رزولوشن تصویر دوربین مدار بسته : (قسمت سوم : فشرده سازی، متغیرهای موثر )

فشرده سازی تصاویر در دوربین مداربسته

با توجه به اینکه رزولوشن یک مقیاس اندازه گیری فیزیکی تعداد پیکسلهاست، نمی توان فهمید که چه مقدار از پیکسلها در پروسه فشرده سازی تغییر کرده اند. هر پیکسل دارای یک مقدار رنگی معین است که این مقدار معمولا در یک مجموعه 16 میلیون عضوی از انواع رنگها (24 بیت رنگی) قرار می گیرد. این موضوع باعث می شود برای هر پیکسلی نیاز به حفظ مقدار زیادی داده داشته باشیم.

برای مثال یک جریان تصویری با رزولوشن 1080P با سرعت ضبط 30 فریم در ثانیه اگر قرار باشد فشرده نشود به حجمی برابر 1 گیگابیت بر ثانیه خواهد رسید! اما تصاویر ویدئویی دیجیتال امروزه در بخش نظارت تصویری و دوربین مداربسته بصورت فشرده در می آیند. بنابراین یک ویدئو با رزولوشن 1080P و با نرخ ضبط 30 فریم در ثانیه معمولا با حجمی برابر 1 تا 8 مگابیت بر ثانیه ضبط و تولید می شود؛ این یعنی با فشرده سازی 1 صدم تا 1 هزارم نسبت به ویدئویی غیر فشرده سر وکار داریم. اما سوال اینجاست که چقدر یک ویدئو – هرقدر هم حجیم - فشرده شده است؟

جنبه مثبت ماجرا این است که بدون کاهش شدید کیفیت تصاویر توانسته ایم حافظه و پهنای باند را بهینه تر و با کاهش بیشتری مصرف کنیم. این نشان می دهد که چرا اینقدر این موضوع مهم است و اجماع نظر بین متخصصان بر همین موضوع طبیعی است.

اما انتخاب میزان مناسبی از فشرده سازی کمی نیاز به دانستن فوت و فن و تجربه دارد. اینکه چقدر افت کیفیت بر اثر فشرده سازی قابل قبول است هم بستگی به هدف نهایی بینندگان یا جزئیاتی دارد که نیاز است ذخیره شود. بازهم مهم است که بدانیم آیا افزایش فشرده سازی می تواند به صرفه جویی بهتر در فضای ذخیره سازی و یا کاهش استفاده از سوئیچ و سرورها بینجامد؟

اگر دو دوربین مداربسته یکسان با رزولوشنی یکسان را در نظر بگیرید، کیفیت تصاویر می تواند با توجه به نوع فشرده سازی مورد استفاده و میزان(Level) فشرده سازی با یکدیگر تفاوت داشته باشد.

محدودیت در مقدار رزولوشن دوربین مدار بسته

حتی اگر کیفیت تصاویر هم با توجه به افزایش تعداد پیکسلهای تصویر بالاتر رود(قبلتر گفتیم که این باور غلط است) دو عامل کلیدی دیگر هم وجود دارند که در عمل برای کیفیت تصاویر محدودیت ایجاد می نماید : زاویه تصویر برداری و رزولوشن حداقلی مورد نیاز .

زاویه تصویر برداری دوربین مداربسته :

جدا از اینکه کیفیت یک تصویر چقدر است، لازم است که تصویر از زاویه مناسبی گرفته شود تا جزئیات یک شیء یا هدف بخوبی دیده شود. برای مثال در تصویر زیر میبینید که کیفیت تصویر و نتیجه برداشت شده از تصاویر کاملا متفاوت از رزولوشن دوربینهاست:

حتی اگر تصویر سمت چپ 10 برابر پیکسل بیشتر از تصویر راست هم میداشت باز هم جزئیاتی را که در تصویر راست واضح دیده می شود را در اختیار ما قرار نمی داد. این یک مشکل رایج است که مثلا در پروژه هایی مثل پارکینگهای بزرگ تنها با یک دوربین مداربسته با رزولوشن بالا، می تواند آزار دهنده شود. یعنی حتی اگر شما تعداد پیکسل مورد نیازتان را هم در تصویر داشته باشید بازهم ممکن است راننده ای که موازی یا مخالف جهت دوربین مداربسته حرک می کند را بخوبی نشناسید و جزئیات نا مفهوم و در زاویه ای بد دیده شود. تازه با آن زاویه علاوه بر اینکه نمی شد چیزی از چهره راننده را تشخیص داد، پلاک خودرو هم جالب دیده نمی شد.

رزولوشن مورد نیاز یا حداقل پیکسل مورد نیاز دوربین مداربسته

غالبا از گذشته اینطور بوده که سیستمهای نظارت تصویری همیشه تشنه رزولوشن بودند. در واقع همیشه نیاز به رزولوشن و احتیاجات امنیتی سریعتر از رزولوشن پیش می رفتند. وقتی رزولوشن تصاویر و تعداد پیکسلها به بیش از 2 مگاپیکسل رسید عملا دیگر موضوع پیکسل از صدر نیازمندیها خارج شد و بنوعی افزایش آن خیلی دردی را دوا نمی کرد. یعنی این رزولوشن برای داشتن جزئیات کافی از چهره و یا جزئیات پلاک خودرو می تواند کافی باشد و اغلب کاربران هم در عمل از افزایش رزولوشن سود زیادی نبرده اند. ممکن است که تصویر کمی زیباتر بنظر بیاید اما کیفیت نهایی و بعبارتی آنچه باقی می ماند خیلی هم فرق ندارد. آنچه می گوییم مفهوم مهمی است که درک آن با درک مفهوم PPF یا چگالی پیکسلها در تصویر یک هدف، یکسان است. هدف ما از طرح این جملات این است که گاهی انگار با اشتباه تصمیم گیری در پروژه و عدم تناسب رزولوشن یا موارد یاد شده می تواند تنها به "هدر دادن" پیکسلها بینجامد.

عوامل موثر بر روی رزولوشن

متاسفانه عوامل زیادی بر روی رزولوشن سیستمهای نظارت تصویری اثر می گذارند که در زیر آورده شده اند:

• کارایی یا قابلیت کار در نور کم
• کارایی WDR
• تنظیمات فشرده سازی
• زاویه دوربین مداربسته (زاویه افقی) یا زاویه عمودی
• فکوس و نوع لنز مورد استفاده

رزولوشن قید شده در مشخصات دوربین مداربسته تنها یک متریک یا عدد مقیاس سنجی رایج است که خیلی نباید بر روی آن تاکید داشته باشید. نتیجه عمل همیشه متفاوت از اعداد و در مقابله با مشکلات متفاوت خواهد شد. درک موضوع رزولوشن تصویر و عوامل موثر در تغییر آن برای داشتن بالاترین کیفیت بصورت اختصاصی برای هر نوع کاربردی بسیار مهمتر از اعداد و ارقامیست که در مشخصات یک محصول قید می شود. تازه این با فرض این موضوع است که همه این ارقام واقعی و بدور از بزرگنمایی بوده باشد.