دوربین مولتی سنسور : انواع، مزایا و معایب
دوربین مولتی سنسور (Multisensor camera) امروزه به سرعت به رشد خود ادامه داده و بیشتر تولید کنندگان حداقل یک مدل از این نوع را ارائه می دهند. این امر باعث می شود این دوربین ها گزینه ای جذاب برای پوشش دادن محیط های عریض، در مقایسه با استفاده از چند دوربین ثابت معمولی، باشند. مانند تصویر زیر از یک پارکینگ با عرض حدودأ ۲۰۰ فوت.
در این نوشته، مسائل کلیدی تأثیرگذار بر انتخاب و خرید دوربین مداربسته مولتی سنسور را مرور می کنیم. این مباحث تحت عنوان کلی ” دوربین مولتی سنسور : انواع، مزایا و معایب ” مطرح شده و به سر فصل های زیر می پردازد.
- مبانی دوربین مولتی سنسور.
- مقایسه ی مدل های ۱۸۰ درجه، ۳۶۰ درجه و ۲۷۰ درجه.
- استریم های مجزا و نماهای به هم پیوسته.
- مسائل مربوط به نسبت ابعاد نمای به هم پیوسته.
- سنسورهای چرخانده شده در مقایسه با سنسورهای استاندارد.
- لایسنس چند سنسورها.
- دوربین یکپارچه با IR .
- مزایا و معایب دوربین های مولتی سنسور و مولتی سنسور جابجاشونده.
- جزئیات تصویر و دوربین چشم ماهی.
مبانی دوربین های مولتی سنسور
دوربین مولتی سنسور از چندین سنسور تصویر در یک محفظه (بیشتر مواقع در دوربین مداربسته دام، اما گاهی در دوربین مداربسته بولت) استفاده می کند، تا ناحیه ی عریضی را پوشش دهد. در مولتی سنسور به جای استفاده از یک لنز با زاویه ی دید بسیار عریض، که در مدل های چشم ماهی متداول است، از زاویه ی دید محدود ۴۵ یا ۹۰ درجه استفاده می شود تا محیطی ۱۸۰ یا ۳۶۰ درجه ای را پوشش دهد.
دوربین های مولتی سنسور چندین نوع دارند، که محدوده های پوشش دهی آن ها متفاوت است. نظیر دوربین های ۱۸۰ درجه ای، که مشهورترین نوع دوربین ها دوربین های مولتی سنسور هستند. این نوع دوربین مداربسته بیشتر مواقع به صورت دیواری نصب می شود تا محیطی عریض را ببیند.
علاوه بر مدل های ذکر شده، مدل های ۳۶۰ درجه ای نیز وجود دارد که زاویه ی دید مستقیم آن ها مشابه با دوربین چشم ماهی است.
در نهایت، برخی از دوربین های مولتی سنسور ، نظیر پلکو Optera با زاویه ی دید ۲۷۰ درجه ای، با هدف نصب در کنج ها، ارائه می شود. این دوربین ها پوشش میدان دید ۲۷۰ درجه ای (برای مثال: دو سمت ساختمان به اضافه ی محیط پارکینگ) و نیز فضای زیر دوربین را ممکن می سازند، که در شکل زیر نشان داده شده است. دوربین های مولتی سنسور ۲۷۰ درجه ای غیر معمول ترین نوع مولتی سنسور هستند.
استریم های مجزا و نماهای به هم پیوسته
دوربین های دوربین مولتی سنسور از گذشته استریم های مجزایی را برای هر دوربین ارسال می کرده اند، که می بایست به صورت دستی در VMS کنار هم چیده شوند تا نمای کامل ۱۸۰ یا ۳۶۰ درجه ای را ارائه کنند. برای مثال، نمای ۲×۲ زیر را ببینید.
با وجود این، برخی مدل های جدیدتر، نظیر چند سنسور IR دوربین مداربسته ویوتک یا پلکو Optera استریم ها را به هم پیوسته می کنند تا نمای پانورامایی را در یک استریم ارائه دهند. برای مثال، ویوتک MS8391، یک استریم ۱۴۱۶×۷۵۵۲ پیکسلی را به عنوان خروجی می دهد، که در شکل زیر دیده می شود.
استریم های به هم پیوسته تا حدی سودمندتر هستند. زیرا امکان هدایت تصویر پانورامایی را به صورت یکباره، در عوض حرکت از دوربینی به دوربین دیگر، فراهم می سازند. با این حال، زمانی که این دوربین ها در چیدمانی معمولی همراه با دوربین های دیگر قرار می گیرند، به دلیل نسبت ابعاد عریض و غیراستاندارد آن ها، ممکن است کوچک و یا عجیب به نظر برسند.
مولتی سنسور از هیچ نوع کنترل فراگیری پشتیبانی نمی کنند و یا اینکه به اعوجاج گیری نیاز ندارند. ویدئوی حاصل از آن ها، همانند دوربین های متداول، مسطح است. تنها تفاوت این است که وقتی ویدئو به هم پیوسته می شود نسبتا ابعادی به مراتب عریض تر خواهد داشت. با توجه به این که این امر باعث بروز مشکلاتی در چیدمان های VMS می شود، بیشتر مواقع نمایش تصاویر به صورت غیر به هم پیوسته ساده تر است.
سنسورهای چرخانده شده و سنسورهای استاندارد
در حالی که بیشتر دوربین های مولتی سنسور از سنسورها در نسبت ابعاد استانداردشان (۴:۳/۹:۱۶) استفاده می کنند، اما چند مدل نظیر داهوا PDBW8800، هانوا PNM-9020Vو هایک ویژن PanoVu سنسورها را ۹۰ درجه می چرخانند تا نسبت ابعاد بلندتری را ایجاد کنند. این رویکرد، در مقایسه با دوربین هایی که از چرخش استاندارد استفاده می کنند، چند ایراد بزرگ دارد. این اراد ها به شرح زیر است:
- تراکم پیکسلی کمتر: در مقایسه با دوربین هایی که از سنسورهای P1080 در چرخش عادی شان استفاده می کنند، دوربین هایی که سنسورها را می چرخانند، ۴۵ درصد پیکسل کمتری را در هر فوت ایجاد می کنند. کاربران باید هنگام محاسبه ی تراکم پیکسل بر مبنای تراکم ۸ مگاپیکسلی (P1080*4) ادعا شده توسط این دوربین های به این موضوع دقت داشته باشند.
- سنسورهای بیرونی کج: علاوه بر این، سنسورهای بیرونی این دوربین های در مقایسه با آن هایی که از چرخش استاندارد استفاده می کنند، کج می شوند و باعث می شوند مناطق بزرگی از این سنسورها روی آسمان با سقف به هدر بروند. این موضوع در تصویر زیر نشان داده شده است:
لایسنس دوربین های مولتی سنسور
به دلیل این که دوربین های مولتی سنسور بر خلاف پانوراما های چشم ماهی، به اعوجاج گیری نیاز ندارند، یکپارچه سازی VMS به طور معمول تقریبا آسان است. اما لایسنس دهی آنها کمی فرق می کند. VMS دوربین های مولتی سنسور را به صورت مجموعه ای از چند دوربین و مشابه با انکدر ۴ کاناله می بیند. مسئله یا اختلاف اصلی لایسنس دهی است. برخی از VMSها تنها هزینه ی یک لایسنس را اخذ می کنند. زیرا مولتی سنسور را به عنوان یک دوربین در نظر می گیرند یا هزینه را به ازای هر آدرس IP یا آدرس MAC مطالبه می کنند. سایر VMSها برای هر سنسور درونی هزینه ی لایسنس دهی مجزایی را طلب می کنند، زیرا دوربین شامل چند سنسور یا فید است.
امروزه مدل های متداول مولتی سنسور تنها از یک لایسنسVMS استفاده می کنند. با وجود این، بررسی این که هزینه ی مطالبه شده توسط VMS انتخاب شده چه قدر است اهمیت بسیاری دارد. زیرا این امر ممکن است هزینه را تا چند صد دلار بالا ببرد.
دوربین یکپارچه با IR
مدل های دوربین مولتی سنسور دارای IR یکپارچه بسیار رایج شده اند، اما هنوز هم جزء اقلیت به حساب می آیند. نکته ی قابل توجه این که، در آزمایش های انجام شده در شرایط کم نور، مدل های دوربین یکپارچه با IR به راحتی عملکرد بهتری از چند سنسورهای بدون IR داشتند. چنان که در نمونه ی آزمایشی روی دوربین داهوا PDBW8800 نشان داده شده است:
سنسورهای جابجا شونده
یکی دیگر از جدیدترین پیشرفت های حاصل در دوربین مولتی سنسور سرهای جابجا شونده است. این دوربین ها به کاربران این امکان را می دهند تا در صورتی که دید ۳۶۰ یا ۱۸۰ درجه ای ایده آل نباشد (نظیر تقاطع های سالن و یا محیط های عریضی که به جزئیات بهتری از نقاط مشخص نیاز دارند)، سنسورها را به بهترین مکان حرکت دهند. مدل های دارای سنسورهای جابجا شونده نسبت به مدل هایی لنز ثابت، کمتر رایج هستند. گر چه استفاده از آن ها در حال افزایش است و در حال حاضر گزینه هایی از شرکت های ارکانست، اویجیلون، اکسیس، هانوا و ویوک در دسترس هستند.
مزایا و معایب دوربین های مولتی سنسور جابجا شونده
مدل های لنز ثابت، در مقایسه با دوربین های مولتی سنسور جابجا شونده، دو مزیت کلیدی دارند:
- راه اندازی ساده تر: برخلاف مدل های دارای سنسور ثابت، که به صورت فوکوس شده به فروش می رسند، در مدل های جابجا شونده کاربران باید به صورت دستی هر سنسور را فوکوس و هدف گذاری کنند، که این مسئله زمان نصب را طولانی تر می کند.
- اندازه ی کوچکتر: مدل های جابجا شونده، نسبت به مدل های دارای سنسور ثابت، بزرگترند و ممکن است از نظر زیبایی شناختی انتخاب ارجحی نباشند.
مزیت کلیدی مدل های جابجا شونده، در مقایسه با چند سنسورهای ۱۸۰ و ۳۶۰ درجه ای، انعطاف پذیری است. زیرا می توان آن ها را به گونه ای تنظیم کرد که محیط هایی با اشکال عجیب را پوشش دهند، محیط هایی که پوشش آن ها از عهده ی مدل های ۱۸۰ و ۳۶۰ درجه ای بر نمی آید.
جزئیات تصویر و دوربین های چشم ماهی
زمانی که پوشش پانورامایی با زاویه ی عریض در نظر گرفته می شود، کاربران باید با دقت به الزامات PPF توجه کنند. زیرا مدل های دوربین مولتی سنسور در صحنه های بزرگتر بیشتر کارایی دارند. برای مثال، تصویر زیر جزئیات نسبی بین دوربین چشم ماهی تک سنسور، یک دوربین مولتی سنسور ۳۶۰ درجه ای (۹۰ درجه برای هر سنسور) و یک دوربین مولتی سنسور ۱۸۰ درجه را نشان می دهد. زمانی که سوژه در فاصله ای در حدود ۱۰ فوتی از دوربین قرار می گیرد، جزئیات وی و خطوط خوانای نمودار در مدل چشم ماهی به طرز چشمگیری کمتر هستند.
زمانی که سوژه در فاصله ی حدود ۳۰ فوتی از دوربین قرار می گیرد، دوربین پانورامایی چشم ماهی جزئیات قابل استفاده ای ارائه نمی دهد. در حالی که دوربین مولتی سنسور ۳۶۰ درجه ای هنوز دو خط خوانا از نمودار و بعضی از جزئیات شخص را نشان می دهد. در این فاصله، یک دوربین مولتی سنسور ۱۸۰ درجه ای هنوز جزئیاتی قابل تشخیص از شخص ارائه می کند.
