یکی از نکات مهم هنگام خرید انواع دوربین مداربسته، اطمینان از کیفیت تصویر آن است. اگر دوربین مدار بسته کیفیت تصویر قابل قبولی نداشته باشد، عملا بلااستفاده خواهد بود. زیرا نمی‌توان در مواقع ضروری جزئیات تصویر را به خوبی تشخیص داد. مثل زمانی که بخشی از تصویر ضبط شده بسیار تاریک یا بسیار روشن باشد. برای رفع این مشکل، تکنولوژی‌هایی در دوربین‌های مدار بسته IP (دوربین تحت شبکه) تعبیه شده است. از جمله این تکنولوژی‌ها می‌توان به فناوری‌های WDR ، BLC و HLC در دوربین مداربسته، اشاره کرد. در این مقاله، به طور گسترده به معرفی این سه فناوری می‌پردازیم. همچنین، تفاوت WDR ، BLC و HLC در دوربین مداربسته را نیز توضیح خواهیم داد.

اهمیت WDR ، BLC و HLC در دوربین مداربسته

سیستم نظارت تصویری و دوربین‌های مداربسته هر کدام دارای ویژگی‌های مختلفی هستند. خریداران معمولا با این ویژگی‌ها آشنایی ندارند. و همین امر باعث سوء استفاده برخی فروشندگان و حتی تولیدکنندگان می‌شود. شما خریداران عزیز با دانستن این ویژگی‌های مهم (و همچنین نکات گفته شده در راهنمای خرید دوربین مداربسته)، می‌توانید با اطمینان اقدام به خرید دوربین متناسب با نیاز خود کنید. 3 فناوری WDR ، BLC یا HLC در دوربین مداربسته باعث افزایش کیفیت و وضوح تصویر دوربین می‌شوند. این سه فناوری به نوع حسگر و پردازنده دیجیتال تعبیه شده داخل دوربین مدار بسته، بستگی دارند. پس هنگام خرید دوربین مداربسته با کیفیت، به وجود حسگرها و پردازنده دیجیتالی که در این مقاله به آن‌ها اشاره می‌کنیم، دقت کنید.

تفاوت WDR ، BLC و HLC در دوربین مداربسته

مسلما تا به حال تصویر دوربین مداربسته‌ای را دیده‌اید که در نقاط کم نور بسیار تاریک بوده؛ و یا در نقاط پر نور به صورت یک لکه پرنور سفید ضبط شد است. فناوری‌های WDR ، BLC و HLC در دوربین مداربسته، باعث می‌شود که تصویر در هر شرایط نوری، شفاف و با کیفیت ضبط و ثبت شوند. اما تفاوت WDR ، BLC و HLC در چیست؟

فناوری‌های WDR ، BLC و HLC در دوربین مداربسته، میزان نوردهی تصویر و وضوح تصویر را تنظیم می‌کنند. BLC و HLC به وسیله یک سری تنظیمات دیجیتال، نور ناهموار را جبران کرده و تصویر را متعادل می‌کنند. اما WDR به وسیله سخت‌افزار خود دوربین مداربسته، نور را در کل تصویر متعادل می‌کند.

در ادامه به توضیح WDR ، BLC و HLC در دوربین مداربسته می‌پردازیم؛ تا متوجه تفاوت عملکرد هر یک بشوید.

HLC در دوربین مداربسته چیست؟

فناوری HLC (Highlight compensation) یا جبران هایلایت، برای از بین بردن تأثیر نورهای بیش از حد منابع نوری قوی (مثل چراغ‌ها یا نور افکن‌ها) استفاده می‌شود. نورهای بیش از حد، باعث پرنور شدن قسمتی از تصویر و یا ایجاد لکه سفید پر نوری در تصویر می‌شوند. فناوری HLC دارای حسگرهایی است که با تشخیص نقاط پرنور در تصویر، نوردهی در این نقاط را کاهش می‌دهد. برای دوربین‌های مداربسته جلوی درب ورودی، دوربین‌های ترافیکی و کاربردهایی از این دست، امکان خوانایی پلاک خودروها بسیار مهم است. قابلیت HLC  باعث کاهش قابل ملاحظه نور خیره‌کننده چراغ جلو وسایل نقلیه شده؛ و مشاهده پلاک و سایر جزئیات خودرو را امکان‌پذیر خواهد کرد.

BLC در دوربین مداربسته چیست؟

فناوری BLC (Backlight compensation)  یا جبران نور پس‌زمینه، به وسیله پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP)، سطح نوردهی به کل تصویر را افزایش می‌دهد. به این صورت که کل تصویر را به بخش‌های مختلفی تقسیم کرده و بر اساس میزان نور هر بخش، نور آن را تنظیم می‌کند. سپس بخش‌های بسیار پرنور یا کم نور را بهینه می‌کند، تا سطح نور کل تصویر طبیعی شود.

برای درک کاربرد فناوری BLC، فردی را تصور کنید که در هنگام روز از درب وردی داخل می‌شود. نور پس زمینه شخص بسیار زیاد است. و دوربین تمام نور طبیعی پشت شخص را دریافت می‌کند. به این ترتیب، شخص که در پیش‌زمینه قرار دارد، در تصویر بسیار تیره دیده می‌شود. در چنین شرایطی، نمی‌توان شخص یا جسم را تشخیص داد. برای جلوگیری از این اتفاق، باید از دوربین مداربسته دارای فناوری BLC استفاده کرد. این دوربین‌ها، میزان نوردهی در پیش‌زمینه و پس‌زمینه را بهبود می‌دهند.

در شرایطی که تفاوت نور شدید بین پس‌زمینه و پیش‌زمینه وجود دارد، فناوری BLC دچار محدودیت خواهد شد. در این شرایط وجود فناوری WDR بسیار کمک کننده است.

WDR در دوربین مداربسته چیست؟

Wdr چیست؟ قابلیت WDR (Wide Dynamic Range) در دوربین‌های مداربسته IP، باعث متعادل‌سازی تصاویر ضبط شده می‌شود. فناوری WDR  شبیه به فناوری BLC است. اما بسیار پیشرفته‌تر از BLC عمل می‌کند. دوربین‌های مداربسته دارای این قابلیت، در محیط‌های دارای نور طبیعی گسترده و زیاد مانند فروشگاه‌ها، بسیار کاربرد دارند. درباره معنی تحت‌الفظی WDR و اینکهWide dynamic range  چیست؟ باید بگوییم که WDR  به معنی محدوده دینامیکی گسترده است. محدوده دینامیکی گسترده، خود به معنای تفاوت در نسبت مقادیر قابل اندازه‌گیری است. در دوربین مداربسته، فناوری WDR به معنای تفاوت در نسبت بین تاریک‌ترین و روشن‌ترین نقاط تصویر است. فناوری WDR اندازه‌های مختلفی دارد. برای اندازه‌گیری WDR از واحد DB استفاده می‌شود. هر چه مقدار DB بیشتر باشد، یعنی برد WDR بالاتر بوده و دوربین مداربسته تصاویر بهبود یافته‌تر و متعادل‌تری خواهد داشت. WDRهای بالایی مثل DB120، طیف گسترده‌تر نور را تولید کرده و باعث متعادل‌سازی بیشتر نور در نقاط تاریک یا پرنور می‌شوند؛ حتی در شب.

دوربین‌های دارای WDR دارای دو سنسور از نوع CCD هستند. یک سنسور برای گرفتن عکس و فیلم با سرعت بالا و یک سنسور برای سرعت پایین. این دو سنسور همزمان با یکدیگر عمل کرده تا اسکن‌های مختلفی از یک صحنه بگیرند و یک تصویر با کیفیت و متعادل تحویل دهند. دو اسکن از هر فریم گرفته می‌شود. یک اسکن در شرایط نوری معمولی، و دیگری در سرعت بالا که نور قوی باشد. سپس پردازشگر تصویر، دو اسکن را ترکیب کرده تا تصویر کلی با نور و شفافیت داخلی و خارجی مطلوب تحویل دهد.

دو نوع فناوری محدوده دینامیکی گسترده یا WDR در دوربین‌های مداربسته IP مورد استفاده قرار می‌گیرد. WDR  دیجیتال و WDR  واقعی. در نظر داشته باشید که WDR دیجیتال ارزان‌تر از WDR واقعی است. با این وجود، WDR دیجیتال نیز باعث افزایش کیفیت قابل قبول تصویر حتی در شب می‌شود.

True WDR

 WDR واقعی، نوع واقعی این فناوری است که دو سنسور CCD و یک پردازنده سیگنال دیجیتال به نام DSP، برای متعادل‌سازی نور در نقاط تاریک یا پرنور استفاده می‌کند. به طور کلی فناوری True WDR نیاز به سنسورهای تصویر گرانی دارد. به همین دلیل در دوربین‌های مداربسته‌ با قیمت مناسب‌تر از فناوری DWDR استفاده می‌شود. یکی دیگر از دلایل استفاده از فناوری DWDR، در دسترس نبودن امکان استفاده از True WDR در دوربین‌های دارای سنسور CMOS است. از آنجایی که اکثر دوربین‌های مداربسته بازار سنسور دارند، مجبور هستند از فناوری‌های جایزگزین مثل DWDR برای بهبود کیفیت تصویر استفاده کنند.

Digital WDR

این نوع WDR از الگوریتم‌های نرم‌افزاری برای متعادل‌سازی نور در نقاط تاریک یا پرنور استفاده می‌کند. برای داشتن ویژگی‌های قابلیت WDR به طور ارزان، تکنولوژی dwdrارائه شد. DWDR (Digital WDR) مشابه WDR (True WDR) است. با این تفاوت که در DWDR به جای حسگر تصویر، از تراشه DSP (پردازنده سیگنال دیجیتال) استفاده می‌شود. (مانند تفاوت زوم اپتیکال و زوم دیجیتال). همانطور که گفتیم؛ فناوری WDR واقعی، از تکنولوژی Double Scan استفاده می‌کند. در حالی که فناوری DWDR از ویژگی سیگنال‌های دیجیتال بهره می‌برد. یعنی نوردهی را بر اساس هر پیکسل تصویر محاسبه می‌کند. به همین دلیل فناوری DWDR محدودیت‌هایی دارد. این فناوری نمی‌تواند پیکسل‌های بسیار روشن را کاملا بهینه کند. همچنین، تصویر بهینه شده توسط فناوری DWDR پیکسل‌دارتر از روش‌های دیگر است.

نکته: تصویربرداری مطلوب یک دوربین مداربسته به ترکیب “سنسورهای تصویر” و “پردازشگر سیگنال دیجیتال” دوربین وابسته است. زیرا میزان عملکرد WDR ، BLC و HLC در دوربین مداربسته وابسته به سنسور تصویر و پردازشگر تعبیه شده در دوربین هستند. به همین دلیل هنگام خرید دوربین مداربسته، علاوه بر 6 ویژگی پیشرفته دوربین مداربسته که قبلا آنهای را معرفی کردیم، باید به وجود این دو مورد در مشخصات دوربین نیز توجه کنید. در ادامه به معرفی سنسورها و پردازنده دیجیتال در دوربین مداربسته می‌پردازیم:

حسگرهای تصویر

حسگرها یا سنسورهای تصویر، از اجزای مهم دوربین مدار بسته هستند. سنسورها، نور تابیده شده به لنز دوربین را  می‌گیرند و به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند. به این ترتیب، تصویر به صورت ویدئو ضبط خواهد شد. دو نوع سنسور تصویر داریم:

حسگر تصویر CCD (Charge Coupled Device)

این سنسور در دوربین‌ آنالوگ متداول است؛ و کیفیت بسیار بالایی دارد. سنسور CCD تصویر را چندین بار ضبط و ذخیره می‌کند. سپس این تصاویر را ترکیب کرده تا کیفیت کلی تصویر بهینه شود. سنسور CCD بالاترین حساسیت به نور را دارد. به همین دلیل CCD های مگا‌پیکسلی نسبت به سنسور COMS بسیار گران هستند. سنسور CCD  محدوده دینامیکی بسیار وسیع‌تری نسبت به سنسور COMS دارد. این ویژگی باعث بروز عیب‌هایی مثل نگه نداشتن سیگنال‌های بزرگ در هر پیکسل، و نویز خواندن بسیار کم در سنسور CCD می‌شود. سنسور CCD در شرایطی که نویز تصویر باید کم باشد (مثل محیط‌های کم نور) بهتر از سنسور COMS است.

حسگر تصویر COMS

به دلیل گران بودن سنسور CCD، امروزه اکثر دوربین‌های IP و HD موجود در بازار، دارای سنسور COMS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) هستند. سرعت تبدیل تصاویر به سیگنال‌های دیجیتال در سنسور COMS بسیار بیشتر از سنسور CCD است. همچنین مصرف برق این سنسور‌ها کمتر از سنسورهای CCD است. اما نویز تصویر در دوربین‌های دارای سنسور COMS بیشتر از سنسور CCD است. سنسور COMS در کاربردهایی که سرعت مهم است، بهتر از سنسور CCD عمل خواهد کرد.

پردازنده سیگنال دیجیتال DSP

DSP (Digital Signal Processor) یا پردازنده سیگنال دیجیتال، یک تراشه است که تصویر دریافت شده توسط سنسورهای تصویر را پردازش می‌کند. تراشه DSP اجزا مختلفی شامل حافظه داده، حافظه برنامه، موتور محاسباتی و نرم‌افزار دارد. DSP یکی از اجزای مهم در دوربین مداربسته است. کیفیت کلی تصویر دوربین و تصویربرداری‌های پیشرفته توسط فناوری‌های WDR ، BLC و HLC، به کیفیت DSP وابسته هستند.

کدام یک از فناوری‌های WDR ، BLC و HLC در دوربین مداربسته بهتر است؟

پاسخ به این سوال در شرایط نوری و محیطی مختلف متفاوت است. شما ابتدا باید بدانید دوربین مداربسته را برای چه محیطی می‌خواهید استفاده کنید. برای مثال، در محیط پارکینگ و در قسمت ورودی، نور روز بیش از اندازه خواهد بود. در اینگونه محیط‌ها، دوربین مداربسته با قابلیت WDR بهتر از فناوری BLC عمل خواهد کرد. نکات زیر  به شما برای درک کاربرد هر کدام از فناوری‌های WDR ، BLC و HLC در دوربین مداربسته، کمک خواهد کرد.

• به طور کلی، فناوری WDR در هر شرایطی باعث کیفیت بسیار بالای تصویر می‌شود و نور را بهتر متعادل‌سازی می‌کنند. به همین خاطر تقریبا همه دوربین‌های مداربسته با کیفیت از این فناوری برخوردار هستند. زیرا دوربین‌های مداربسته دارای قابلیت WDR واقعی، کنتراست روشنایی بسیار خوبی در اکثر محیط‌ها ایجاد می‌کنند.
• فناوری BLC در دوربین‌های مداربسته‌ای که سنسور تصویر CCD دارند، در محیط‌های کم نور مثل کوچه بسیار عملکرد خوبی دارد. زیرا فناوری BLC نوردهی به کل تصویر را افزایش داده؛ و به عبارتی جبران نور پس‌زمینه را انجام می‌دهد.
• اما اگر می‌خواهید تصویر فوق‌العاده شفاف و با کیفیتی در محیط‌های کم نور داشته باشید، دوربین مداربسته‌ای بخرید که هر دو فناوری Digital WDR و BLC را داشته باشد.
• و اما فناوری HLC در دوربین مداربسته، که برای کاهش نوردهی از یک منبع نور قوی مثل نورافکن استفاده می‌شود. دوربین‌های مداربسته با قابلیت HLC، برای محیط‌هایی که نور بسیار قوی دارند، بسیار کاربرد دارد. یکی از کاربردهای مهم این فناوری استفاده در دوربین‌های نظارتی بزرگراه‌ها و کنترل ترافیک است.