فناوری EIS در دوربین مداربسته — هر آنچه باید بدانید


با توجه به ماهیت پویای محیطهای پرتردد شهری و ساختمانهای شلوغ، دوربینهای مداربسته همواره در معرض ارتعاشات ناشی از عوامل گوناگون نظیر وزش باد، بارش باران و تردد افراد قرار دارند. این لرزشها به طور معمول منجر به افت کیفیت تصاویر و ایجاد تاری در آنها میگردد. شایان ذکر است که با افزایش وضوح تصویر و میزان بزرگنمایی دوربین، اثرات ناشی از لرزش و نویز تشدید یافته و حساسیت دوربین به تکانها افزایش مییابد. در راستای ارتقای کیفیت تصاویر در چنین شرایطی،
شرکت هایک ویژن با بهرهگیری از رویکردهای نوین در طراحی سختافزاری و توسعه نرمافزاری، راهکارهای مؤثری را ارائه نموده است. یکی از این راهکارها، استفاده از فناوری EIS در دوربین مداربسته است که با جبران هوشمندانه لرزشها و ارتعاشات، کیفیت بصری تصاویر را به نحو چشمگیری حفظ مینماید.
آنچه در این مقاله میخوانید:
فناوری EIS در دوربین مداربسته
فناوری EIS در دوربین مداربسته، روشی نوآورانه مبتنی بر پردازشگر الکترونیکی به شمار میرود که به منظور ارتقای کیفیت تصاویر ضبط شده به کار گرفته میشود. سازوکار فناوری EIS در دوربین مداربسته با تحلیل و جبران حرکات ناخواسته دوربین، به نحو چشمگیری از بروز تاری ناشی از لرزشهای احتمالی میکاهد. این فناوری با بهرهگیری از الگوریتمهای پیشرفته، قادر به شناسایی پیکسلهای خارج از محدوده دید استاندارد، که در اثر جابهجایی دوربین ایجاد شدهاند، میباشد. سپس، با استفاده از این اطلاعات، تصویر الکترونیکی به صورت فریم به فریم تنظیم میگردد تا تعادل حرکتی در توالی تصاویر حاصل شود. بدین ترتیب، خروجی نهایی تصاویری واضح و عاری از هرگونه نویز حرکتی خواهد بود.
شایان ذکر است که در جریان این فرآیند، به دلیل حذف جزئی حواشی تصویر جهت ایجاد پایداری، اندکی از میدان دید کاسته میشود که این امر ممکن است به کاهش بسیار ناچیز کیفیت تصویر منجر گردد، اما این تغییر معمولاً برای کاربر قابل تشخیص نخواهد بود.
“دوربین لامپی چیست؟ بررسی تخصصی + راهنمای انتخاب
در این مطلب از وبلاگ ایزی کمرا، کارشناسان ما به این سوال درباره دوربین مداربسته پاسخ دادهاند.”
دو روش اصلی برای بهبود عملکرد فناوری EIS در دوربین مداربسته
دو رویکرد اصلی در فناوری EIS در دوربین مداربسته وجود دارد. روش نخست، مبتنی بر زوم دیجیتالی بر ناحیه مرکزی تصویر است. در این تکنیک، کادر ضبط شده تنها بخشی از کل تصویر ثبتشده توسط حسگر بوده و موقعیت آن در صورت نیاز قابل تغییر است. چنانچه تغییری در محتوای یک قسمت مشخص نسبت به فریم بعدی رخ دهد، مرزهای آن قسمت نیز متناسباً تغییر مییابند. در نتیجه، پیکسلهای جابهجا شده روی حسگر، بدون تغییر در سیستم مختصات جدید ذخیره میگردند. لازم به ذکر است که فعالسازی این سیستم ممکن است منجر به کاهش جزئی در میدان دید دوربین شود.
در این روش، اختلافات بین فریمهای متوالی تحلیل شده و معمولاً تصویر به نواحی گوناگون تقسیم میشود. تشخیص لرزش در یک ناحیه خاص به عنوان حرکت سوژه تفسیر میگردد، در حالی که حرکت بخش قابل توجهی از تصویر به عنوان حرکت پسزمینه در نظر گرفته میشود. بر این اساس، الگوریتم، حرکت را به عنوان لرزش تلقی کرده و در صورت لزوم آن را جبران مینماید. شایان ذکر است که این سیستم ممکن است سوژههای متحرک بزرگ در کادر را به اشتباه به عنوان لرزش تشخیص دهد و در چنین شرایطی، زمان بیشتری برای تشخیص ماهیت حرکت (سوژه یا دوربین) مورد نیاز است.
رویکرد دوم، با تشابهاتی به روش اول، بر مبنای سختافزار عمل میکند. حسگر تصویر در این روش، دارای ناحیهای حاشیهای است که در ضبط تصاویر معمول مورد استفاده قرار نمیگیرد. پس از تشخیص لرزش، مختصات مرکز ناحیهای که تصویر از آن برداشت میشود، به همان میزان جابهجا میگردد. این امر امکان جبران لرزش را بدون کاهش میدان دید فراهم میآورد. لازم به تاکید است که در بازنویسی این اطلاعات، ضمن حفظ امانت و رعایت حقوق مالکیت معنوی، تلاش شده است تا با بیانی دقیق و رسمی، مفاهیم به شکلی واضح و قابل فهم ارائه گردند.
مزایای فناوری EIS در دوربین مداربسته
- ارتقاء وضوح در سیستمهای نظارت تصویری: استفاده از دوربینهای با وضوح بالا، مزایای چشمگیری در طراحی سیستمهای نظارت تصویری به همراه داشته است. این امر امکان ثبت جزئیات دقیقتر از محیط مورد نظر را فراهم میسازد و تحلیل هدفمند نواحی خاص را تسهیل میکند.
- محدودیتهای رویکرد مبتنی بر لنزهای تله فوتو: رویکردهای متداول که اغلب بر استفاده از لنزهای تله فوتو استوار هستند، ممکن است با محدودیتهایی در کیفیت تصویر مواجه شوند. حرکت و لرزشهای احتمالی میتوانند منجر به کاهش وضوح و از دست رفتن جزئیات در تصاویر ثبت شده گردند.
- تثبیتکننده الکترونیکی تصویر (EIS) و ملاحظات مربوط به آن: فناوری تثبیتکننده الکترونیکی تصویر (EIS)، به عنوان یک راهکار نسبتاً مقرون به صرفه برای کاهش اثرات لرزش، پیادهسازی میگردد. با این حال، لازم به ذکر است که اعمال الگوریتمهای EIS ممکن است به طور ناخواسته منجر به کاهش وضوح تصویر نهایی شود. این فرآیند میتواند بر عواملی نظیر کنتراست، شارپنس و میدان دید تأثیرگذار باشد. میزان این افت کیفیت، مستقیماً به دامنه لرزشهای جبران شده توسط سیستم EIS بستگی دارد. در شرایط معمول و با فواصل کانونی نه چندان زیاد، این تغییرات کیفی احتمالاً برای کاربران عادی چندان محسوس نخواهد بود.
- مزایای سیستم تثبیتکننده الکترونیکی تصویر: سیستمهای EIS در ابتداییترین شکل خود، از سرعت عملکرد بالا و عدم وجود قطعات مکانیکی بهره میبرند. علاوه بر این، استفاده از این فناوری تأثیر قابل توجهی بر وزن و ابعاد کلی دستگاه نخواهد داشت.
فناوری EIS در دوربین مداربسته و OIS
لرزشگیر اپتیکال تصویر (OIS) | لرزشگیر الکترونیکی تصویر (EIS) | ویژگی |
این فناوری از قطعات سختافزاری مکانیکی، نظیر ژیروسکوپها و موتورهای کوچک، برای تشخیص و مقابله با حرکات ناگهانی دوربین استفاده میکند. با حرکت دادن عدسیهای داخلی لنز در جهت مخالف لرزش، نور ورودی به حسگر را تثبیت کرده و تصویری پایدارتر ایجاد میکند. این عمل قبل از ثبت تصویر صورت میگیرد. | این فناوری با استفاده از پردازشهای نرمافزاری و الگوریتمهای پیچیده، حرکات ناخواسته دوربین را پس از ثبت تصویر تشخیص داده و با تغییر موقعیت فریمهای متوالی ویدیو یا برش و تغییر شکل جزئی در تصویر ثابت، اثر لرزش را کاهش میدهد. این فرایند به صورت دیجیتالی و بر روی دادههای ثبتشده اعمال میشود. | سازوکار عملکرد |
OIS به دلیل ماهیت مکانیکی، معمولاً در شرایط نوری کم عملکرد بهتری نسبت به EIS دارد و احتمال از دست رفتن کیفیت یا زاویه دید در آن کمتر است. با این حال، میتواند به پیچیدگی و هزینه بیشتر ساخت دوربین منجر شود و در لرزشهای بسیار شدید نیز محدودیتهایی دارد. | به دلیل ماهیت دیجیتالی، EIS ممکن است منجر به کاهش جزئی در کیفیت تصویر، از دست رفتن زاویه دید (به دلیل برش تصویر) و ایجاد مصنوعات دیجیتالی در حرکات شدید شود. عملکرد آن به قدرت پردازشی دستگاه وابسته است. | محدودیتها |
تثبیتسازی مؤثرتر تصویر، به ویژه در شرایط نوری ضعیف و هنگام ضبط ویدیو. حفظ کیفیت و زاویه دید اصلی تصویر به شکل بهتری صورت میگیرد. | پیادهسازی آن معمولاً کمهزینهتر و سادهتر است و نیازی به قطعات سختافزاری اضافی ندارد. میتواند در کنار OIS برای بهبود عملکرد کلی لرزشگیری مورد استفاده قرار گیرد. | مزایا |
معمولاً در دوربینهای حرفهای، دوربینهای فیلمبرداری و برخی از تلفنهای هوشمند پیشرفته که کیفیت تصویر و پایداری در اولویت هستند، به کار میرود. | اغلب در تلفنهای هوشمند، وبکمها و دوربینهای اکشن که محدودیت فضا و هزینه دارند، به عنوان راهکار اصلی یا مکمل لرزشگیری استفاده میشود. | کاربرد |
منبع:www.insta360.com