نگاهی به دوربین‌های مداربسته

دوربین رنگی و مونوکروم :
دوربین رنگی این قابلیت را دارند تا تصاویر را به صورت تمام رنگی به مونیتورهای گیرنده ارسال نمایند البته از نظر قیمت در مقایسه با دوربین مونوکروم بسیار گرانتر می‌باشند ولی با این حال امروزه در نصب و راه اندازی سیستم‌های CCTVبسیار متداول شده است . در دوربین امنیتی به طور ویژه ممکن است این نیاز احساس شود که اشیا و امکانات باید با دقت بالایی مورد مونیتورینگ قرار گیرند از این رو دوربین رنگی نیز وارد بازار شده اند که در شرایطی که میزان روشنایی محیط در حد پایینی باشد میتواند با جزییات بالا تصاویر را به صورت رنگی نمایش دهد . دوربین مونوکروم که به نام‌های دوربین سیاه و سفید و یا B&Wنیز خوانده میشوند نسبت به دوربین رنگی قیمت پایین تری دارند اما از آنجا که برای رویت در مقایسه با دوربین رنگی نیاز به روشنایی کمتری دارند در محیط‌هایی که روشنایی کمتر است و اشیای تیره تری وجود دارند میتوان از این دوربین‌ها استفاده نمود . این نوع دوربین‌ها با توجه به این که از CCDهای SINGLE PLATEنیز استفاده میکنند در مقایسه با دوربین رنگی تصاویر با دقت بالاتری را ارایه میدهند .
شکل ظاهری دوربین مورد استفاده
در سیستم‌های CCTVبا توجه به محیطی که نیاز است تا دوربین نصب شود میتوان از دوربینی در شکل‌های استوانه ای ، جعبه ای ، دام و دام‌های ترکیبی استفاده نمود . دوربین نوع دام از یک محفظه گنبدی شکل تشکیل شده اند که دوربین را در مقابل خطرات غیر جدی محفظت میکند . در درون این محفظه میتوان دوربین را به صورت قابل گردش به حالت افقی یا عمودی قرار داد . در دوربین دام ترکیبی بخش‌های هد متحرک برای چرخش به صورت افقی و یا عمودی ، موتور محرک لنز و خود دوربین هر یک در بخش‌های جداگانه ای درون محفظه در بر گیرنده دوربین قرار دارند . محفظه به طور کامل نسبت به رطوبت و غبار محفظت شده است و به گونه ای طرحی شده است که صدای ناشی از حرکت دوربین را به حداقل می‌رساند .
منبع تغذیه سیستم‌های AC MAINSYSTEM
در صورتیکه از منبع تغذیه ACبرای استفاده از سایر امکانات مانند کاور نیز استفاده شود هزینه نصب منبع تغذیه کاهش می‌یابد . ۲۴V ACSYSTEMاین حالت هزینه تمام شده را کاهش میدهد مخصوصا زمانیکه که دوربین به صورت ترکیبی با کاور و هد‌های چرخاننده افقی و عمودی متصل شده باشد .
۱۲ V DC SYSTEM
از مهمترین مزیت‌های استفاده از این روش در این است که با توجه به اینکه منبع تغذیه مستقیما به دوربین متصل میشود و تغذیه هماهنگ کننده سیگنال‌های ویدیویی از این منبع تغذیه استفاده نمی‌کند امکان افت ولتاژ در این حالت به حداقل میرسد .
SINGLE CABLE
در این روش با استفاده از یک کابل کواکسیال سیگنال ویدیویی و کابل تغذیه دوربین از یک منبع استفاده میکنند و بنابراین مقدارهزینه‌های سیم کشی کاهش می‌یابد . البته باید توجه داشت که برای مسافت‌های طولانی نباید از این روش استفاده نمود و همچنین دوربین مختلف از سازندگان متفاوت را نمیتوان با این روش به یکدیگر مرتبط نمود .

کارآرایی دوربین‌ها
مهمترین انتظاراتی که از یک دوربین امنیتی میرود وضوح دوربین و میزان روشنایی تصاویر ارایه شده توسط آن است . منظور از وضوح در واقع کمیتی است که نشان میدهد تصویری که توسط دوربین ارایه شده است تا چه مقدار شفاف و خوانا است . وضوح دارای دو شاخص افقی و عمودی است منظور از وضوح افقی تعداد خطوط سیاه و سفیدی عمودی است که با چشم به راحتی میتواند از تصویری که توسط دوربین تهیه شده است دیده شود . دوربینی که در بحث امنیتی مورد استفاده قرار میگیرند دارای وضوح افقی بین ۳۳۰ تا ۴۸۰ میباشد . در صورتیکه وضوح بالاتری مورد نیاز باشد ، دوربین CCDبا وضوح افقی بالاتر از ۶۰۰ خط باید مورد استفاده قرار گیرد . در مقابل منظور از وضوح عمودی تعداد حداکثر خطوط افقی است که میتواند دوربین برای تهیه تصویر از آن استفاده نماید . مقدار این وضوح با توجه به سیستم اسکن مورد استفاده ( PAL,SECAM,NTSC) میتواند بین ۳۵۰ تا ۴۰۰ خط باشد .
حداقل میزان روشنایی تصاویر در واقع حداقل چگالی نوری است که از شئ مورد نظر باید تابیده شود تا دوربین بتواند از آن تصویر مناسبی ارایه دهد . واحد سنجش روشنایی بر حسب لوکس است و هر لوکس در واقع میزان روشنایی یک متر مربع از سطحی است که شدت نوری برابر ۱ لومن بر آن تابیده شود . به صورت تجربی میتوان گفت که روشنایی یک لوکس میزان نوری است که از یک شمع در فاصله یک متری دیده میشود .
فن آوری‌های مورد استفاده در دوربین امنیتی
تصحیح نور پشتی : در صورتیکه پنجره یا منبع نوری پر قدرتی در زمینه تصویری که دوربین ارایه میدهد قرار گیرد تصحیح این نور در دوربین ممکن است باعث شود تا موضوعاتی که در مقابل این منبع نوری قرار گرفته اند بسیار تاریک و حتی غیر قابل تشخیص گردند . از این رو فن آوری BLCدر دوربین مجهز به این فن آوری باعث میگردد تا اشیا مقابل منابع نوری با دقت کفی و وضوح مناسب تولید شوند.
WIDEDYNAMICRANGE
در حالیکه فن آوری BLCباعث میشود تا اشیای تیره موجود در تصاویر واضح تر گردند فن آوری WDR در دوربین‌ها سبب میشود تا در صورتیکه در محل تصاویر تیره و روشن وجود داشته باشد وضوح هر یک از این اشیا متناسب با یکدیگر و به صورت کاملا مشخص از هم تشکیل گردد .
تقویت کردن تصویر : IMAGE ENHANCER
این فن آوری سبب میشود تا در تصاویر تولید شده لبه‌های اشیا مشخص تر شوند و در تصاویر ارایه شده اشیا کاملا متمایز از یکدیگر به نظر آیند .
بالانس سفیدی تصویر :
در صورتیکه شعله یک شمع را در مقابل یک دوربین ببینیم مشاهده میشود که نقاط سفید رنگ شعله به صورت آبی کم رنگ و نقاط کم دماتر در شعله به رنگ زرد مایل به قرمز دیده میشود در صورتیکه در واقعیت اینگونه نیست و یا زمانیکه رنگ لباس‌های اشخاص در دوربین مشاهد شود دیده میشود که رنگ آنها در محیط درون اتاق با محیط خارج از اتاق که نور بیشتری در آن است تفاوت پیدا میکند اما در چشم انسان این اتفاق نمی‌افتد . دلیل این امر در این است که چشم انسان رنگ سفید موجود در محیط را متناسب با درجه حرارت آن رنگ احساس میکند و بقیه رنگ‌ها را با توجه به درجه حرارت رنگ سفید موجود در محیط تشخیص میدهد . این فن آوری که در دوربین مجهز به AWBاستفاده میشوند باعث رفع این مشکل در تصاویر به دست آمده از دوربین میگردد و تصاویر با رنگ‌های واقعی تری متناسب با درجه حرارت رنگ سفید موجود در محیط میدهد .
تصحیح اتوماتیک سیگنال :
این فن آوری باعث میشود که سیگنال ورودی در صورتیکه به طور ناگهانی افزایش و یا کاهش یابد این مقدار تغییر ناگهانی را از بین برده و به سیگنال اولیه قبل از تغییر تنظیم کند . البته باید توجه داشت که این امر باعث میشود در شرایط نوری پایین ، بر روی تصاویر به دست آمده نویز ایجاد میگردد .
تصحیح اتوماتیک حساسیت :
این فن آوری در دوربین امنیتی باعث میگردد که میزان روشنایی به دست آمده از تصاویر تهیه شده توسط دوربین در یک حد متعادل قرار گیرد این امر با کنترل سرعت شاتر دوربین تعیین میشود و با تغییر سرعت شاتر به جای تغییر در کوچک شدن یا بزرگ شدن لنز میزان نور ورودی را در حد متعادل قرار میدهد . این فن آوری AESدر مناطقی که فرکانس برق منطقه ۵۰ هرتز باشد قابل استفاده نخواهد بود .
تصحیح لزرش :
در مناطقی که مقدار فرکانس برق ۵۰ هرتز میباشد نور متصاعد شده از لامپ‌های فلورسنت و یا لامپ‌های جیوه ای باعث ایجاد پرش در تصاویر به دست آمده از دوربین میشود دلیل این امر هم در این است که سیکل فرکانس خاموش و روشن شدن لامپ در این مناطق هر ۵۰/۱ ثانیه است و سرعت شاتر ۶۰/۱ ثانیه و تولید ۶۰ فرم در ثانیه است از این رو در این مناطق در صورتیکه سرعت شاتر را به ۱۲۰/۱ افزایش دهیم این مشکل حل خواهد شد اگر چه این امر باعث میشود تا تصویر به دست آمده مقداری تیره تر گردد .
تصحیح حداکثر حساسیت :
این فن آوری باعث میشود تا سرعت شاتر کاهش یابد این امر زمانی مناسب است که بخواهیم از موضوع مورد نظر مدت زمان بیشتری تصویر داشته باشیم . اگر چه این عمل سبب از بین رفتن تعدادی از فرم‌ها و یا ایجاد نویز در تصویر نیز میشود اما با ترکیب با فن اوری دید در روز و شب میتواند به صورت بهینه تری مورد استفاده قرار گیرد .
دید در شب :
در صورتیکه بخواهیم از منطقه ای تصویر داشته باشیم که میزان روشنایی در آن از یک لوکس کمتر باشد میتوان فیلتر قطع اینفرارد را از مقابل CCDدوربین برداشت . در این صورت منبع ساطع کننده اینفرارد به عنوان منبع نوری برای دوربین به کار برده میشود و در نتیجه میتوان درمناطق تیره نیز از اشیا تصویر داشت . البته استفاده از این فن آوری باعث میشود که دوربین رنگی نیز در این شرایط کاری تصاویر مونوکروم تولید نمایند .
فیلتر کردن نقاط خاص از دید دوربین :
در هنگام تصویر گرفتن از مناطق خاص در صورتیکه نیاز باشد تا بخش خاصی از مکان مورد نظر مورد مونیتورینگ دوربین قرار نگیرد مانند پنجره‌های ساختمان‌های اطرف میتوان تا حداکثر ۴ بخش را توسط این فیلتر از مونیتور شدن توسط دوربین حذف نمود . این فن آوری بر روی دوربین متحرک و هنگام زوم کردن دوربین نیز قابل استفاده میباشد .

تکنولوژی‌های معمول دوربینهای مداربسته
یک دوربین را میتوان به مانند چشم انسان در نظر گرفت ، زمانی که نور وارد دوربین میشود به وسیله سنسورهای تبدیل تصویر ، CCD، به سیگنال‌های الکترونیکی تبدیل می‌گردد . درست مانند آنچه در شبکیه چشم انسان اتفاق می‌افتد . سپس این سیگنال‌های الکترونیکی به یک نمایش دهنده مانند تلویزیون فرستاده میگردد .
چشم انسان :
چشم انسان تقریباً یک عدسی کروی با قطر ۵/۲ سانتی‌متر می‌باشد که از چندین لایه مختلف که درونی‌ترین آن‌ها شبکیه نام دارد تشکیل شده است. ماهیچه‌های اطرف چشم اندازه لنز را تنظیم می‌کنند که این‌کار چشم را قادر به زوم (zoom) کردن روی اشیاء می‌کند . وظیفه عدسی چشم ، فرم و شکل دادن به تصویری است که توسط میلیون‌ها سلول گیرنده مخروطی (Cone) و میله‌ای (rod) گرفته شده و برروی پرده شبکیه افتاده است ، می‌باشد . سلول‌های میله‌ای به یک عصب معمولی که از انتها به شبکیه ختم می‌شود و فقط در سطح نور پایین فعال است متصلند و سلول‌های مخروطی هر کدام به یک عصب اتصال دارند . آن‌ها در نورهای شدیدتر، بیشتر فعالند و میزان درک ما از رنگ‌ها را نوع فعالیت این‌ مخروط‌ها مشخص می‌کند . در میان شبکیه ناحیه‌ای به‌نام نقطه کور وجود دارد که در آن هیچ‌ گیرنده‌ای موجود نیست . در این ناحیه اعصاب به‌صورت جداگانه به عصب بینایی که سیگنال‌های دریافت شده را به قشر بینایی مخ انتقال می‌دهند ، وصل می‌شود .
دوربین CCD:
CCDاز جهت عملکرد تقریباً مانند چشم انسان کار می‌کند . نور از طریق یک عدسی وارد دوربین و برروی یک پرده مخصوص تصویر می‌شود که تحت عنوان تراشه CCDشناخته می‌شود. تراشه Charge Coupled Device) CCD) که تصاویر با استفاده از آن گرفته می‌شوند از تعداد زیادی سلول تشکیل شده که همگی در یک تراشه با الگوی خاصی مرتب شده‌اند و تحت عنوان پیکسل (pixels) شناخته می‌شوند . زمانی که تراشه CCDاین اطلا عات را دریافت می‌کند ، آن‌ها را به شکل سیگنال‌های دیجیتالی از طریق کابل‌هایی به سیستم دریافت‌کننده می‌فرستد و بعد تصاویر در این سیستم به صورت مجموعه‌ای از اعداد ذخیره می‌شوند.
سایر تکنولوژی‌ها :Technology (CMOS) complementary metal oxide semiconductor
CMOSاز آنجا که روی این تکنولوژی کار زیادی صورت گرفته و تولید آن در حجم انبوه می‌باشد ، ساخت چیپ‌های CMOSنسبت به CCDارزانتر در می‌آید . دیگر مزیت این سنسورها نسبت به CCDاینست که توان مصرفی آنها پایینتر می‌باشد . بعلاوه ، در حالی که CCDتنها برای ثبت شدت نوری که بر روی هر یک از صدها هزار نقاط نمونه برداری می‌افتد کاربرد دارد ، می‌توان از CMOSبرای منظورهای دیگر، نظیر تبدیل آنالوگ به دیجیتال ، پردازش سیگنال‌های لود شده ، تنظیم رنگ سفید (whiteBalance) ، و کنترل‌های دوربین و … استفاده نمود . همچنین می‌توان تراکم نقاط و عمق بیتی تصویر را به راحتی بدون افزایش بیش از اندازه قیمت ، بالا برد . بخاطر این مزیتها و سایر مزایا ، بسیاری از تحلیل گران صنایع اعتقاد دارند که نهایتا تمام دوربین‌های معمولی دیجیتال از CMOSاستفاده خواهند نمود و CCDفقط در دوربینهای حرفه ای و گرانقیمت بکار خواهد رفت . در این تکنولوژی مشکلاتی از قبیل تصاویر دارای نویز و عدم توانایی در گرفتن عکس از موضوعات متحرک وجود دارد که امروزه با رفع این مشکلات ، CMOSدر حال رسیدن به برابری با CCDمی‌باشد . تا بحال سنسورهای تصویر CMOSبا استفاده از تکنولوژی ۰٫۳۵ تا ۰٫۵ میکرونی ساخته شده اند و چشم انداز آینده آن استفاده از تکنولوژی ۰٫۲۵ میکرون می‌باشد .
سنسور Faveonبا ۱۶٫۸ مگاپیکسل (یعنی قدرت ایجاد تصاویری با وضوح ۴۰۹۶*۴۰۹۶ پیکسل) اولین سنسوری است که با استفاده از تکنولوژی ۰٫۱۸ میکرون ساخته شده است و یک پرش بزرگ را در صنعت ساخت سنسور تصویر CMOSبه نام خود ثبت نموده است . استفاده از تکنولوژی ۰٫۱۸ میکرون امکان استفاده از تعداد بیشتری از پیکسل‌ها را در فضای فیزیکی معین فراهم کرده و بنابرین سنسوری با وضوح بالاتر به دست می‌آید . ( لازم به ذکر است چون از لحاظ فیزیکی تصویر ایجاد شده توسط لنز تصویری پیوسته بوده و بدون هیچگونه نقطه و ناپیوستگی می‌باشد ، هر چه بتوان پیکسلهای سنسور را کوچک تر نمود و تعداد بیشتری از آنها را در ناحیه تشکیل تصویر قرار داد ، می‌توان عکسی با وضوح بالاتر و نزدیکتر به تصویرحقیقی گرفت)ترانزیستورهای ساخته شده با استفاده از تکنولوژی ۰٫۱۸ میکرون کوچکتر بوده و فضای زیادی از ناحیه سنسور را اشغال نمی‌کنند که می‌توان از این فضا برای تشخیص نور استفاده نمود . این فضا بطور کارآمدی ، امکان طراحی سنسوری را که دارای پیکسل‌های هوشمندتری بوده ، و در حین عکس برداری تواناییهای جدیدی را بدون قربانی کردن حساسیت نوری به دوربین می‌دهد ، فراهم می‌کند . با استفاده از این تکنولوژی ۷۰ میلیون ترانزیستور و ۴۰۹۶*۴۰۹۶ سنسور، فقط در فضایی برابر با ۲۲mm*22mmقرار داده می‌شود و سرعت ISOآن برابر با ۱۰۰ بوده و محدوده دینامیکی آن ۱۰ استپ است !! انتظار میرود ، بعد از ۱۸ ماه از تولید این سنسور استفاده از آن در وسایل حرفه ای نظیر اسکنرها ، وسایل تصویری پزشکی ، اسکن پرونده‌ها و آرشیو موزه‌ها شروع شود . در آینده ای طولانی تر، انتظار می‌رود که این تکنولوژی بطور وسیعی در وسایل معمولی موجود در بازار استفاده گردد .
تکنولوژی Fujifilm SuperCCD SR:
شرکت فوجی بتازگی نوع سنسور جدیدی بنام SuperCCD SRرا معرفی نموده است . اعلام این محصول دومین اعلام فوجی در مورد ساخت سنسوری است که چهارمین پیشرفت SuperCCDشناخته میشود . SuperCCD SR ) Super DynamicRange) تقریبا دو گام محدوده دینامیکی بالاتر از CCDهای معمولی دارد. ( محدوده دینامیکی عبارتست از نسبت بین شدیدترین تا ضعیفترین نور موجود در صحنه . معمولا دوربین‌های عکاسی نمی‌توانند تمام محدوده نوری موجود در صحنه‌هایی که تفاوت نوری زیادی وجود دارد را بدرستی ثبت نمایند . هر چه محدوده دینامیکی یک CCDدارای گامهای بیشتری باشد توانایی آن در ثبت دقیقتر جزئیات موجود در سایه روشنهای تصویر بیشتر خواهد بود . پشت هر میکرولنز روی سطح سنسور دو فتودیود وجود دارد ، فتودیود اصلی سطوح تاریک و عادی نور را ثبت می‌کند (دارای حساسیت بالاتری است) و دومی‌جزئیات روشنتر را می‌گیرد (حساسیت کمتری دارد) . سیگنالهای دو سنسور بطریقی هوشمندانه ترکیب می‌شوند تا تصویری با محدوده دینامیکی گسترده تری ارائه دهند . اولین سنسور از نوع SuperCCD SRدارای تعداد پیکسل‌های موثر ۳ مگاپیکسل می‌باشد . شرکت فوجی فیلم SuperCCD SRرا به عنوان تکنولوژی معرفی نموده است که برای شبیه سازی محدوده دینامیکی نگاتیوها طراحی شده است . فیلم‌های عکاسی دارای لایه‌های مختلف با حساسیت مختلف می‌باشند که محدوده دینامیکی وسیعی را ایجاد می‌نمایند . SuperCCD SRبه گونه ای طراحی شده است که این خاصیت را با استفاده از دو فتودیود که دارای حساسیت‌های متفاوت می‌باشند شبیه سازی نماید .
تکنولوژی X3:
در سال ۲۰۰۲ وقتی شرکت Foveonبعد از پنج سال تحقیق و توسعه ، یک سنسور تصویری جدید را که ادعا می‌شد قادر به رسیدن به کیفیت فیلم‌های ۳۵mmاست عرضه نمود ، چشم انداز دوربین‌های دیجیتال قابل رقابت با کیفیت دوربین‌های فیلمی‌تا حد زیادی روشن گردید . در دوربین‌های دیجیتال معمولی فیلترهای رنگی با الگوی موزائیکی بر روی یک لایه تکی از حسگرهای نوری قرار گرفته اند . فیلترها فقط به یک طول موج از نور –قرمز، سبز یا آبی –اجازه عبور و رسیدن به پیکسل سنسور را داده و فقط یک رنگ در هر نقطه ثبت می‌گردد . در نتیجه سنسور تصویر فقط ۵۰% رنگ سبز و ۲۵% از هر کدام از رنگهای قرمز و آبی را ثبت می‌نماید . این روش ایرادی ذاتی داشت که بستگی به تعداد پیکسل‌های روی سنسور تصویر نداشت . یعنی بهر حال چون این سنسور یک سوم رنگ‌ها را تشخیص می‌دهد ، مابقی رنگها می‌بایست با استفاده از یک الگوریتم پیچیده و زمانبر میان یابی می‌شد . این کار نه تنها عملکرد دوربین را کند می‌سازد ، بلکه باعث ایجاد رنگ مصنوعی در تصویر و از دست رفتن جزئیات تصویر می‌گردد . بعضی از دوربینها برای حل مشکل مصنوعی شدن رنگها ، تصویر را به طور عمدی اندکی مات می‌کنند . سنسور تصویر جدید Foveonکه از نوع CMOSمی‌باشد و از تکنولوژی انقلابی این شرکت یعنی X3استفاده می‌نماید ، در هر پیکسل از سنسور سه برابر اطلاعات بیشتر از دوربین‌های مدرن با تعداد پیکسلهای مساوی ثبت می‌نماید . سنسورهای تصویر X3این کار را با استفاده از سه لایه از تشخیص دهنده‌های نور که در سیلیکون جاسازی شده اند انجام می‌دهند . لایه‌ها به گونه ای قرار گرفته اند تا از این خاصیت سیلیکون که در عمقهای مختلف رنگهای متفاوتی از نور را تشخیص می‌دهد استفاده نمایند . بنابرین در یک لایه رنگ قرمز ، در دیگری سبز و لایه بعدی آبی ثبت می‌شود . این بدان معنی است که برای هر پیکسل در سنسورهای X3، انباره ای (Stack) برای سه تشخیص دهنده نور وجود دارد . نتیجه سنسوری می‌شود که قادر است در هر پیکسل هر سه رنگ قرمز، سبز و آبی را تشخیص دهد و در نتیجه به عنوان اولین سنسور تصویر دیجیتال تمام رنگی دنیا معرفی گردد .
درک تصویر :
با هر تصویر، چه با دوربین گرفته شود و چه با چشم انسان ، مقداری تحریف و تغییر شکل و به عبارتی “نویز (noise) وجود دارد . انسان‌ برای درک تصاویری که می‌بیند نیازی ندارد هیچ کاری در مورد فیلتر کردن و از بین بردن نویزهای یک تصویر انجام دهد . مثلاً در یک روز ابری که مه همه جا را فرا گرفته ، دید ما به شدت ضعیف و دچار مشکل می‌شود . اما هر آنچه را که قادر به دیدنش باشیم درک می‌کنیم . یعنی برای درک اشیاء نیازی به حذف نویزهای تصویر نیست . مثلاً اگر در این روز در حال رانندگی در یک جاده باشید و تصویر مبهمی‌از یک ماشین را مقابل خود ببینید ، بالطبع عکس‌العمل نشان می‌دهید و به عبارتی سرعت خود را کم می‌کنید و این یعنی ما هنوز تصویر ماشین را علیرغم وجود مه می‌توانیم تشخیص دهیم و در مقابل آن عکس‌العمل نشان‌دهیم . یا مثلاً زمانی که دچار سرگیجه می‌شوید ، علیرغم این‌که تصاویر اطرف خود را تار و مبهم می‌بینید اما قادر به درک و تشخیص وسایل و تصاویر اطرف خود هستید . یعنی ابتدا صبر نمی‌کنید تا سرگیجه‌تان به پایان برسد و بعد تصاویر را تشخیص دهید و این یعنی با قدرت بینایی انسان ، علیرغم خراب شدن تصاویر اطراف ، می‌توانیم متوجه فضای اطرف خود بشویم . اما برای بینایی ماشین ابتدا باید این نویزها طی فرآیندی که تصفیه کردن یا فیلترینگ نامیده می‌شود ، از بین برود و بعد هر آنچه برای پردازش عکس لازم است انجام شود . خوشبختانه در حال حاضر تکنیک‌هایی برای انجام این کار وجود دارد .
از بین بردن نویزها به‌صورت نرمال توسط تعدادی از توابع ریاضی یا الگوریتم‌هایی که تحت عنوان ‘treshholding’ یا ‘quantizing’ نامیده می‌شود انجام می‌گردد . این فرآیند بسیار حرفه‌ای و پیچیده‌ای است و نیاز به دانش و پشتوانه بالای ریاضی دارد . زمانی که خرابی‌ها از بین رفت ، می‌توانیم پردازش عکس‌ها را ادامه دهیم ک این کار با استخراج صورت‌ها و حالت‌ها از یک تصویر انجام می‌شود . تصویری که مونیتور نشان میدهد مجموعه ای از نقاط سیاه و سفید و یا سه رنگ سبز و قرمز و سفید است درست مانند حالتی که یک صفحه روزنامه را با بزرگنمایی بالا نگاه میکنیم . کوچکترین واحدی که مونیتور به وسیله آنها تصاویر را تشکیل میدهد پیکسل نامیده میشود . در تصاویر موجود در روزنامه برای ایجاد سایه و شکل اندازه نقاط سازنده تصویر در قسمت‌های مختلف آن متفاوت است و همین امر باعث ایجاد تصویر و رنگ میگردد اما در دوربین‌ها تمامی‌پیکسل‌ها دارای ابعاد یکسانی هستند و هر چه تعداد این پیکسل‌ها افزایش یابد تصویر به دست آمده از دقت بالاتری برخوردار خواهد بود و جزییات بیشتری از تصویر به دست خواهد آمد .
تعداد پیکسل‌ها و انواع دوربین :
تقریبا ۵۰۰۰۰ پیکسل دوربین ۸ میلی متری
۲۰۰۰۰۰ پیکسل دوربین ۱۶ میلی متری
۱۰۰۰۰۰۰ پیکسل دوربین ۳۵ میلی متری
۳۰۰۰۰۰ پیکسل تلویزیون با سیستم NTSC
۳۰۰۰۰۰ پیکسل تلویزیون با سیستم PAL
۱۰۰۰۰۰۰ پیکسل تلویزیون با دقت نمایش بالا
با توجه به نقش حیاتی پیکسل‌ها در دوربین‌های دیجیتال ، تولید کنندگان و تهیه کنندگان توجه بسیار خاصی نسبت به پارامتر فوق دارند . مگا پیکسل ، واحد اندازه گیری بزرگتری نسبت به پیکسل است . مگا ، به معنی یک میلیون و پیکسل نقاط بسیار کوچکی می‌باشند که یک عکس را ایجاد می‌نمایند . تمامی‌تصاویر از نقاط بسیارریزی به نام پیکسل تشکیل می‌گردند . یک تصویر حاوی میلیون‌ها نقطه و یا پیکسل بوده که تشخیص آنان بدون چشم مسلح عملا” غیر ممکن می‌باشد . بدیهی است ، هر اندازه که دوربین دیجیتال دارای پیکسل‌های بیشتری باشد ، قادر به آگاهی جزیئات بیشتری از تصویر خواهد بود . بموازات افزایش اطلاعات مربوط به جزئیات یک تصویر ، می‌توان براحتی ابعاد و اندازه تصویر را بزرگتر و عملیات مربوطه را در ارتباط با آنان انجام داد .
برخی از وضوح‌های متداول که در دوربین‌های دیجیتال استفاده می‌گردد ، بشرح زیر می‌باشد :
۲۵۶ در ۲۵۶ پیکسل : دقت فوق در اکثر دوربین‌های دیحیتال ارزان قیمت ارائه می‌گردد . دقت فوق پائین بوده و معمولا” کیفیت تصاویر اخذ شده توسط این نوع از دوربین‌ها نیز مطلوب نخواهد بود . مجموع تمامی‌پیکسل‌ها ۶۵،۰۰۰ می‌باشد .
۶۴۰ در ۴۸۰ پیکسل : دقت فوق نیز پائین بوده و در اکثر دوربین‌های دیجیتال از آن استفاده می‌گردد . در صورتیکه قصد گرفتن تصویر و ارسال آن برای دوستان و یا استفاده از آنان در صفحات وب ، وجود داشته باشد ، دقت فوق می‌تواند در این رابطه پاسخگو باشد . مجموع تمامی‌پیکسل‌ها ۳۰۷،۰۰۰ می‌باشد.
۱۲۱۶ در ۹۱۲ پیکسل : در صورتیکه قصد چاپ تصاویر اخذ شده توسط دوربین‌های دیجیتال وجود داشته باشد ، دقت فوق مطلوب خواهد بود مجموع پیکسل‌ها ، ۱،۱۰۹،۰۰۰ می‌باشد( مگاپیکسل)
۱۶۰۰ در ۱۲۰۰ پیکسل : دقت فوق بالابوده و می‌توان تصاویر اخذ شده را با ابعاد بزرگتر چاپ نمود( یک تصویر ۸ در ۱۰ اینچ ). مجموع تمامی‌پیکسل‌ها تقریبا” دو میلیون می‌باشد .
امروزه دوربین‌هائی با ۲ / ۱۰ میلیون پیکسل نیز عرضه شده است . ضرورت استفاده از دقت بالا در دوربین‌های دیجیتال ، به نوع عملیاتی که می‌بایست بر روی تصویر انجام شود بستگی دارد . در صورتیکه ، هدف استفاده از تصاویر در صفحات وب و یا ارسال آنان از طریق نامه الکترونیکی برای دوستان باشد ، می‌توان از دوربینی که دارای دقت ۶۴۰ در ۴۸۰ پیکسل است ، استفاده نمود . تعداد تصاویری را که دوربین می‌تواند در خود نگهداری نماید ، متناسب به افزایش وضوح تصویر ، کاهش می‌یابد . در صورتیکه تصمیم به چاپ تصاویر اخذ شده وجود داشته باشد ، می‌بایست از دوربین‌هائی که دارای تعداد پیکسل بیشتری می‌باشند ، استفاده گردد . در حال حاضر، دوربین‌های چهار و پنج مگا پیکسلی متداول شده اند .
در سیستم دوربین ، انرژی پیکسل به انرژی الکتریکی تبدیل میشود و به محل مورد نظر فرستاده می‌گردد و در محل مورد نظر این انرژی الکتریکی به نور قابل رویت تبدیل میگردد . این پروسه تبدیل نور به انرژی الکتریکی به نام ” تبدیل فتوالکتریک ” نامیده میشود و پروسه بر عکس این تبدیلات به نام ” تبدیل جریان به نور ” نامیده میشود بر طبق گفته‌های بالا میتوان گفت که دوربین‌ها دستگاه‌های فتوالکتریکی و مونیتورها و تلویزیون‌ها دستگاه‌های با تبدیل جریان به نور میباشند . در مورد مجموعه ای از پیکسل‌ها که تولید تصویر میکنند این متدها بدین ترتیب انجام میشود که از اولین پیکسل روشنی و تیرگی هر پیکسل و میزان سفیدی و سیاهی آن و یا شدت رنگ پیکسل در تصاویر رنگی به ترتیب خوانده شده و به سیگنال الکتریکی تبدیل میشود و بعد از جاروب کردن یک ردیف از پیکسل‌ها به ردیف بعدی رفته و به همین ترتیب عملیات انجام میشود تا به انتهای صفحه و آخرین پیکسل برسد . سیگنال‌هایی که به این صورت تهیه و فرستاده میشود در سمت دیگر توسط دستگاه گیرنده که میتوان مونیتور و یا تلویزیون باشد دریافت شده وعکس این عملیات در دستگاه‌های گیرنده اتفاق افتاده تا تصویر مورد نظر شکل گیرد . به عبارت دیگر تصویری که باید انتقال داده شود به الگوریتم مشخصی به تعدادی پیکسل تبدیل میشود که این پیکسل‌ها به صورت سیگنال‌های الکتریکی به گیرنده فرستاده میشوند و در گیرنده عکس عمل فوق اتفاق افتاده تا دوباره عکس اصلی را داشته باشیم . به مجموعه این عملیات اسکن کردن (‌Scanning، جاروب کردن )‌ تصاویر گفته میشود .
با توجه به ساختار چشم انسان در صورتیکه تعداد اسکن‌های گرفته شده از یک تصویر هر ۳۰/۱ ثانیه (NTSC) و یا هر ۲۵/۱ ثانیه (PAL) انجام شود چشم انسان آن را به عنوان یک فیلم احساس خواهد کرد . هر یک از سیستم‌های PAL, SECAM , NTSCجزو بزرگترین سیستم‌های تلویزیونی دنیا محسوب می‌گردند . سیستم NTSCدر کشورهایی مانند ایالات متحده ، کانادا ، ‌ژاپن ، کره و تایوان استفاده میشود . کشورهایی که از سیستم PALاستفاده میکنند شامل کشورهای اروپای غربی ، چین ، کشورهای آسیایی و کشورهای خاورمیانه میشود . سیستم SECAMدر فرانسه ، روسیه و کشورهای اورپای شرقی ، افریقا و بعضی از کشورهای خاورمیانه مورد استفاده قرار میگرند . علاوه بر سیستم‌های یاد شده سیستم‌های زیر برای سیگنال‌های ویدیویی نیز کاربرد فراوان دارند : سیستم ویدیویی مختلط ( COMPOSITE VIDEO SIGNAL) : که به نام‌های VBSبرای سیستم‌های رنگی و VSبرای سیستم‌های سیاه و سفید نیز نامیده میشود . در این سیستم اطلاعات به صورت سیگنال مقدار تشعشع Y، سیگنال رنگ C، سیگنال همزمانی افقی / عمودی Sو سیگنال هماهنگ کننده رنگ Bطبقه بندی میشوند . البته در حالت VSسیگنال‌های رنگ و هماهنگ کننده رنگ وجود نخواهد داشت . سیگنال Y/C: در این سیستم سیگنال میزان تشعشع و سیگنال رنگ به صورت جداگانه برای وضح تصویر بالا فرستاده میشوند . سیگنال RGB: در این سیستم که در بسیاری از تولیدات ویدیویی صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد سیگنال رنگ قرمز R، سیگنال رنگ سبز G،‌ سیگنال رنگ آبی B، سیگنال هماهنگ کننده افقی Hو سیگنال همانگ کننده عمودی Vبه طور جداگانه فرستاده میشوند .