنولوژي Fujifilm SuperCCD SR :
شرکت فوجي بتازگي نوع سنسور جديدي بنام SuperCCD SR را معرفي نموده است . اعلام اين محصول دومين اعلام فوجي در مورد ساخت سنسوري است که چهارمين پيشرفت SuperCCD شناخته ميشود . SuperCCD SR ) Super DynamicRange ) تقريبا دو گام محدوده ديناميکي بالاتر از CCD هاي معمولي دارد. ( محدوده ديناميکي عبارتست از نسبت بين شديدترين تا ضعيفترين نور موجود در صحنه . معمولا دوربين هاي عکاسي نمي توانند تمام محدوده نوري موجود در صحنه هايي که تفاوت نوري زيادي وجود دارد را بدرستي ثبت نمايند . هر چه محدوده ديناميکي يک CCD داراي گامهاي بيشتري باشد توانايي آن در ثبت دقيقتر جزئيات موجود در سايه روشنهاي تصوير بيشتر خواهد بود . پشت هر ميکرولنز روي سطح سنسور دو فتوديود وجود دارد ، فتوديود اصلي سطوح تاريک و عادي نور را ثبت مي کند (داراي حساسيت بالاتري است) و دومي جزئيات روشنتر را مي گيرد (حساسيت کمتري دارد) . سيگنالهاي دو سنسور بطريقي هوشمندانه ترکيب مي شوند تا تصويري با محدوده ديناميکي گسترده تري ارائه دهند . اولين سنسور از نوع SuperCCD SR داراي تعداد پيکسل هاي موثر 3 مگاپيکسل مي باشد . شرکت فوجي فيلم SuperCCD SR را به عنوان تکنولوژي معرفي نموده است که براي شبيه سازي محدوده ديناميکي نگاتيوها طراحي شده است . فيلم هاي عکاسي داراي لايه هاي مختلف با حساسيت مختلف مي باشند که محدوده ديناميکي وسيعي را ايجاد مي نمايند . SuperCCD SR به گونه اي طراحي شده است که اين خاصيت را با استفاده از دو فتوديود که داراي حساسيت هاي متفاوت مي باشند شبيه سازي نمايد .

تکنولوژي X3 :
در سال 2002 وقتي شرکت Foveon بعد از پنج سال تحقيق و توسعه ، يک سنسور تصويري جديد را که ادعا مي شد قادر به رسيدن به کيفيت فيلم هاي 35mm است عرضه نمود ، چشم انداز دوربين هاي ديجيتال قابل رقابت با کيفيت دوربين هاي فيلمي تا حد زيادي روشن گرديد . در دوربين هاي ديجيتال معمولي فيلترهاي رنگي با الگوي موزائيکي بر روي يک لايه تکي از حسگرهاي نوري قرار گرفته اند . فيلترها فقط به يک طول موج از نور – قرمز، سبز يا آبي – اجازه عبور و رسيدن به پيکسل سنسور را داده و فقط يک رنگ در هر نقطه ثبت مي گردد . در نتيجه سنسور تصوير فقط 50% رنگ سبز و 25% از هر کدام از رنگهاي قرمز و آبي را ثبت مي نمايد . اين روش ايرادي ذاتي داشت که بستگي به تعداد پيکسل هاي روي سنسور تصوير نداشت . يعني بهر حال چون اين سنسور يک سوم رنگ ها را تشخيص مي دهد ، مابقي رنگها مي بايست با استفاده از يک الگوريتم پيچيده و زمانبر ميان يابي مي شد . اين کار نه تنها عملکرد دوربين را کند مي سازد ، بلکه باعث ايجاد رنگ مصنوعي در تصوير و از دست رفتن جزئيات تصوير مي گردد . بعضي از دوربينها براي حل مشکل مصنوعي شدن رنگها ، تصوير را به طور عمدي اندکي مات مي کنند . سنسور تصوير جديد Foveon که از نوع CMOS مي باشد و از تکنولوژي انقلابي اين شرکت يعني X3 استفاده مي نمايد ، در هر پيکسل از سنسور سه برابر اطلاعات بيشتر از دوربين هاي مدرن با تعداد پيکسلهاي مساوي ثبت مي نمايد . سنسورهاي تصوير X3 اين کار را با استفاده از سه لايه از تشخيص دهنده هاي نور که در سيليکون جاسازي شده اند انجام مي دهند . لايه ها به گونه اي قرار گرفته اند تا از اين خاصيت سيليکون که در عمقهاي مختلف رنگهاي متفاوتي از نور را تشخيص مي دهد استفاده نمايند . بنابرين در يک لايه رنگ قرمز ، در ديگري سبز و لايه بعدي آبي ثبت مي شود . اين بدان معني است که براي هر پيکسل در سنسورهاي X3 ، انباره اي (Stack) براي سه تشخيص دهنده نور وجود دارد . نتيجه سنسوري مي شود که قادر است در هر پيکسل هر سه رنگ قرمز، سبز و آبي را تشخيص دهد و در نتيجه به عنوان اولين سنسور تصوير ديجيتال تمام رنگي دنيا معرفي گردد . 

خدمات و محصولات صنعتی

 الکتروپمپ