یکی از مسائل مهمی که اغلب در طراحی سیستم‌های نظارت تصویری مورد غفلت قرار می‌گیرد تعاملاتی‌ست که بین رزولوشن تصویر و میدان دید وجود دارد. در اثنای چنین تعاملاتی، چگونگی حصول اطمینان از کیفیت تصویر به موضوعی مهم تبدیل می‌شود. انتخاب لنز نیز نقشی کلیدی را در بهینه‌سازی کیفیت تصویر ایفا می‌نماید و این مقاله را در دو بخش بررسی خواهیم کرد.
تعاریف زیادی برای رزولوشن وجود دارد؛ هیچ تعریف واحدی در مورد تمامی شرایط صادق نیست. در اینجا لیستی از تعاریف مرتبط به ویدئوهای نظارتی و اپلیکیشن‌های بینایی ماشین (ماشین ویژِن) را ارائه می‌کنیم.
- تعریف شماره 1: رزولوشن را می‌توان به عنوان تعداد ردیف‌ها یا ستون‌های پیکسل موجود در سنسوری مطرح کرد که برای ثبت یک تصویر مورد استفاده قرار می‌گیرد. هر چقدر تعداد این خطوط بیشتر باشد، جزئیات بیشتر یا میدان دید بزرگتری را می‌توان به وسیله‌ی دوربین ضبط کرد.
- تعریف شماره 2: رزولوشن را می‌توان به عنوان تعداد کل پیکسل‌ها مطرح کرد. در دوربین‌های مگاپیکسلی، رزولوشن معمولا تعداد کل پیسکل‌هاست که بر 1.000.000 تقسیم می‌شود و گرد می‌گردد.
- تعریف شماره 3: رزولوشن می‌تواند بیانگر سطح جزئیاتی باشد که با کمک آنها می‌توان یک تصویر را دوباره ساخت یا ثبت کرد. در سنسور تصاویر، رزولوشن به عنوان جفت خطوط موجود در هر میلی‌متر (lpm) مطرح است و معمولا طراحان لنزها و مهندسان اپتیک و لیزر از این اصطلاح استفاده می‌کنند.
- تعریف شماره 4: از رزولوشن می‌توان به عنوان پیکسل‌هایی یاد کرد که در هر فوت یا متر از سوژه وجود دارد. این بازنمایی ابعاد سنسور تصویر روی سوژه آسان‌ترین کار جهت محاسبه‌ی سطح جزئیاتی است که می‌توان روی تصویر مشاهده کرد.
در هر ترکیبی از دوربین و لنز، رزولوشن اصلی دوربین در سراسر میدان دید لنز پخش شده است و تراکم پیکسل و رزولوشن تصویر را تعیین می‌کند. هر چقدر پراکندگی رزولوشن بیشتر باشد، تراکم پیکسل‌ها و رزولوشن تصویر یا جزئیات تصویر کمتر می‌شود. یک میدان دید گسترده امکان پوشش‌دهی یک منطقه‌ی گسترده را به شما می‌دهد، اما این میدان دید اجازه‌ی دیدن جزئیات زیادی را به شما نمی‌دهد؛ از سوی دیگر، یک میدان دید باریک شما را قادر می‌سازد تا جزئیات زیادی را به قیمت فدا کردن پوشش‌دهی گسترده‌ی یک منطقه ثبت کنید.
راه‌های دیگر افزایش جزئیات تصویر
نخست به فاصله‌ی دوربین از سوژه می‌پردازیم. در صورت امکان، نصاب می‌تواند جزئیات تصویر را با نزدیک‌تر کردن دوربین به سوژه بالا ببرد. شاید در نصب یک سیستم جدید این کار میسر باشد، اما روی یک سیستم نصب شده از پیش این کار ما را از لحاظ محدودیت‌های فیزیکی محل نصب و سیستم و همچنین هزینه‌های مربوط به کابل‌کشی دوباره دچار محدودیت می‌کند. نزدیک‌تر کردن دوربین به سوژه باعث بالا رفتن جزئیات تصویر می‌شود، اما میدان دید تصویر را کاهش می‌دهد.
دومین متغیری که می‌توان تغییر داد رزولوشن دوربین است. با انتخاب یک دوربین با رزولوشن بالاتر به همراه تعداد پیکسل‌های آغازین بیشتر و پخش کردن آنها روی همان میدان دید به همان شکل سابق، تراکم پیکسل‌ها بالاتر خواهد شد و جزئیات تصویر حاصل شده بهتر خواهد بود. البته که پیش‌فرض چنین کاری این است که شما می‌توانید چنین تغییری در سیستم خود ایجاد کنید و می‌توانید از پس قیمت‌‌های احتمالا بالاتر الزامات سخت‌افزاری و فضای ذخیره‌سازی موردنیاز برای داده‌های به دست آمده از سیستم‌های با رزولوشن‌های بالاتر بر بیایید. دوربین‌های با رزولوشن بالاتر و داده‌های متمرکز نیز نرخ فریم سیستم را پایین خواهند آورد؛ نرخ فریم چیزی است که باید در کنار استانداردها و الزامات مخصوص این صنعت مورد توجه قرار بگیرد.
استفاده از ابزارهای موجود
ابزارهای کارامد زیادی برای کمک به طراحی سیستم‌ها و انتخاب تجهیزات درست وجود دارد. برخی از شرکت‌ها سیستم‌های محاسبه‌گر رزولوشن تصویر و لنز خاص خود را دارند. این سیستم محاسبه‌گر به شما اجازه می‌دهد تا برخی از جزئیات مهم کاربری و تجهیزات احتمالی خود را وارد کنید و پس از آن سیستم با توجه به آن فرضیات رزولوشن تصویر را به سرعت محاسبه می‌کند. رزولوشن دوربین و سایز سنسوری که قصد استفاده از آن را دارید، میدان دید لنزی که به نظرتان احتیاج دارید و سپس متغیرهای کلیدی پروژه‌ی خود را در این سیستم وارد کنید؛ این متغیرهای کلیدی موارد زیر را شامل می‌شوند:
- به نظر شما از لحاظ تراکم پیکسل به چه مقدار رزولوشن نیاز دارید؟
- پوشش‌دهی موردنیاز شما از لحاظ فاصله (فوت یا متر) چه مقدار است؟
- یا اینکه دوربین چقدر از سوژه فاصله دارد؟
این ابزار در مراحل بعدی سایر متغیرها را برای شما محاسبه می‌کند.
به عنوان مثال در این سیستم لحاظ می‌کنید که قصد استفاده از یک سنسور دوربین 5 مگاپیکسلی و2.5/1 اینچی و یک لنز 3 میلی‌متری دارید و 50 فوت از سوژه‌ی خود فاصله خواهید داشت. این ابزار تراکم پیکسل شما را محاسبه خواهد کرد – با توجه به اطلاعات وارد شده، نتیجه‌ی 27 پیکسل/فوت و وسعت پوشش‌دهی 29 فوت خواهد بود. خروجی این ابزار تصویری با یک سطح رزولوشن معین است که با توجه به متغیرهای انتخابی به دست آمده است؛ با این کار به سرعت می‌توانید بفهمید که آیا رزولوشن کافی را برای رفع نیازهای کاربری خود در دست دارید یا خیر.
جدیدترین نسخه‌های مخصوص گوشی‌های هوشمند و تبلت این اپلیکیشن‌ها بهبودهایی داشته‌اند که به کاربران اجازه می‌دهند تا ارتفاع دوربین و/یا زاویه‌ی دوربین را وارد سیستم کنند تا ببینند که آیا با دادن فاصله‌های مختلف از دوربین به فرض مثال سر یک فرد در تصویر پوشش داده خواهد شد یا خیر. حتی در این نسخه‌های جدید کاربر می‌تواند یک سطح از نویز jpeg را در سیستم لحاظ کند تا تصویر حاصل شده دقیق‌تر منعکس‌کننده‌ی دنیای واقعی باشد.
برگرفته از مجله a&s