جدول لوکس نوری دوربین مداربسته : باید ها و نباید ها

جدول لوکس نوری نشانگر ضعیف ترین مشخصات نوری قابل استفاده هنگام انتخاب دوربین مداربسته است. در حال حاضر، با رواج یافتن دوربین مداربسته دید در شب مجهز به مادون قرمز (IR) ، این اطلاعات هر روز بی مصرف تر می شود. در این مبحث توضیح می دهیم که چرا جدول لوکس نوری (که به عنوان مشخصات حداقل روشنایی نیز شناخته می شود) تا این حد مشکل آفرین است، چگونه تعیین می شود و در تعیین آن از چه روش ها و ترفندهایی استفاده می گردد.

سرفصل های مربوط به جدول لوکس نوری

• چگونگی آزمایش و تعیین جدول لوکس نوری.
• ادغام داده های سرعت شاتر در جدول لوکس نوری.
• کار با جدول لوکس نوری که شامل تنظیمات Sens up نیز است.
• تأثیر تصویر رنگی در برابر تصویر سیاه و سفید.
• درک چگونگی استفاده از سطوح IRE.
• پیشرفت های حاصل در دوربین های دارای قابلیت عملکرد حداکثر دید در شب .
• چگونگی جلوگیری از سوخته شدن تصویر با سطوح لوکس.
• روشنایی IR و جدول لوکس نوری.

آزمایش های تعیین جدول

در مورد تعیین جدول لوکس نوری ، مهم ترین نکته این است که هیچ ابزار استاندارد شده یا مورد تأییدی برای ارزیابی جدول لوکس نوری تولید کنندگان و نمایندگی دوربین مداربسته وجود ندارد. آن ها همیشه به صلاحدید تولید کننده تعیین می شوند. این سخن به این معنی است که هر تولید کننده می تواند تصمیم بگیرد که از چه منبع نوری استفاده شود، اندازه ی محوطه ی آزمایش چقدر باشد، موقعیت نور به چه صورت باشد، سوژه یا چارت آزمایش چه باشد و غیره. مهم ترین نکته این است که هر تولید کننده خودش تصمیم می گیرد که چه زمانی یک تصویر قابل استفاده است یا قابل استفاده نیست. نکته همین جا است که جدول لوکس نوری صرفا بر اساس تشخیص تولید کنندگان تخصیص داده می شود.

برای مثال، در تصویری که می بینید، هر سطح لوکس به راحتی می تواند تاریک در نظر گرفته شود. اما بدون استاندارد سازی سطوح یا سودمندی حداقلی، کدام یک درست است؟

به دلیل اینکه هر تولید کننده ای آزاد است که هدف خود را تعیین کند، آن ها این انگیزه را دارند که تاریک ترین حد ممکن را انتخاب کنند. زیرا می دانند که بسیاری از رقبای آن ها نیز همین کار را انجام می دهند.

http://photo20.ir/images/l5q3c7eqwp04t9r8858m.jpg

سرعت شاتر و جدول لوکس نوری

بیشتر تولید کنندگان جدول لوکس نوری را با سرعت شاترهای مختلف یا چندگانه نشان می دهند. برخی از آنها سرعت شاتر را ۳۰/۱ ثانیه، برخی ۲/۱ ثانیه و برخی دیگر هم ۱ ثانیه ذکر می کنند. کاربران باید هر گونه مشخصات سرعت شاتر غیر از۳۰/۱ ثانیه را نادیده بگیرند. در حالی که سرعت های شاتر طولانی تر اجازه ی ورود نور بیشتری را به دوربین مداربسته می دهند و سطوح حداقل روشنایی را پایین می آورند، اما تاری حرکت مشکل اساسی سرعت پایین شاتر است.

در صفحه ی مشخصات نمونه ی زیر، تولید کننده حداقل روشنایی را در سرعت شاتر ۳۰/۱ ثانیه و ۲/۱ ثانیه ذکر کرده است.

البته، ویژگی حداقل روشنایی در ۲/۱ ثانیه بهتر به نظر می رسد، اما این پیشرفتی فناورانه نیست و به راحتی می توان آن را معامله ی «نور بیشتر در ازای تاری بیشتر» به شمار آورد.

عدد F و جدول لوکس

بیشتر تولید کنندگان حداقل روشنایی خود را با فرض یک عدد F متفاوت نسبت به عدد F لنز دوربین  مداربسته مشخص می کنند. برای مثال، یک تولید کننده ممکن است جدول لوکس نوری دوربین مداربسته خود را ۰٫۰۱ لوکس در ۱٫۰ / f اعلام کند. اما آن دوربین مداربسته ممکن است با لنز یکپارچه ی ۲٫۰ / f ارائه شده باشد. در مثال زیر، این مسئله وجود دارد. حداقل روشنایی ذکر شده برای ۱٫۲ / f  است. اما دوربین با لنز  ۱٫۸ / f (که کمتر از نصف مقدار نور یک لنز ۱٫۲ / f را به دوربین وارد می کند) ارائه می شود.

حتی با فرض ارزیابی جانبدارانه ی تولید کننده، اصلاح این خطای اساسی به این معنی است که حداقل روشنایی حداقل ۰٫۲۲۵ لوکس است و نه ۱ لوکس.

Sens Up و لوکس

Sens up معمولا واژه ی مورد استفاده در بازاریابی برای شاتر آهسته است. هرچه سطح Sens up بالاتر باشد، سرعت شاتر پایین تر خواهد بود. برای به دست آوردن سرعت شاتر مؤثر، هر کدام از مضرب ها (۲x، ۸x، ۶۴x و …) در ۳۰/۱ ثانیه ضرب می شود. برای مثال، صفحه ی مشخصات زیر، حداقل روشنایی مجزایی را در ۲۵۶x Sens – up  ذکر کرده است. این عدد به معنای زمان اکسپوژر شگفت انگیز ۸.۵ ثانیه (۸٫۵۳= ۳۰/۲۵۶) است، که منجر به شبح گونه شدن بسیار زیاد سوژه های متحرک خواهد شد. امید است جدول لوکس نوری پایین تری را ببینید و تحت تأثیر قرار بگیرید. پس مراقب باشید.

تصویر رنگی در برابر تصویر سیاه و سفید

دوربین هایی که از فیلترهای IR-کات (Infrared cut-off) یکپارچه پشتیبانی می کنند (دوربین های D / N) اغلب در فهرست جدول لوکس نوری ارائه می دهند: اولی در حالت رنگی، و دومی در حالت تکرنگ. این تفاوت به دلیل افزایش عملکرد در حالت تک رنگ به علت نور مادون قرمز موجود در محیط است که فیلتر IR-کات در حالت رنگی آن را حذف می کند. در بیشتر مواقع، تفاوت های ادعا شده قابل توجه است. همان گونه که در نمونه های زیر مشاهده می کنید که هر دو فهرست، حداقل روشنایی تکرنگ را ۱۰/۱ حالت رنگی ذکر کرده اند (یعنی از لحاظ نظری ۱۰ برابر بهتر).

اویجیلون ۰-H3-B2

هایک ویژن DS-2CD864FWD-E

در حالی که بهره هایی به دلیل نور تکرنگ محیط به دست می آید، اما معمولا تأکید بیش از اندازه ای بر افزایش ۱۰ برابری می شود. تقویت تصویر دوربین و DSP (Digital Signal Processing) بهبودیافته عملکرد تصویربرداری در حالت های رنگی و تک رنگ را بسیار به هم نزدیک کرده است. چنانکه در این تصویر مقایسه ای از دوربین نسل فعلی در یک صحنه ی مشابه دیده می شود.

سطوح IRE

سطوح IRE ممکن است برای دوربین مداربسته آنالوگ مفید باشد. اما در دوربین های IP کاربردی ندارد. IRE مقیاسی از سطح کنتراست در یک سیگنال ویدئویی آنالوگ است که با استفاده از خروجی های ویدئویی مرکب آزموده می شود. از آنجایی که دوربین مداربستهIP  خروجی آنالوگ را در رزولوشن کامل خود ارائه نمی کنند، این معیار قابل بحث است. تولید کنندگان معدودی همچنان در فهرست مشخصات خود سطوح IRE را ذکر می کنند، که حداقل سطوح روشنایی را برای IREهای مختلف (در بیشتر موارد ۳۰ و ۵۰) نشان می دهد. با وجود این، به دلیل اینکه نحوه ی آزمایش این IRE توسط تولید کنندگان نامشخص است، توصیه می کنیم در این موارد از مشخصه ی روشنایی بدتر (معمولا ۵۰) استفاده کنید و اعداد پایین تر را نادیده بگیرید.

سامسونگ SND – 7084N

سونی SNC – EB630

اگرچه دوربین های آنالوگ HD در چند سال گذشته رواج یافته اند، تقریبا همه ی آنها دارای IR یکپارچه هستند. بنابر این، حتی در صورتی که بتوان سطوح IRE را در دوربین های آنالوگ HD به کار گرفت، باز هم تغییری ایجاد نخواهند کرد.

مراقب محصولات حساس به IR باشید

برخی تولیدکنندگان تلاش می کنند تا با ذکر عبارت «صفر لوکس، حساس به IR» برای دوربین های بدون IR خود، کاربران خود را گمراه کنند. آن چه آن ها می گویند این است که: «اگر منبع نور IR را بخرید و به سیستم اضافه کنید، دوربین های ما نیازی به نور نخواهند داشت». این سخن به یقین برای هر دوربین DN درست است، اما به این دلیل گمراه کننده است که کاربر باید خود اقدام به اضافه کردن نورهای IR به سیستم کند.

پیشرفت های حاصل در عملکرد در شرایط فوق العاده کم نور

در سال های گذشته، به طور کلی و بیشتر مواقع هم به درستی این باور وجود داشت که همه ی دوربین های مداربسته در نور کم کارایی ضعیفی دارند و حتی بهترین دروبین ها هم با سطح بالای نویز و تاریکی در شرایط کم نور دست به گریبان خواهند بود.

این روند در چند سال گذشته بنا به دلایل زیر تغییر کرده است:

• پیشرفت های فزاینده ای در عملکرد پردازش تصویر در نور کم حاصل شده است.
• از سنسور های بزرگ تری استفاده شده است.

دوربین ها هم اکنون قادرند بلافاصله از طریق پردازش کیفیت تصویر را بهبود ببخشند. چرا که توان پردازشی موجود در داخل دوربین افزایش یافته است. علاوه بر این، دوربین های P1080 2/1 اینچی به عنوان گروهی خاص ظاهر شده اند، و در ترکیب با دانش پردازش تصویر، سطوح عملکردی را در شرایط کم نور پدید ارائه می کنند که در گذشته غیر عملی بوده است (برای مثال، آزمایش های انجام شده بر روی دوربین های ۲/۱ اینچی اکسیس و هایک ویژن). در نهایت، تعداد کمی دوربین IP با سنسورهای بسیار بزرگ (برای مثال ۱ اینچی یا ۳۵ میلیمتری) وجود دارد (مانند دوربین ۴K سونی ۳۵ میلی متری)، که در سطوح نور فوق العاده کم نیز کارایی بالایی دارند، اگرچه قیمت آنها نیز بسیار بالاتر است.

سطوح عملی لوکس

IPVM جدول لوکس نوری را برای بیش از ۲۰۰۰ دوربین در راهنمای Camera Finder خود قرار داده است. از این فهرست، این سطوح عملی را یافتیم:

• ۰۰X لوکس و پایین تر.
• ۰X لوکس و پایین تر.
• X لوکس و بالاتر.

۰۰X لوکس و پایین تر

برخی تولید کنندگان، با مشخص کردن جدول لوکس نوری در این سطوح، بیشتر مواقع به شدت بر روی عملکرد دوربین خود در نور کم مبالغه می کنند. در برخی موارد، این ادعا ها به دلیل ترفند های تولید کننده نظیر شاتر آهسته است. در حالی که در برخی موارد دیگر، فقط یک گزافه گویی صرف است. خلاصه اینکه مراقب تولید کنندگانی باشید که ادعای سطح حداقل روشنایی کمتر از ۰٫۰۱ لوکس را مطرح می کنند. زیرا به ندرت عملکرد دوربینی با این مشخصات مطابقت دارد.

۰X لوکس و پایین تر

این بازه به دوربین هایی با عملکرد بالا در شرایط فوق العاده کم نور تعلق دارد. در این بازه دوربین هایی با عملکرد عالی در شرایط کم نور، نظیر دوربین مداربسته ویوتک ، دوربین مداربسته اکسیس ، دوربین مداربسته بوش و دوربین های مداربسته نسل شش سونی، قرار دارند. این بازه به امن ترین طبقه بندی برای کسانی که به دنبال بهترین عملکرد در شرایط کم نور هستند، تبدیل کرده اند.

X لوکس و بالاتر

دوربین های مشخص شده در این سطح به طور کلی در نور کم عملکردی ضعیف دارند. این دسته شامل بسیاری از دوربین های نسل قبلی است که عملکرد آنها در شرایط کم نور آن ها با مدل های نسل جدید جایگزین شده است. علاوه بر این، بسیاری از مدل های دوربین مداربسته ارزان لنز ثابت با F-stop بالا، که احتمالا در محدوده ی بالاتر از ۱ لوکس قرار می گیرند، در این دسته قرار می گیرند. با در نظر گرفتن هر دو عامل گفته شده، اگر نور کم دغدغه ی مهمی باشد، دوربین های مشخص شده در این سطح به احتمال زیاد عملکرد لازم را ارائه نخواهند کرد.

• بیش از ۱ لوکس

دوربین هایی که دارای حداقل روشنایی بالاتر از ۱ لوکس هستند، حتی در شرایط نوری متوسط، عملکرد ضعیفی دارند. این جدول لوکس نوری به احتمال فراوان در بین دوربین مداربسته مینی دام ارزان قیمت لنز ثابت (مانند M30 اکسیس و میکرودام های بوش) و مدل های مینی دام پانارومیک رایج هستند.

روشنایی IR و سطوح لوکس – تأثیر BIG

بیشتر دوربین هایی که امروزه تولید و فروخته می شوند، از IR یکپارچه استفاده می کنند. به همین دلیل، جدول لوکس نوری آن ها عموما به کار نمی رود. زیرا این دوربین ها نور مورد نیاز خود را منتشر می کنند. در بیشتر دوربین های IR، امکان غیرفعال کردن روشنایی IR وجود دارد، اما معمولا این کار انجام نمی شود. به همین ترتیب، در مشخصات بیشتر دوربین های IR عدد صفر لوکس ذکر می شود، زیرا آنها به نور نیازی ندارند.

هنگامی که IR غیر فعال است، جدول لوکس نوری دیگری برای دوربین های IR ارائه می شود که گاهی اوقات آن را حالت رنگی می نامند (زیرا زمانی که IR روشن است، تصویر دوربین سیاه و سفید خواهد بود). به مثال یر توجه کنید.

این جدول لوکس نوری از معضل یکسانی با سایر دوربین ها رنج می برند. علاوه بر این، به دلیل اینکه دوربین ها روشنایی خود را تأمین می کنند، بسیاری از آن ها به ویژه مدل های ارزان تر عملکرد ضعیفی در نور کم دارند و برای ارائه ی تصویر روشن به نور IR خود متکی هستند.

چه باید کرد؟

اگر عملکرد در شرایط کم نور برایتان اهمیت دارد و نمی خواهید از IR استفاده کنید و باید حداقل روشنایی را مشخص کنید. ویوتک توصیه می کند تا مشخصات زیر استفاده کنید:

“حداقل روشنایی ۰٫۰۹ لوکس، سرعت شاتر ۳۰/۱ ثانیه، بدون Sens up”

منطق موجود در این نوشته این است که تقریبا همیشه دوربین هایی که با ۰٫۱ لوکس یا بیشتر مشخص شده اند در نور کم عملکرد ضعیفی دارند. بنابراین، حداقل می توانید این دوربین ها را نادیده بگیرید. با وجود این، اگر مقدار کمتری نظیر ۰٫۰۰۱ را انتخاب کنید، احتمال نادیده گرفتن دوربین های دارای عملکرد مطلوب در نور کم با کیفیت بالا را، به طرز چشمگیری افزایش داده اید در نهایت از عبارت «شاتر ۳۰/۱ ثانیه، بدون هیچ Sens up» برای حذف تولید کنندگانی استفاده کنید که مشخصات ذکرشده توسط آن ها مورد سوء استفاده قرار می گیرد و مسلما در زمینه ی تاری دید در حرکت مشکل آفرین خواهند بود.