صرف نظر از تکنولوژی هایی که برای طراحی و پیاده سازی یک سیستم دوربین مدار بسته مورد استفاده قرار می گیرند . مواردی نیز وجود دارند که باید در تمام نصب ها مورد توجه قرار گیرند نخست اینکه مایل هستید چه نوع اطلاعاتی را سیستم یا اجزای آن در اختیار شما قرار دهند ؟ سه پاسخ برای این سوال وجود دارد :
آشکار سازی : که رخداد واقعه ای را در محدوده مورد نظرشان می دهد .
شناسایی : که تعیین می کند دقیقا چه اتفاقی افتاده است.
تشخیص هویت : تعیین اینکه چه کسی یا کسانی در این کار دخیل هستند .
پاسخ شما به این سوالات نوع تجهیزات مورد نیاز شما را برای یک دوربین مدار بسته از قبل معین ، تعیین می کند در ضمن ملاحظات اساسی دیگری نیاز هستند که طراحی این سیستم و البته بودجه شما را تحت تاثیر قرار می دهند .
این ها عبارت اند از :
کیفیت تصویر مورد نیاز
سایز محدوده به نمایش در آمده
نور موجود (ممکن است نیاز به نور اضافی در محل باشد)
محیطی که تجهیزات در آن مورد استفاده قرار می گیرند ( داخل یا خارج از فضای بسته ، محیط های استاندارد یا با ریسک بالای خرابی تجهیزات )
منبع تغذیه
هریک از این موارد طراحی سیستم سی سی تی وی شما را تحت تاثیر خود قرار می دهند . به عنوان مثال اگر نیاز به نمایش دقیق تر صحنه داشته باشید ، به جای دوربین های سیاه سفید نیازمند استفاده از دوربین رنگی هستید ، در حالی که از طرف دیگر رزولوشن و دقت بیشتر را می توان با استفاده از یک دوربین مدار بسته نور کم سیاه سفید یا روز / شب بدست آورد . به عنوان یک قانون کلی ، مانیتورها و دوربین های رنگی را باید در سیستم را باید در سیستم هایی به کار برد که برای اهداف تشخیص هویت مورد استفاده قرار می گیرند .
اصول اولیه دوربین مداربسته
تعیین صحیح مشخصات یک دوربین مدار بسته به نظر فرآیندی پیچیده است فاکتور های زیادی وجود دارند که همه باید در نظر گرفته شوند اما از طرف دیگر ، تمام دوربین ها از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند :
سنسور تصویر _ که نور را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند
عدسی _ نور بازتابیده از شیء را جمع آوری می کند .
مدارات پردازش تصویر _ سیگنال ها را سازمان دهی کرده ، بهیه ساخته و مخابره کنند .
دوربین های مدار بسته در انواع تک رنگ ، رنگی و روز / شب ( ترکیبی از سیاه سفید و رنگی) وجود دارند . مزایای دوربین های تک رنگ عبارتند از رزولوشن بالاتر ، نور مورد نیاز کمتر ، و در مجموع هزینه کمتر ،از طرف دیگر دوربین های رنگی در مجموع دارای مشخصات ارائه بهتر تصویر (با نور مناسب) به همراه توانایی های بهبود یافته برای تشخیص هویت و پیگرد هستند . دوربین های روز/شب مزایای هر دو را در بردارند و هر ورز هرچه بیشتر به انتخاب مناسب تکنولوزی دوربین برای کاربرد در محیط های درونی یا فضای باز تبدیل می شود .
سنسور تصویر:
در قلب دوربین مدار بسته های جدید سنسور سی سی دی است . یک سی سی دی از یک آرایه تخت از دیود های نوری (حساس به نور ) کوچک تشکیل شده است ، که نور را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند . هر دیود متناسب با میزان نوری که دریافت می کند ولتاژ ایجاد می نماید . عدم وجود نور منجر به ایجاد ولتاز صفر یا همان رنگ سیاه می شود . بیشترین میزان نور ، بیشترین میزان ولتاژ یا همان سفید را ایجاد می کند . در بین این دو سطح ، سایه های مختلف خاکستری قرار دارند . در مورد دوربین رنگی ، یک سیگنال رنگ تاب ، به سیگنال روشنایی افزوده شده تا اطلاعات مربوط به رنگ را با خود حمل کند .
دوربین ، سیگنال الکتریکی را پردازش کرده و آن را به یک سیگنال ویدئویی خروجی تبدیل می کند . سپس این سیگنال خروجی ضبط شده یا بر روی یک مانیتور به نمایش در می آید . گستره سطوح نوری که یک سی سی دی می تواند از عهده آن برآید نسبتا" محدود است . بنابر این نوری که سی سی دی دریافت می کند باید از قبل به سطوح مشخصی محدود شده باشد .
سیگنال ویدئویی:
تمام تصویر متحرک ویدئویی در حقیقت از تصاویر ثابت یا همان فریم ها تشکیل شده اند . هر فریم از دو فیلد تشکیل شده است . یکی از آنها زمانی ساخته می شود که سی سی دی محیط اطراف را دقیقا" 262 1/2 مرتبه پویش کند . نتیجه این پویش بر روی مانیتور شمامجددا" ساخته می شود . پویش دوم شامل 262 1/2 خط است که دقیقا" نیم خط پایین تر از خط قبلی قرار گرفته و در ترکیب با پویش اول تصویری شامل 525 خط را شکل می دهد . زمانی که این دو خط به طور مناسبی هم زمان شوند و با نسبت 2:1 در هم پیچیده شوند ، یک تک فریم کامل ویدئویی ساکن شکل می گیرد .
دوربین مدار بسته بری هم زمان کردن فرآیند ایجاد ویدئویی متحرک از ولتاژ AC استفاده می کنند . در کشورهایی مثل ایالات متحده که از جریان متناوب با فرکانس 60 هرتز استفاده می شود . هر ثانیه از ویدئو دارای 60 فیلد است که 30 فریم را ایجاد می کنند . در اروپا و دیگر نواحی که از فرکانس 50 هرتز استفاده می شود . در هر ثانیه 50 فیلد و در نتیجه 25 فریم ایجاد می شود . از نظر چشم انسان این فریم های ویدئویی به صورت تصاویر متحرک دیده می شوند . کل ولتاژ تولید شده ، از پایین ترین نقطه پالس همگام تا بالاترین نقطه آن یعنی سطح سفید ، برابر یک ولت است و بنابر این ولتاژ پیک تو پیک آن 1 ولت است و بنابراین ولتاژ پیک تا پیک ان یک ولت است . بخش مربوط به روشنایی سیگنال از 0/3 ولت تا 1 ولت است و بنابراین ماکزیمم آن 0/7 ولت است . این یک سیگنال ویدئویی مرکب نامیده می شود زیرا اطلاعات مربوط به هم زمانی و ویدئو در یک سیگنال گرد امده اند .
سایز فرمت سی سی دی :
دوربین های اولیه دوربین مدار بسته دارای یک تیوپ دایره ای به عنوان سنسور بوده اند . سایز فرمت برابر قطر این تیوب است که به نوعی قطر تصویر را تعیین می نماید . اگرچه امروزه سنسورهای دوربین مداربستهچیپ هایی سیلیکنی تخت و مستطیلی هستند اما هنوز هم از همان روش اندازه گیری استفاده می شود .
سایز فرمت (میلی متر)
سی سی دی های بزرگتر نور بیشتری را جمع آوری می کنند و بنابر این نسبت به سی سی دی های کوچکتر حساسیت بیشتری دارند . قیمت دوربین ، متناسب با سایز سنسور افزایش می یابد . بنابراین در انتخاب سایز سنسور هم بودجه و هم کارکرد باید در نظر گرفته شود .
لطفا توجه داشته باشید که سایز سنسور هایی که در شکل نشان داده شده اند باید متناسب با عدسی انتخابی باشند چرا که عدسی ها نیز برای سایزهای مشخص سنسور طراحی شده اند .
عدسی :
عدسی ها چشمان یک سیستم دوربین مدار بسته محسوب می شوند . وجود آنها برای ساخت توابع مختلف ویدئویی ضروری است . عدسی ها دو کار اساسی انجام می دهند . نخست اینکه صحنه ای که بر روی مانیتور به تصویر کشیده خواهد شد را تعیین می کنند که این تابعی از فاصله کانونی است . دوم اینکه مقدار نور وارد شده به سنسور را کنترل می کنند که این عملکرد عنبیه چشم است . فاصله کانونی می تواند ثابت یا متغیر باشد (مثل لنز زوم) باشد . عنبیه را می توان از طریق دوربین به صورت دستی یا اتوماتیک کنترل کرد .
انواع مختلف عدسی:
چگونه می توان در شرایط مشخص بهترین عدسی را انتخاب کرد ؟ عدسی ها دارای مشخصات متعددی هستند که همگی باید متناسب با نیاز شما باشند .
عدسی ها با فاصله کانونی ثابت :
این نوع عدسی ها ساده ترین نوع عدسی هستند و در نتیجه از انواع دیگر ارزان قیمت تر هستند . میزان فاصله کانونی که باید از پیش تعیین شود نیاز به محاسبات دقیقی دارد تا بتوان عدسی را انتخاب کرد که بیشترین سازگاری را برای محل مورد نظر داشته باشد . این محاسبات بر اساس سایز دلخواه میدان نمایش و همینطور فاصله آن از دوربین انجام گیرد . در حالت معمولی عدسی ها یا برای داشتن جزئیات بیشتر ، دارای میدان دید باریک 30 درجه و یا میدان دید 60 درجه هستند .
عدسی های با فاصله کانونی متغییر :
این عدسی ها انعطاف پذیری بیشتری را فراهم می کنند و به شما امکان می دهند تا میدان دید را به صورت دستی تعیین کنید . اگرچه اندکی گران قیمت ترهستند ولی متداول تر هستند چراکه می توانید تنظیمات دقیق تری را در صحنه داشته باشید . انها همچنین فرآیند تعیین مشخصات را ساده تر می سازند چرا که داشتن میدان دید متغیر در عدسی به این معنی است که از تنها یک عدسی می توان برای تمام دوربین های موجود در سیستم استفاده کرد .
عدسی های اصلاح شده مادون قرمز :
چشم انسان تنها قادر است پخش مرئی طیف نور را ببیند . ان سوی نور مرئی بخشی از طیف قرار دارد که مادون قرمز را در بر می گیرد . نور IR بر دقت تولید مجدد رنگ ها اثر منفی می گذارد . به همین دلیل در تمام دوربین های رنگی از یک فیلتر قطع IR استفاده می شود تا به کلی یا تا حدی مانع از رسیدن نور مادون قرمز به سنسور شود . این یعنی در دوربین های استاندارد رنگی دیگر نیازی به عدسی اصلاح شده مادون قرمز نیست .
اما دوربین های تک رنگ و روز /شب می توانند از مزایای این عدسی بهره ببرند ادوات سی سی دی درون دوربین حفاظتی می تواند نور IR را آشکار سازد و از ان برای کمک به روشن کردن ناحیه مورد نمایشاستفاده کند . در حقیقت استفاده از عدسی های معمولیدر دوربین های تک رنگ یا روز/شب معمولا منجربه ایجاد تصویر تار یا در بدترین حالت غیر متمرکز می گردد. این به این دلیل است که طول موج نور مادون قرمز با نور مرئی تفاوت دارد . بنابراین نقطه فوکوس نور مادون قرمز نسبت به نور مرئی در مکان دیگری قرار می گیرد .
در نتیجه با استفاده از عدسی های معمولی و تنظیم فوکوس در نور روز ، تصویر شب هنگام زمانی که از روشنایی مادون قرمز استفاده می شود . از فوکوس خارج شده و محو می شود و برعکس . می توان این مشکل را با استفاده از عدسی های اصلاح مادون قرمز بر طرف کرد که هر دو مرئی و مادون قرمز را در یک صفحه عمودی فوکوس می کند .
عدسی های اصلاح شده مادون قرمز تنها برای استفاده به همراه روشنایی مادون قرمز در شب هنگام نیستند . بسیاری از منابع نوری حاوی بخشی از طیف نوری مادون قرمز هستند . بنابراین استفاده از عدسی های اصلاح شده مادون قرمز در یک دوربین تک رنگ یا روز/ شب تصاویر تیز تری را ایجاد می کنند چرا که تمام نور متمرکز می شود .
عدسی های دارای زوم موتوری :
عدسی های زوم پیچیده ترین نوع عدسی هستند و بیشترین عملکرد را نیز ارائه می کنند این نوع عدسی ها را می توان از راه دور کنترل نمود و به این ترتیب امکان تغییر فاصله کانونی و حفظ فوکوس حتی حین تعقیب تصویر نیز بوجود می آید . یعنی از تنها یک عدسی می توان برای نمایش محدوده گسترده ای استفاده کرد تا ورود فرد غیر مجاز شناسایی شود که در نتیجه آن می توان برای مشاهده جزئیات چهره بر روی آن زوم کرد . معمولا چنین عدسی هایی از زوم فوکوس و عنبیه خودکار موتوری استفاده می کنند تا بیشترین کارایی را فراهم کنند .
اندازه عدسی :
دسته بندی دیگری نیز برای عدسی ها وجود دارد که به سایز انها مربوط می شود . اندازه عدسی ( 1/2 اینچ ، 1/3 اینچ، 1/4 اینچ، و .... ) عبارت است از نسبت قطر آن به کل تصویر به نمایش درآمده . با اینکه اغلب از نظر اقتصادی بهتر است اندازه عدسی را مطابق با سایز حسگر دوربین انتخاب کنیم ، ولی این امکان نیز وجود دارد که بتوان از عدسی بزرگتری بر روی دوربینی (تصویر سازی) با سایز کوچکتر استفاده کرد چراکه تنها کافی است تصویر حداقل به بزرگی حسگر باشد .
استفاده از یک عدسی بزرگتر در بیشتر مواقع می تواند مفید فایده باشد چرا که عمق میدان بزرگتری فراهم می شود . بعلاوه استفاده از عدسی بزرگتر به این معنی است که محدوده تصویر کاملا از بخش مرکزی و مسطح تر عدسی گرفته شده که باعث اعوجاج بسیار کمتر گوشه ها و امکان فوکوس بهتر می شود .
نصب عدسی ها :
در عدسی های دوربین مدار بسته از هر دونوع نصب C یا CS استفاده می شود که مشخص کننده نوع دندانه و ابعاد آن است . تفاوت بین این دو نوع در فاصله موجود از پشت محل نصب تا سطح حسگر است . به این فاصله « طول پشت فلنج » گفته می شود . در عدسی های CS این فاصله کوتاه تر است که باعث استفاده کمتر از المان های شیشه ای شده که منجربه طرح فشرده تری برای عدسی می شود .
امروزه در اغلب دوربین ها از نصب CS استفاده می شود . یک عدسی CS ممکن است تنها بر روی دوربین با فرمت نصب CS نصب شود . از عدسی نوع C نیز می توان در دوربین های با فرمت نصب CS استفاده کرد به شرطی که یک حلقه آداپتور 5 میلی متری افزوده شود .
نوع دندانه و ابعاد آن در هر دونوع عدسی مشابه هم هستند . بنابراین می توان هر دو آنها را بدون ایجاد هیچ گونه تخریبی بر روی هریک از دوربین ها نصب کرد با این حال روی هم رفته نمی توان از این عدسی ها به جای هم استفاده کرد ترکیب غلط عدسی و نوع نصب دوربین می تواند فوکوس را در دوربین جانب اشیاء بی نهایت دور از درون عدسی عبور کرده و بر روی نقطه مشترکی روی محور اپتیکی متمرکز شوند .نقطه ای که حسگر تصویر دوربین مدار بسته روی آن قرار می گیرد ، کانون نامیده می شود . از نقطه نظر طراحی عدسی ها دارای دو نقطه اصلی هستند . نقطه اصلی اولیه و ثانویه .فاصله بین نقطه اصلی ثانویه و کانون (حسگر تصویر) تعیین کننده فاصله ی کانونی عدسی است .
فاصله ی کانونی با واحد میلی متر اندازه گیری می شود . عدسی ها بر اساس فاصله ی کانونیشان به نرمال ، دید _ وسیع و تله فوتو تقسیم می شوند . به عنوان مثال در یک دوربین با فرمت 1/3 اینچ ، یک عدسی 8 میلی متری از نوع دید وسیع محسوب می شود . چراکه قادر است میدان دید وسیعی را بگیرد . برعکس یک عدسی 125 میلی متری بر روی همین دوربین در مکان مشابه ، میدان دید به وضوح باریک تری را خواهد داشت . اگر چه اشیاء به میزان قابل توجهی بزرگ می شوند .
