فرآیند تصویر برداری و انواع حسگر در دوربین مداربسته

تصویربرداری دیجیتال به دریافت و ثبت نور از اشیاء که بر روی سطح حساس حسگر Sensor الکترونیکی تابیده می شود را می گویند. الگوهای نوری منظم و غیر منظم منعکس شده یا ساطع شده از اشیا بر روی خانه های مشبکی شکل یا همان سلول سطح حساس به نور حسگر تأثیر می‌گذارد و باعث ثبت تصاویر می‌گردد. تصویربرداری دارای سه مشخصه علمی، صنعتی و هنری است که تصویربرداری به عنوان یک اتفاق علمی و عددی شکل گرفته است و به صورت یک صنعت گسترش یافته و همچنین جنبه های هنری نیز در آن ظهور کرده است.

تصویربرداری دیجیتال در عصر حاضر رایج ترین و برترین تکنولوژی برای ثبت تصویرهای 2 بعدی و 3 بعدی در بازارهای مصرف کننده و حرفه‌ای در زمینه های امنیتی و حفاظتی است. آسانی نسبی استفاده، سرعت بالای عملکرد لحظه ای، انتقال و ذخیره و نیز در بسیاری از موارد، کیفیت برتر تصویر، تعدادی از ویژگی های متمایز کننده تصویربرداری دیجیتال هستند. سهولت در پردازش و ویرایش تصاویر دیجیتال و در دسترس بودن نرم افزارهای قدرتمند برای از این دست امور، باعث ایجاد یک انعطاف پذیری خاص در ثبت لحظات و وقایع در این زمینه شده است. البته پردازش و ویرایش تصویر و مسائل مرتبط به آن، محدود به عصر حاضر تصویربرداری دیجیتال نیستند و این موضوع بحثی مطرح در کل ادوار گذشته و تاریخ تصویرسازی بوده است. تمام قدرت تصویربرداری دیجیتال وابسته به نوع حسگر Sensor به کار رفته در دوربین می باشد و با توجه به انواع حسگرها، ذخیره و دریافت تصاویر با کیفیت های گوناگونی به بازار عرضه شده است تا نسبت به نیاز مصرف کننده تولید کنندگان بتوانند جوابگوی نیاز مشتریان این تکنولوژی باشند.

انواع حسگر در حال حاضر سه نوع تکنولوژی، بخش عمده حسگرهای تولید شده برای دوربین های دیجیتال را تشکیل می دهد:

CMOS Sensor حسگرهای سیموس یا نیم رسانای اکسید فلزی مکمل

CCD Sensor حسگرهای سی سی دی یا دستگاه جفت کننده بار

حسگرهای Foveon

این نکته را مد نظر داشته باشید که هیچکدام از این حسگرها بصورت مستقیم قادر به شناسایی رنگ های دریافتی از محیط نیستند و فقط می‌توانند شدّت و ضعف روشنایی نور را دریافت و ثبت کنند. هر تراشه حسگر Sensor از میلیون ها حسگر نانو میلیمتری حساس به نور متشکل شده و هر کدام از این حسگرها نانو میلیمتری قالباً یک پیکسل از عکس نهایی را در پردازنده دوربین ثبت می کند. سازندگان این حسگرها با قرار دادن فیلترهای قرمز و سبز و آبی رنگ های پایه RGB در زمینه دیجیتال هستند، روی تک تک خانه های شبکه ای حسگر و با استفاده از الگوهای متنوع، به پردازشگرهای دوربین این قابلیت را بدهند که با کمک الگوریتم های درون یابی (Interpolation) و مقایسه اعداد ثبت شده توسط حسگرهای نانو میلیمتری مجاور، بتوانند نزدیکترین عدد رنگ واقعی هر پیسکل را محاسبه و پردازش نمایند. دوربینهایی که توانایی ذخیره تصویر بصورت خام و پردازش نشده RAW را دارا هستند، این قابلیت را به کاربر می دهند که بخش نهایی شناسایی و تنظیم رنگ ها و شدت نور را روی رایانه شخصی انجام دهند و این ویژگی اجازه می دهد که آزادی عمل بیشتری در ویرایش و پردازش نهایی تصویر داشته باشند.

تعداد پیکسل

یکی از ویژگی های که در تبلیغات دوربین های دیجیتال بر آن تکیه می شود تعداد کل پیکسل های یک دوربین است. این عدد که با واحد مگاپیکسل یا میلیون پیکسل نام گذاری می‌شود و این واحد از راه ضرب تعداد پیکسل‌ های افقی و عمودی یک سنسور محاسبه می‌شود. برای مثال، دوربینی که حسگری دارای 3 هزار پیکسل افقی و 2 هزار پیکسل عمودی باشد، یک دوربین 6 مگاپیکسلی خواهد بود. با وجود آنکه این واحد در برخی موارد می تواند شاخص خوبی برای تمایز دادن بین کیفیت تصویرهای دریافتی از دوربین های دیجیتال باشد، این واحد نیز در اکثر موارد می تواند گمراه کننده نیز باشد. کیفیت نهایی یک تصویر دیجیتال موثر از متغیرهای بیشتری مانند نوع حسگر، مساحت حسگر، اندازه لنزهای نصب شده روی هرحسگر، قدرت تمرکز لنز و غیره می باشد.

منبع:دوربین مدار بسته