تثبیت کننده تصویر الکترونیکی (EIS)

(EIS) Electronic Image Stabilizer

با رواج دوربین هایی با کیفیت تصویر بهتر و بالاتر و افزایش قدرت بزرگنمایی دوربین ها از سمتی دیگر، مشکلات و ایرادهای تصویر در مواقع مختلف بیشتر به چشم کارفرمایان و بهره برداران پروژه ها می آید. حساسیت نسبت به تامین تصویری با کیفیت در تمامی شرایط و تمام طول شبانه روز افزایش قابل توجهی پیدا کرده است. از جمله مشکلات موجود در سیستم های نظارت تصویری میتوان به لرزش حاصل از وزش باد و طوفان در مناظقی خاص و یا عبور وسایل نقلیه سنگین از مجاورت دوربین های مداربسته (به ویژه دوربین های نصب شده در ارتفاعات بالاتر) اشاره کرد که سبب کدری تصویر و درنتیجه غیر قابل استفاده بودن آن میگردد.

تکنیک ها و روش های متفاوتی برای غلبه بر این پدیده وجود دارند که هر کدام اثربخشی متفاوتی نیز دارند.
اغلب کاربران سیستم نظارت تصویری از اثر لرزش بر یک دوربین مطلع هستند و در نخستین گام جهت بهبود سیستم به تقویت فوندانسیون محل نصب دوربین میپردازند. علاوه بر تقویت سازه ی محل نصب ، سازنده های دوربین مداربسته نیز از تکنیکی مقرون به صرفه به نام EIS جهت غلبه بر این مشکل خاص استفاده میکنند.

راه حل ها :

دو تکنیک به منظور خنثی کردن اثر لرزش مکانیکی بر روی تصویر وجود دارد:

1.Optical Image Stabilization

این تکنیک بر مبنای داده های حاصل از Gyroscope و یا همان شتاب سنج برای تشخیص و اندازه گیری میزان حرکت دوربین طی یک ارتعاش (لرزه) کار میکند. اطلاعات به دست آمده از شتاب سنج ها صرفا محدود به حرکت افقی و عمودی دوربین (Pan&Tilt) هستند و میبایست بعدا توسط رله ها به سمت محرک ها (Actuator) های موتور کنترل کننده ی لنز هدایت شوند. در بعضی موارد به جای حرکت لنز ، سنسور تصویر توسط موتورهای خطی حرکت داده میشود. در هر صورت ،چه لنز حرکت کند چه سنسور ، این حرکات با این هدف است که نور درست همانند وقتی که لرزشی در کار نیست به سنسور برسد. این روش به ویژه در مواردی که از لنزهای با فاصله کانونی های دورتر (Longer Focal Length) استفاده میکنیم کاربرد دارد و نیز در تصویر برداری در محیط کم نور به بهبود تصویر کمک میکند. تنها نکته منفی در این روش هزینه بالای آن است.

2.Electronic Image Stabilization

EIS و یا DIS (Digital Image Stabilization) بر مبنای الگوریتم هایی کار میکند که به شبیه سازی حرکات دوربین و نیز کاهش اثر این حرکات در تصویر میپردازند.
نقطه ضعف این روش این است که امکان دارد حرکت اجسام متحرک در تصویر (به ویژه اجسام متحرک با سرعت بالا) با ارتعاش ایجاد شده بر روی کل دوربین اشتباه گرفته شود. مزیت این روش نیز ، عدم استفاده از قطعات بیشتر و هزینه کم پیاده سازی آن است.

نکته: Rolling Shutter Distortion

سنسورهای تصویر دارای Electronic Shutter عملا به 2 دسته تقسیم میشوند:

Rolling Shutter .1

Global Shutter .2

اثر مخرب لرزش ها و ارتعاشات محیط بر روی تصویر به ویژه برای نمایش اجسام متحرک موجود در تصویر در دوربین هایی که در آنها از سنسور با Electronic Shutter از نوع Rolling Shutter استفاده شده است ، مشهود تر است. زیرا در این نوع سنسور تمامی پیکسل ها به یکباره برای تصویربرداری مورد استفاده قرار نمیگیرند. و یک فریم تصویر با اسکن شدن خط به خط کل تصویر تشکیل میشود. از آنجایی که هر خط در زمانی متفاوت نسبت به خط قبلی و بعدی آن اسکن شده است اجسامی که با سرعت بالا از تصویر عبور میکنند و یا ارتعاشات محیط میتواند منجر به شکست در امر تولید یک تصویر مناسب بیانجامد. به شکل زیر توجه کنید.