یک استاندارد صنعتی جدید

لنز i-CS یکی از سری لنزهای CS هوشمند می باشد که اطلاعاتی از قبیل اعوجاج هندسی اش، موقعیت دقیق زوم آن، فوکوس و عنبیه باز در مورد این نوع دوربین اکسیس در دسترس می باشد. با خواندن اطلاعات این نوع لنز، برای اولین بار دوربین سری CS برای شما شناخته شده می شود و متوجه می شوید که چه نوع لنزی ممکن است این در نوع دوربین بکارگرفته شده باشد.

در ارتباط با لنزها، دوربین اکسیس با امکانات شبکه ای که از لنزهای i-CS پشتیبانی می کند از یک پروتکل باز که توسط شرکت های Axis Communications  و  Computar توسعه یافته است، استفاده می کند. به لطف اطلاعاتی از سوی لنز و پروتکل استفاده شده، دوربین اکسیس  در همه وقت قابلیت این را دارد که کیفیت تصویر خود را بهینه سازی کند. با استفاده از داده ی لنز اعوجاج هندسی، عمل اصلاح اعوجاج استوانه ای (BDC) را ایفا می کند. همچنین لنز دوربین اکسیس حاوی اطلاعاتی است که با استفاده از تثبیت کننده الکترونیکی تصویر (EIS) دوربین را قادر می سازد تصویر را به صورت خودکار تثبیت کند. لنزهای سری i-CS دوربین اکسیس، حاصل توسعه مشترکی از دو شرکت Axis Communications سوئد و شرکت تولید کننده لنز Computar ژاپنی می باشد. پروتکل باز به صورت آزادانه از سوی شرکت های اکسیس و کامپیوتار مورد دسترس قرار گرفته است. باس های سری برای برقراری ارتباط بین دوربین و لنز از یک باس l2c استفاده می کنند. استاندارد باز بودن به این معنی است که تولید کنندگان می توانند لنزهای سری i-CS خود را با ویژگی های متفاوتی توسعه داده و تولید کنند و همچنین این لنز ها قابل تعویض نیز خواهند بود. با سری لنزهای i-CS دوربین اکسیس، یک استاندارد صنعتی جدیدی متولد شد.

در بخش 8 لینک هایی برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد شرکت کامپیوتار در اختیار قرار گرفته است.

 

امکانات لنز

به توجه به شکل 1، لنزها می توانند دارای کانونی ثابت یا قابل تغییر باشند. لنزهای کانون ثابت می تواند به دو صورت نرمال تله فوتو و یا لنزی با زاویه گسترده باشد. برای انتخاب درست، کاربر باید از قبل از اندازه سنسور با خبر باشد و دقیقا همان فاصله کانونی که مورد نیاز است را انتخاب کند. از سوی دیگر، یک لنزی با کانون قابل تغییر دارای میدان دید قابل تنظیم (FoV) است که محدوده ای از یک فاصله کانونی را ارائه می دهد. با این حال، هرزمان کاربر FoV را تغییر دهد بایستی همچنین لنز را هم به صورت دستی دوباره فوکوس کند.

وقتی کاربر میخواهد یک چشم انداز معینی را نظاره کند یعنی اینکه باید با یک FoV خاصی نگاه کند. برای محاسبه فاصله کانونی مورد نیاز، کاربر هنگام استفاده از دوربین نیاز دارد FoV مورد نظر و اندازه سنسور را بداند. محاسبه به صورت دستی در این روش یک کار پیچیده ای است، اما محاسبه  گر لنز دوربین اکسیس یک ابزار کارآمدی برای کمک به تعیین فاصله کانونی می باشد. در این حالت کاربر فقط باید انتخاب کند که با کدام دوربین قرار است کار کند. از آنجایی که محاسبه  گر لنز دوربین اکسیس از قبل میزان Fov و سایز سنسور دوربین را در خود دارد، به صورت خودکار فاصله کانونی را محاسبه کرده و لنزهای مناسب را پیشنهاد خواهد کرد.

در بخش 8، لینک های مفیدی برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد محاسبه گر لنز دوربین اکسیس در دسترس قرار گرفته اند.

 

شکل 1 : مثالی از لنزهایی با کانون ثابت (سمت چپ) و لنزهایی با فاصله کانونی قابل تغییر (سمت راست).

 

 نصب استاندارد لنز

سه نوع نصب استاندارد لنز دوربین اکسیس برای لنز دوربین های شبکه ای قابل تعویض مورد استفاده قرار گرفته اند که شامل استانداردهای S-mount، C-mount و CS-mount می باشد.

استاندارد S-mount معروف به استاندارد نصب M12، در دوربین های کوچک مانند دوربین های مخفی و دوربین های گنبدی کوچک استفاده می شود که شامل قطر داخلی 12 میلی و سطح 0.5 میلی متری هستند. در استاندارد لنزهای S-mount، فاصله بین لنز و سنسور ثابت نیست بنابراین برای فوکوس کردن بایستی تنظیم شود. چنین لنزهایی دارای کنترل عنبیه نیستند.

با توجه به شکل 2، C-mount و CS-mount مشابه یکدیگر هستند، هردوی آنها دارای یک رشته 1 اینچی و درجه ای در هر 32 رشته در اینچ (TPI) می باشند. استاندار نصب CS-mount رایج تر از استاندارد نصب C می باشد. استاندارد نصب CS ارتقا یافته C-mount می باشد که باعث کاهش هزینه ها در تولید شده است.

تفاوت بین CS-mount و C-mount فاصله کانونی برجستگی (FFD) است یعنی هنگامی که لنز بر روی دوربین نصب شده است همان فاصله نصب برجستگی تا سنسور دوربین می باشد.

CS-mount: FFD=12.5 mm (≈ 0.49 in, which is ≈ 1/2 in).

C-mount: FFD=17.526 mm (≈ 0.69 in, which is ≈ 11/16 in).

در بخش 8، لینک های مفیدی برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد عناصر دوربین اکسیس و استانداردهای نصب لنز دوربین اکسیس در دسترس قرار گرفته اند.

 

شکل 2 : استانداردهای نصب CS-mount و C-mount 

 

امکانات کنترل عنبیه لنز در دوربین اکسیس

عنبیه یک لنز می تواند هم به صورت ثابت باشد و هم به صورت قابل تنظیم باشد. لنزهایی که عنبیه آنها قابل تنظیم است می توانند به صورت دستی یا به صورت خودکار تنظیم شوند.

سه نوع کنترل اتوماتیک عنبیه وجود دارد:

• DC-iris
• Video iris
• P-Iris

در عنبیه لنز دستی، باز شدن عنبیه باید به صورت دستی تنظیم شود. برای کاربردهای خانگی در مکانهایی که سطح نورپردازی در آنجا ثابت است، لنزهای عنبیه ثابت یا دستی ممکن است گزینه مناسبی باشد بدلیل اینکه در نورپردازی ثابت نیازی به بازکردن عنبیه یا تنظیم کردن آن نیست.

در شرایطی با سطوح نورپردازی گوناگون مانند اینکه دوربین را در یک مکان باز نصب کرده باشیم، لنزی با یک عنبیه قابل تنظیم اتوماتیک انتخاب خوبی می تواند باشد. لنزهای DC-iris و لنزهای عنبیه ویدئویی هر دو از سیگنالهای آنالوگ برای تبدیل شدن به یک سیگنال کنترل استفاده می کنند. در یک لنز DC-iris این تبدیل در داخل دوربین انجام می شود و در لنزهای ویدئویی در خود لنز تبدیل می شود. لنزهای DC-iris و ویدئویی فقط به سطوح نور موجود در صحنه واکنش نشان می دهند. این در بازشدن عنبیه بر سایر کیفیت های تصویر مانند عمق میدان تاثیر قابل خاصی نمی گذارد. در این نوع لنزها که فقط دوربین می داند که چه وقتی عنبیه را بازکند و چه هنگامی آن را ببندد در پاسخ دهی به سطوح نورپردازی موقعیت خود را نمی شناسد. از سوی دیگر در کنترل دقیق عنبیه (P-Iris) ، سیستم بهینه سازی باز شدن عنبیه در تمامی شرایط نور پردازی تصویر نهایی دارای کنتراست بهتر، وضوح، دقت و عمق میدان می باشد. در دوربین های اکسیس یک موتور به صورت دقیق موقعیت باز شدن عنبیه را کنترل می کند و نرم افزار اختصاصی آن کیفیت تصویر را بهبود می بخشد. در لنزهای i-CS دوربین اکسیس، عمل بازشدن عنبیه می تواند با استفاده از اطلاعات صورت های دیگر لنز با دقت تر کنترل شود.

 

در بخش 8، لینک های مفیدی برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد P-Iris و انواع مختلف کنترل عنبیه در دوربین اکسیس در دسترس قرار گرفته اند.

 لنز i-CS

دوربین اکسیس چگونه کار می کند؟

یک لنز i-CS  در دوربین اکسیس شامل داده هایی در مورد مشخصاتش به شرح زیر می باشد :

• نوع مدل و تولید کننده.
• اعوجاج هندسی.
• فاصله کانونی در یک زوم معین و موقعیت فوکوس.
• شماره F در یک زوم معین و موقعیت عنبیه. شماره F نرخ فاصله کانونی دوربین اکسیس نسبت به قطر باز شدن عنبیه است.
• ردیابی، یعنی توصیف موقعیت درخواستی فوکوس لنز در ارتباط با زوم لنز برای گرفتن عکسی از یک جسم تیز در یک فاصله معین می باشد.
• شکل بندی، یعنی شیوه ای که درآن نور از طریق لنز عبور می کند تا بسته به فاصله از مرکز لنز کاهش یابد.
• تابع انتقال مدولاسیون (MTF)، وضوح لنز در زوم های مختلف و موقعیت های عنبیه را توصیف می کند.

 

لنز دوربین اکسیس همچنین دارای سنسور دما می باشد و اطلاعاتی در مورد محدوده دمای عملیاتی اش را در نتایج خود ثبت  می کند. امروزه دوربین اکسیس با استفاده از لنز i-CS تمام این مشخصات را بجز شکل بندی و MTF را بکار گرفته است.

لنز i-CS در دوربین اکسیس دارای سه موتور است که به صورت خودکار فعال می شوند و یک کنترل از راه دور برای تمامی ویژگی های زوم، فوکوس و باز کردن عنبیه دارا می باشد. به نوبه خود، این کنترل کننده لنز ویژگی های دوربین اکسیس مانند BDC و EIS را فعال می کند.

دوربین اکسیس می تواند برای تنظیم ویژگی های عمومی از موتور درون لنز استفاده کند که امکان استفاده از لنز i-CS را برای اهداف مختلف فراهم می کند. به عنوان مثال، لنز i-CS مشابه را می توان در یک دوربین جایی که فوکوس و باز شدن عنبیه به طور خودکار کنترل می شوند و همچنین در دوربین دیگری که زوم آن باید به طور منظم تنظیم شود، استفاده کرد. به این ترتیب، به لطف ویژگی پروتکل باز، لنز i-CS می تواند در انواع دوربین ها با قابلیت های متفاوت مورد استفاده قرار گیرد.

 

• ارتباط بین دوربین اکسیس و لنز

برای استفاده از لنز i-CS، دوربین باید از این نوع لنز ها پشتیبانی کند. از آنجایی که محل اتصال کابل آن با ورودی دوربین مطابقت ندارد، امکان نصب این نوع لنز در دوربین هایی که پشتیبانی نمی کنند وجود ندارد. دوربین اکسیس فقط از طریق کابل می تواند با لنز ارتباط برقرار کند. در این حالت دوربین اکسیس تشخیص می دهد که چه نوع لنزی بر روی آن نصب شده است (DC-iris، P-Iris، i-CS، oris iris). لنز شامل پردازنده حاوی اطلاعات خودش است که دوربین از طریق خواندن آن اطلاعات لنز مورد نظر را شناسایی می کند. اگر این لنز از نوع i-CS باشد دوربین همچین قادر خواهد بود بداند که از کدام نوع i-CS است و از چه ویژگی هایی از قبیل زوم، فوکوس، کنترل عنبیه و اعوجاج هندسی پشتیبانی می کند.

 

• تنظیم لنز

بیشتر تنظیمات لنز i-CS به صورت اتوماتیک انجام می شوند. کافیست کاربر زوم مورد نظر را درخواست کند در این موقع دوربین خودش فوکوس و کنترل عنبیه را تنظیم خواهد کرد. اگر کاربر اقدام به فعالسازی حالت های BDC و EIS را بکند دوربین به صورت اتوماتیک این تنظیمات را اعمال خواهد کرد. از آنجایی که دوربین اطلاعاتی از تنظیمات لنز i-CS را در اختیار دارد قادر است بازشدن عنبیه را برای تمامی شرایط نورپردازی ها بهینه سازی کند.

 

• تثبیت کننده الکترونیکی تصویر

دوربین اطلاعات خاصی را از سوی لنز تفسیر می کند تا بتواند عمل تثبیت تصویر را انجام دهد. شکل 3 EIS را در رابط گرافیکی کاربر (GUI) دوربین نشان می دهد.

برای اینکه EIS به درستی کار کند ضروری است که فاصله کانونی لنز درست تنظیم شده باشد. تنظیم فاصله کانونی به صورت دستی فوت و فن خودش دارد، از آنجایی که دوربین اکسیس می تواند فاصله کانونی را مستقیما از لنز بخواند اما یک دوربین با یک لنز i-CS نیاز به تنظیم دستی دارد.

 

در بخش 8، لینک های مفیدی برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد EIS در دسترس قرار گرفته اند.

 

شکل 3: دوربین بدون لنز i-CS (چپ) و با لنز (سمت راست)

 

 

• تصحیح اعوجاج استوانه ای

هیچ لنزی کامل نیست و همه این نقص ها از عدم انطباق کانونی یا نقص تصویر ایجاد می شود که در نتیجه محدودیت هایی را شامل می شود. برخی از این نقص ها از اعوجاج استوانه ای است یعنی جایی که عکس دارای جسم مربعی است که به صورت منحنی شده دیده می شود. از آنجایی که لنز i-CS حاوی اطلاعات مربوط به اعوجاج هندسی است، اگر کاربر ویژگی BDC را فعال کند با توجه به شکل 3 دوربین از این اطلاعات برای اصلاح اعوجاج استوانه ای استفاده می کند.

 

• راه اندازی و استفاده آسان

دوربین اکسیس با لنز i-CS در هر دوحالت نصب و استفاده بسیار سریع و آسان است و به هیچ تنظیمات دستی نیازی ندارد. به محض نصب تنظیمات مربوط به زوم و فوکوس به صورت اتوماتیک اعمال می شوند و نیاز به تنظیمات دستی در فوکوس از بین رفته است. در شکل 4 نشان می دهد که چگونه تنظیمات زوم به صورت کنترل از راه دور از طریق کامپیوتر وصل شده به شبکه اعمال می شود. در تنظیمات کارخانه ای فوکوس به بی نهایت تنظیم شده است. هنگامی که کاربر سطح زوم را در رابط گرافیکی دوربین تنظیم می کند، دوربین همچنان روی بی نهایت تمرکز دارد. برای مثال کاربر می تواند با انتخاب یک منطقه ای که قرار است تمرکز برای مدت طولانی در آنجا نگه داشته شود ، فوکوس را تنظیم کند. زمانی که کاربر دکمه فوکوس اتوماتیک را فشار دهد ، دوربین اکسیس در خود بهترین حالت فوکوس ممکن را تنظیم خواهد کرد. اگر کاربر می خواهد روی چیز دیگری به دلخواه فوکوس کند، تنظیمات دستی مربوط به فوکوس مجدد نیز امکان پذیر می باشد. به دلیل وجود لنز i-CS کاربر می تواند حتی با تغییر سطح زوم، فوکوس مورد نظر خود را حفظ کند.

 

شکل 4: تنظیمات تحت شبکه لنز i-CS مربوط به زوم و فوکوس.

  نتیجه

به لطف لنز هوشمند i-CS در دوربین اکسیس، نصب سریع و آسان همراه با صرفه جویی زمانی انجام می پذیرد. علاوه بر این، دسترسی آسان به پروتکل باز در لنز i-CS موجب می شود تولیدکنندگان دوربین های شبکه ای به راحتی چارچوب پارامترهای خود را توسعه دهند به طور مثال بعد از توسعه دوربین ها، عملیات فوکوس و بازشدن عنبیه می توانند در حالت اتوماتیک باهمدیگر سازگاری یابند. همچنین دوربین اکسیس به توسعه خود ادامه می یابد تا بتواند در آینده با صنعتی جدید و نوآورانه برای دنیایی امن و هوشمند تر در بازار رانندگی تحولی جدید ایجاد کند.