لنز مگاپیکسلی در دوربین مداربسته چیست و چرا به آن نیاز دارید؟(قسمت دوم)
مقاله قسمت دوم
لنز مگاپیکسلی در دوربین مداربسته چیست و چرا به آن نیاز دارید؟
آیا برنامه های کاربردی واقعا انتخاب لنزرا بررسی و تست می نمایند؟
بدون هیچگونه سوالی مشخص است که بین لنزهای مورد نیاز برای یک دوربین مدار بسته آنالوگ استاندارد کنه یک فروشگاه معمولی را نشان می دهد و لنز 1.3 مگاپیکسلی که محوطه پارکینگ یک فروشگاه بزرگ را نمایش می دهد و همچنین لنز ۳ مگاپیکسلی که نظارت تصویری در محل ورودی موسسه اصلاح و تربیت را انجام می دهد، تفاوت بسیار زیادی وجود دارد.
برنامه های کاربردی از قبیل شناسایی شماره پلاک خودروها، تشخیص هویت و یا شناسایی چهره، از کاربردهای بسیار رایج، برای دوربین های مگاپیکسلی می باشند، اما رزولوشن و جزئیات بیشتر نیز همچنان مورد نیاز خواهد بود. پوشش محوطه های بزرگ نیز از کاربردهای اولیه دوربین های مگاپیکسلی می باشند. از زمانی که یک دوربین مگاپیکسلی، مقدار فضای مشابهی را که چندین دوربین آنالوگ با رزولوشن یکسان می توانستند پوشش دهند، پوشش داد بسیاری از افراد این دوربین ها را برای استفاده خود انتخاب نمودند. با این روش امکان حذف چندین و دوربین صرفه جویی در پرداخت هزینه ها تجهیزات ضبط و نصب و نگهداری به وجود می آمد. در این قبیل برنامه های کاربردی، دوربین مگاپیکسلی باید قادر به بزرگنمایی (زوم دیجیتالی) در هر قسمتی از تصویر، از جمله لبه های آن باشد. به کار بردن یک لنز زاویه فرا گسترده بدون اعوجاج منحنی شکل مثل یک لنز مستقیم خطی، میدان دید بسیار گسترده و با رزولوشن بهتری در لبه ها را فراهم می سازد که در مقایسه با لنزهایی که دارای اعوجاج منحنی شکل (خمیده) باشد دارای کیفیت بهتری می باشند.
همچنین به خاطر داشته باشید که جزئیات یک تصویر توسط میدان دید آن تعیین می شود. بنابراین باید درباره اینکه چه مقدار از عرض جسم و چه مقدار جزئیات می تواند در یک دوربین دیده شود، تعاملی انجام شود.
در یک میدان دید بزرگتر، پیکسل های دوربین مدار بسته در سراسر یک زاویه بزرگ توزیع می شود، بنابراین تعداد پیکسل ها به ازای هر فوت در یک جسم را تحت تأثیر قرار خواهد داد. برای نمونه یک دوربین MP 1.3 با یک حسگر ۱۲۸۰ پیکسل توزیع شده در میدان دید ۹۰درجه، دارای حدود ۱۳ پیکسل به ازای هر فوت برای جسمی با فاصله ۵۰فوت می باشد. اما شما رزولوشن دو برابری حدود ۲۶ پیکسل در هر فوت را در نیمی از میدان دید، خواهید داشت.
چه اقدامی می توانید انجام دهید؟
به منظور محاسبه LP/MM مورد نیاز برای یک دوربین مشخص، عرض یا ارتفاع سنسور را بر مبنای پیکسل بر عرض یا ارتفاع فیزیکی حسگر برمبنای میلیمتر تقسیم کنید و سپس عدد بدست آمده را بر ۲ تقسیم نمایید. انجام عمل تقسیم بر ۲ ضروری است زیرا LP/MM برای ۲ پیکسل مجاور (یک زوج خط) تعیین شده است.
LP/MM=2 / عرض / پیکسل ها به ازای عرض تراشه
در گذشته، نرخ لنز LP/MM معمولا توسط تولیدکنندگان لنز ارائه نمی شد و روش مذکور روش رایجی برای پذیرش تکنولوژی مگاپیکسلی بوده و امروزه نیز در تعیین لنز مناسب بسیار مفید است. با این وجود بسیاری از تولیدکنندگان نرخ ساده ای برای لنز دوربین مدار بسته به منظور مشخصات مگاپیکسلی (مانند 1.3 یا 3 مگاپیکسل) و اندازه حسگر استاندارد (مانند 1.2 یا 1.3 اینچ) بکار می برند.
در هر حال به دلیل تعداد زیاد متغیرهای وابسته و تعاملی، مفیدترین ابزار و راهنما در انتخاب لنز صحیح و درست محاسبات لنزی است که تولیدکنندگان لنز روی وب سایت خود ارائه می دهند. با وارد نمودن رزولوشن و اندازه حسگر به علاوه برنامه کاربردی مورد نظر، لنز مناسب برای آن برنامه کاربردی را نشان می دهند.
حداکثر مزیت را کسب نمائید
هنگامی که یک دوربین مداربسته آنالوگ را خریداری می کنید، نگران تاریکی، روشنایی زیاد، باران و دیگر عوامل مِی باشید. اما به ندرت استدلال دومی درباره لنز دارید. با رزولوشن مورد نیاز امروزی، ممکن است لنز دوربین های مگاپیکسلی از مهمترین لوازم جانبی باشند که بسته به نوع هر دوربین مگاپیکسلی تعیین می شوند. به طور کلی اگر لنز مذکور قادر به ارائه رزولوشنی که توسط دوربین مداربسته قابل ارائه است نباشد شما به سادگی سرمایه گذاری خود برای یک دوربین با روزلوشن عالی را به هدر داده اید.
لنز مگاپیکسلی در دوربین مداربسته چیست و چرا به آن نیاز دارید؟(قسمت اول)
لنز مگاپیکسلی در دوربین مداربسته چیست و چرا به آن نیاز دارید؟
امروزه عصر بسیار هیجان انگیز و جذابی برای بخش های امنیتی محسوب می شود. آنها بالاخره تأییدیه مهاجرت از سیستم دوربین مدار بسته آنالوگ به مدل های جدید مگاپیکسلی را به دست آورده اند و انتظارات در این زمینه، افزایش خواهد یافت.
هنگامی که شما با متخصصان خود گرد هم می آیید، دوربین مدار بسته ای را انتخاب خواهید نمود که برنامه نصب آنها را دارید و به دنبال به دست آوردن کیفیت بالاتر، رزولوشن بیشتر و در بیشتر موارد، پوشش مساحت مشابهی از زمین با یک دوربین مدار بسته هستید حال آنکه در گذشته پوشش این مساحت به چندین مدل دوربین آنالوگ نیاز داشت. و در اینجا شما تنها اساس آن دوربین های مگاپیکسلی، که شامل سخت افزار مانیتورینگ و محفظه است را تأمین می نمایید. نظرتان درباره لنز چیست؟
لنز مناسب برای دوربین مدار بسته آنالوگ و آی پی
لنز مورد نیاز برای یک دوربین IP/مگاپیکسلی بسیار متفاوت از لنز مورد نیاز برای یک دوربین آنالوگ قدیمی است. دوربین های با رزولوشن بالا، نیازمند لنزهایی با کیفیت بالاتر می باشند.
برای مثال، لازم است اندازه مکان سطح کانونی لنز در یک دوربین مداربسته مگاپیکسلی، قابل مقایسه و یا کوچکتر از اندازه پیکسل روی سنسور باشد. برای برآورده نمودن این موضوع، برای دوربین های مگاپیکسلی، المان های بیشتر و اجزایی با دقت بالاتر مورد نیاز است که باعث می شود آنها نسبت به دوربین های آنالوگ همتای خود، بسیار مقرون به صرفه تر باشد.
اندازه مکانی یک لنز مگاپیکسلی مورد نیاز برای تمرکز بهتر روی سنسورهای مگاپیکسلی، بسیار کوچکتر است. اندازه مکانی یک لنز استاندارد، اجازه تمرکز دقیق روی یک سنسور مگاپیکسلی را نمی دهد.
برخی تصور می کنند که همه آنچه لازم است برخی از افراد برای مشخص نمودن یک دوربین مگاپیکسلی، انجام دهند، تعیین یک لنز مگاپیکسلی می باشد. اگرچه این موضوع به این سادگی نیست و در بسیاری از موارد، اطمینان از اینکه لنزهای مورد نیاز، همان لنزهای پیشنهادی و ارائه شده باشند، می تواند کاملا دشوار باشد.
در گذشته مشخص کردن لنز، فقط برای هر لنز استاندارد و قابل پذیرشی که توانایی انجام وظایف برای دوربین های مداربسته آنالوگ قدیمی را داشتند، مشکلی محسوب نمی شده است. در نتیجه، تعداد بسیار زیادی از طراحان و یکپارچه کنندگان (متخصصان) همچنان از این موضوع که برای دوربین های مداربسته مگاپیکسلی، یک لنز تنها یک لنز محسوب نمی شود، آگاه نیستند.
با استفاده از دوربین مدار بسته مگاپیکسلی، طراحان و متخصصان به دنیای کاملا جدیدی وارد می شوند که در آن وجود تصاویری با میلیون ها پیکسل و عرض ۱۵۰۰ پیکسل نرمال می باشند. و در این دنیای جدید خبری از ۳۲۰ خط TV جدید که در اغلب دوربین های آنالوگ استفاده می شد، نیست. در حال حاضر خطوط TV قدیمی، می توانند به عنوان ردیف هایی از پیکسل ها در نظر گرفته شوند. نیازهای مربوط به رزولوشن نیز در حال افزایش می باشند.
این یک واقعیت است، بسیاری از تولیدکنندگان، محصولات خود را به عنوان یک لنز مگاپیکسلی معرفی می کنند اما به ندرت تعریفی از مفاهیم و خصوصیات مگاپیکسل را ارائه می دهند.
آیا این مفهوم همان MP لنز است که در دوربین 1.3 مگاپیکسلی یا یک دوربین ۳ مگاپیکسلی به کار رود؟ شما احتمالا قادر خواهید بود حدس بزنید که سطوح مختلفی از دوربین های مگاپیکسلی نیز نیازمند لنزهای مختلفی هستند و دوربین هایی با مگاپیکسل بالاتر و پیکسل های کمتر، نسبت به مدل هایی با مگاپیکسل پایین تر، نیازمند لنزهایی با اجزای بیشتر و اجزایی با دقت بالاتر برای ارائه بازدهی بیشتر مِی باشند.
بنابراین آنچه می تواند به شما کمک کند، تعریف کیفیت لنزی است که نیاز دارید؟ مشخصات هر جفت خط به ازای هر میلی متر (LP/MM) خصوصیات رزولوشن مربوط به یک لنز را ارائه می دهد و به انتخاب لنز مناسب برای دوربین شما کمک می کند.
LP/MM کوچکترین عرض زوج پیکسل های همجواری که توسط لنز مشخص می شوند را تعیین می کند. به عنوان نمونه، دوربین های استاندارد آنالوگ به یک لنز با حدود LP/MM 30 نیاز دارند در حالی که لنزهای مگاپیکسلی از LP/MM 60 آغاز می شوند و تا LP/MM 200 افزایش می یایند. برای مثال، یک لنز با رزولوشن 60LP/MM که روی یک دوربین با مشخصات MP 1.3 و inch-1.3 که دارای رزولوشن LP/MM 133 است، قرار گرفته است. از کل رزولوشن دوربین استفاده نمی کند. این موضوع به این علت است که لنز تنها LP/MM 60 را تأمین می کند. در صورتی که دوربین برای استفاده از رزولوشن کامل خود به LP/MM 133 نیاز دارد. در واقع لنز مربوطه جزئیات مورد نیاز برای حسگر دوربین را فراهم نمی سازد.
در مثال بالا، یک ویژگی مانند یکه میله که دارای عرض یک پیکسلی می باشد، توسط لنزی با کیفیت و رزولوشن پایین تر، حذف می شود و قابل مشاهده نخواهد بود. قبل از اینکه لنز بتواند میله مذکور را تعیین کند، آن میله باید تقریبا ۳ پیکسل را پوشش داده باشد. به عبارت دیگر، هیچ جسمی با عرض کمتر از ۳ پیکسل، با لنز و دوربین مطرح شده در مثال قبلی قابل مشاهده نیست. در نتیجه با وجود اینکه شما پول زیادی را برای دوربین پرداخت نموده اید، پیکسل های اضافی دوربین به هدر می روند.
از این موضوع که در بسیاری از لنزها برچسب مگاپیکسلی مربوطه براساس LP/MM موجود در مرکز آن، و نه در لبه ها محاسبه شده است، نیز مطلع باشید، این تفاوت می تواند برای شما به عنوان یک کاربر بسیار مهم باشد. وجود لنزهای مگاپیکسلی که دارای LP/MM 60 در مرکز باشند ولی در لبه ها تنها دارای LP/MM 30 باشند، امری غیر عادی نیست. این بدین معنی است که رزولوشن در لبه های لنز مگاپیکسلی مذکور نسبت به لنز دوربین آنالوگ استاندارد با نصف قیمت، کیفیت بهتری نخواهد داشت.
اندازه و سایز پیکسل ها نیز در دوربین های مگاپیکسلی مختلف، متفاوت است و در انتخاب بهترین لنز برای آن دوربین خاص، موثر خواهد بود. رزولوشن و LP/MM مورد نیاز برای دوربین نیز می تواند براساس اندازه پیکسل دوربین محاسبه شود.
علاوه بر پیچیدگی محاسبات مربوطه، عرض فیزیکی پیکسل ها در دوربین های مذکور نیز به علت اندازه های مختلف حسگر تصویر و تعداد پیکسل هایی که باید در یک تصویر منظور شوند، متفاوت خواهد بود.
به عبارت دیگر، می توانید سنسورهایی با دو سایز مختلف و مجموع پیکسل های یکسان را داشته باشید، ولی در عین حال رزولوشن مورد نیاز برای لنز متفاوت خواهد بود.
این موضوع به این معناست که LP/MM تنها با اندازه پیکسل های روی حسگر، نسبت دارد. امکان دارد لنزی با LP/MM 120 برای یک دوربین 1.3 مگاپیکسلی که دارای تصویربردار 1.2 اینچی است، عالی باشد، اما برای یک دوربین 2 مگاپیکسلی با استفاده از تصویربردار 1.3 اینچی خوب نیست؛ زیرا اندازه پیکسل های دوربین قبلی بسیار کوچکتر از پیکسل های دوربین دومی می باشد. به طور ایده آل، رزولوشن لنز باید بزرگتر از رزولوشن دوربین باشد.
با توجه به میدان دید کوچک بیشتر نواحی داخلی، نرخ فریم ۵ تا ۱۰ فریم در ثانیه از حد کافی بیشتر است. هدف از به کارگیری این دوربین های مدار بسته بیشتر فرآیند تشخیص است تا حرکات جزیی سوژه ها؛ که در نتیجه نرخ فریم های از این بالاتر را بی فایده می سازد. جهت پوشش دادن نواحی خارجی که بیشتر جزئیات حرکت وسایل نقلیه مدنظر است، از نرخ فریم هایی در حدود ۱۵-۲۰ اف پی اس استفاده می کنند.
حافظه نگهداری: اگر چه تغییراتی در طول مدت نگهداری ویدئوها داده می شود، معمولا آنها برای مدت ۱۰ تا ۱۵ روز، نهایتا ۳۰ روز نگه داشته می شوند. بیشتر از این مدت خیلی به ندرت اتفاق می افتد.
دوربین های اس دی در برابر مگاپیکسل: در خیلی از مناطق، دوربینهای مدار بسته استاندارد برای میدان دید (اف او وی) کفایت می کنند. ورودی هایی که دو درب دارند، برای مثال، تقریبا ۶ فوت عرض دارند، ۶۴۰ پیکسل در یک میدان دید ۶ فوتی، برای هر فوت بیشتر از ۱۰۰ پیکسل می شود که از حد معمول برای شناسایی بیشتر است. تنها یک دوربین اس دی برای ناحیه هایی که چندین درب دارند معمولا جواب نمی دهد. در این موارد دوربین تحت شبکه IP مگاپیکسل تنها انتخاب ما خواهد بود. برای پوشش تمام جزئیات یک ناحیه عریض این دوربینهای مدار بسته بهترین گزینه محسوب می شوند.
دوربین های مدار بسته چند مگاپیکسلی
به کارگیری دوربین های مدار بسته چند مگاپیکسلی (۳ مگاپیکسل و بالاتر) برای محوطه های خیلی وسیع مانند پارکینگ ها دیده شده است. هرچند بایستی با دقت مورد استفاده قرار بگیرند. اجرا در نواحی کم نور با این دوربین های مدار بسته مساله ای چالش برانگیز است. در این موارد برای پوشش مناطقی که تاریک هستند استفاده از این دوربین مدار بسته در برابر دوربین های مدار بسته با مگاپیکسل کمتر مثل ۱،۳ پیکسل (p۷۲۰) و ۲ مگاپیکسلی (p۱۰۸۰) مزیت خاصی ندارد.
شکل ظاهری
در داخل ساختمان ها معمولا از دوربین های مدار بسته گنبدی شکل استفاده می شود، هم به جهت زیبایی و هم محافظت در برابر تخریب اموال و وسایل، در خارج از ساختمان، از دوربین های مدار بسته جعبه ای، گلوله ای و گنبدی شکل استفاده می شود. دوربین های مدار بسته جعبه ای مانند در مواردی که نیاز به لنزهای واید در برخی از مکان ها هست، به کار می رود. دوربین های مدار بسته ثابت؛ دوربین های مدار بسته ثابت تنها در اداراتی که کارمندان به طور مرتب دوربین های مدار بسته را چک می کنند بایستی استفاده شوند. در این موارد، وقتی اپراتورها در مناطقی از محوطه های پارکینگ که فعالیت در آنجا رخ می دهد را بزرگنمایی می کنند، کیفیت پوشش بهتری ارائه می کنند. به جز این مورد، با توجه به دو سه برابر بودن قیمت آنها نسبت به دوربین های مدار بسته ثابت به کارگیری دوربین های مدار بسته PTZ توصیه نمی شود.
ردآوری و تنظیم و ارائه: توسط واحد تحقیقات شرکت مهندسی صنایع و تجهیزات آراد تصویر
عمق میدان
عمق میدان در یک سیستم نوری فاصله ای است که یک جسم در صحنه می تواند به سمت جلو یا عقب نسبت به لنز جا به جا شود و همچنان در یک فوکوس خوب باقی بماند. به بیان دیگر، گستره ای از فواصل می باشد که اجسام می توانند به لنز دوربین مدار بسته نزدیک شده یا از آن دور شوند و همچنان در فوکوس باقی بمانند. در حالت ایده آل این گستره می بایست بسیار بزرگ باشد: از چند فوت فاصله از لنز تا صدها فوت، به طوری که اساسا تمامی اجسام مورد نظر در صحنه دارای فوکوس تیزی می باشند. در عمل این امر محقق نمی شود چون که عمق میدان (۱) به صورت معکوس با فاصله کانونی متناسب است. و (۲) به صورت مستقیم با عدد اف متناسب است. لنزهای با فاصله کانونی ثابت و متوسط و بزرگ که با عدد اف پایینی کار می کنند، f/1.2 تا f/4.0 در گستره کاری مفیدشان که از ۲ یا ۳ فوت تا صدها فوت می باشد به صورت تیز بر روی تصویر فوکوس نمی کنند. لنزهای با فاصله کانونی بلند، ۳۰۰-۵۰ میلی متر، دارای عمق میدان کوتاهی بوده و می توانند تنها در فواصل کوتاه تصاویر تیزی را ایجاد نمایند و فوکوس آنها می بایست به صورت دستی یا خودکار هنگامی که اجسامی در فاصله های مختلف از صحنه مورد مشاهده قرار می گیرند، تنظیم گردد.
وقتی این لنزها با عنبیه خودشان نزدیک به f/8 تا f/16 به کار می روند، عمق میدان به شکل قابل ملاحظه ای افزایش می یابد و اجسام موجود تقریبا در تمامی فواصل صحنه در فوکوس تیزی قرار دارند. آنها می توانند تصاویر تیزی از چند فوت تا ۱۰۰-۵۰ فوت حتی هنگامی که با عدد اف پایینی کار می کنند ایجاد نمایند.
عنبیه دستی و خودکار
عنبیه لنز به صورت دستی یا خودکار جهت بهینه سازی نوری که به سنسور می رسد تنظیم می گردد. عنبیه دستی توسط حلقه ای که بر روی لنز قرار دارد تنظیم می گردد. عنبیه خودکار از یک مکانیزم داخلی و موتور (یا گالوانومتر) به منظور تنظیم عنبیه استفاده می کند.
عنبیه دستی
لنز ویدئویی با عنبیه دستی دارای ورقه های فلزی متحرکی است که عنبیه را تشکیل می دهند. مقدار نوری که هنگام نصب دوربین مدار بسته به دوربین می رسد توسط چرخاندن یک حلقه خارجی عنبیه تعیین می گردد، که این ورقه های داخلی را باز و بسته می کند.
سنسور دوربین های CCD و CMOS می توانند با عنبیه دستی در تغییرات گسترده ای از سطح نور کار کنند ولی هنگامی که در گستره سطح نوری کامل خود به کار می روند، که شامل نور خورشید تا نورپردازی ضعیف در شب می شود، نیاز به عنبیه خودکار خواهند داشت. برخی از این دوربین ها از شاتر الکترونیکی (بخش ۳.۵.۵) استفاده می کنند و به عنبیه خودکار نیازی ندارند.
عملکرد عنبیه خودکار
لنزهای با عنبیه خودکار دارای یک مکانیزم نوری الکترونیکی هستند که به وسیله آن مقدار نوری که از لنز عبور می کند بسته به مقدار نور موجود از صحنه و حساسیت دوربین مدار بسته تنظیم می شود.
سیگنال ویدئویی دوربین مدار بسته اطلاعاتی را تأمین می کند که برای تنظیم نور عبوری از لنز به کار می رود. سیستم گاهی این چنین عمل می کند: اگر صحنه برای دوربین مدار بسته بیش از حد روشن است، سیگنال ویدئویی قوی خواهد بود (بزرگ از لحاظ اندازه). این سیگنال قوی یک موتور یا گالوانومتر را فعال خواهد کرد که باعث می شود دهانه مدور عنبیه لنز چرخیده و از لحاظ قطری بسته شود، که این امر منجر به کاهش مقدار نوری که به دوربین میرسد می شود. هنگامی که مقدار نوری که به دوربین می رسد یک سطح سیگنال از پیش تعیین شده را ایجاد می کند، موتور یا گالوانومتر موجود در لنز متوقف شده و سطح نوری را در لنز ثابت نگه می دارد. به همین ترتیب اگر نور بسیار کمی به دوربین مدار بسته برسد، سطح سیگنال دوربین کوچک خواهد بود و موتور یا گالوانومتر موجود در عنبیه خودکار دیافراگم عنبیه را باز می کند تا اجازه دهد نور بیشتری به دوربین برسد. در هر دو شرایط با نور کم و یا نور زیاد مکانیزم عنبیه خودکار بهترین تصویر را از لحاظ کنتراست ایجاد می نماید. عنبیه های خودکار جهت جبران سازی گستره کامل نوری از نور خورشید تا تاریکی موجود هستند.
دو نوع لنز با عنبیه خودکار وجود دارد: درایو مستقیم و درایو ویدئویی. دو روشی که برای کنترل این دو نوع لنز به کار می رود عبارتند از: درایو موتور DC (یا گالوانومتر) یا درایو سیگنال ویدئویی. با روش درایو موتور DC دوربین همه قطعات الکترونیکی مورد نیاز را دارا بوده و به صورت مستقیم موتور DC موجود در لنز را با یک سیگنال مثبت یا منفی جهت باز یا بسته نمودن عنبیه متناسب با سطح نور محیط درایو می کند. با روش ویدئویی سیگنال ویدئویی دوربین مدار بسته قطعات الکترونیکی موجود در لنز را درایو می نماید که آنها سپس موتور DC (یا گالوانومتر) موجود در لنز را درایو می کنند.
یک ویژگی که در برخی از لنزهای با عنبیه خودکار موجود است حداکثر – متوسط نامیده می شود که اجازه بهینه سازی تصویر را می دهد در حالی که هنوز در صحنه تغییرات نوری وجود دارد. صحنه ای با اجسام با کنتراست بالا به شکل بهتری با تنظیم عنبیه خودکار در حالت کنترل ''حداکثر'' جبران سازی می شوند، به گونه ای که لنز از نقطه های روشن و روشنایی های صحنه چشم پوشی می کند.
صحنه های با کنتراست کم به شکل بهتری توسط تنظیم کنترل کننده در حالت ''متوسط'' جبران سازی می شود. لنزهای با عنبیه خودکار می بایست فقط با دوربین هایی که دارای بهره ویدئویی ثابت در سیستم خود هستند استفاده شوند. لنزهای با عنبیه خودکار نسبت به موارد دستی با نسبتی در حدود دو تا سه برابر گران تر است.
حسگر دوربین در ابعاد مختلفی ساخته می شود و هماهنگی بین ابعاد لنز و ابعاد آن بسیار حیاتی است. لنزها به شکلی طراحی می شوند که با این ابعاد سازگاری داشته باشند از لنزهای مخصوص حسگرهای 1/2 اینچی می توان برای حسگرهای 3/2-1/1 و 1/4 اینچی استفاده کرد، اما همین لنز برای حسگرهای 2/3 اینچی مناسب نیست. در صورتی که از لنز مخصوص حسگرهای کوچک برای حسگرهای بزرگ استفاده شود، لنز کاملا درون دوربین قرار می گیرد و لبه های تصوری سیاه می شود. در حالت دیگر اگر لنز مخصوص حسگرهای بزرگ برای حسگرهای کوچک استفاده شود، تصویر بخشی از صحنه در بیرون حسگر تشکیل می شود و به همین دلیل اطلاعات این بخش صحنه از بین می رود (میدان دید دوربین از ظرفیت لنز کوچکتر می شود) در این وضعیت فاصله کانونی مضربی از عدد یک است و به نظر می رسد تمام اجسام درون صحنه بزرگنمایی شده اند. در صورت ثابت نگه داشته شدن وضوح تصویر برای همان لنز، بزرگنمایی صحنه با استفاده از حسگرهای کوچکتر بیشتر می شود. برای لنزهای فاصله کانونی ثابت باید از حسگرهایی با ابعاد مشابه یا کوچکتر استفاده گردد تا از شکستگی تصویر و تاریک شدن ان جلوگیری شود.
دریچه دیافراگم
میزان نور عبوری از لنز با تنظیم قطر دریچه دیافراگم تغییر می کند. با افزایش قطر دریچه دیافراگم نور بیشتری از آن عبور می کند. به همین دلیل برای نور محیطی بسیار کم لنزهای مجهز به دریچه دیافراگم بزرگ بهترین گزینه هستند. برای داشتن بهترین کیفیت تصویر باید بهینه ترین میزان پرتوی نوری از لنز عبور کند، به عنوان مثال اگر میزان نور عبوری از لنز خیلی کم باشد، تصویر نهایی بیش از حد درخشان می شود. میزان نور دریافتی حسگر دوربین توسط دو عامل ۱) میزان باز بودن دریچه دیافراگم ۲) زمان نوردهی تعیین می شود. زمان نوردهی، مدت زمان در معرض نور قرار گرفتن حسگر می باشد. حسگر دوربین با افزایش زمان نوردهی نور بیشتری دریافت می کند. به همین دلیل زمان نوردهی در محیط های پرنور باید کوتاه تر و در محیط های کم نور باید طولانی تر باشد. سطح نوردهی در حالت دریچه دیافراگم باز و زمان نوردهی کوتاه با حالت دریچه دیافراگم تنگ و زمان نوردهی طولانی برابر است. البته باید به این نکته مهم توجه شود که با طولانی تر شدن زمان نوردهی، امکان مات شدگی اجسام متحرک بیشتر می شود و هر چقدر دریچه دیافراگم بازتر شود، عمق میدان دید کاهش می یابد. از طرف دیگر تقویت سیگنال (تنظیم حساسیت نوری یا تقویت حسگر دوربین مدار بسته ) بر نوردهی تأثیر گذاشته و باعث افزایش سطح نویز در تصویر می شود. زمان نوردهی در دوربین های معمولی توسط دریچه دیافراگم کنترل می شود اما در دوربین دیجیتال و شبکه از دریچه دیافراگم استفاده نمی شود و تنظیم زمان نوردهی توسط حسگر دوربین و به صورت الکترونیکی انجام می شود. لنزهای دارای دریچه دیافراگم دستی در محیط های داخل ساختمانی با سطح روشنایی ثابت استفاده می شوند و دریچه دیافراگم آنها از طریق حلقه روی لنز تنظیم شده و یا روی یک سرعت اپتیکی خاص قرار داده می شود. لنزهای مجهز به دریچه دیافراگم خودکار در مکان هایی که سطح روشنایی آنها همواره متغیر است یا خارج ساختمانی استفاه می شود. پردازنده دوربین مدار بسته با توجه به تغییرات روشنایی از طریق جریان DC استاندارددریچه دیافراگم را کنترل و باز و بسته می کند.
سرعت اپتیکی
سرعت اپتیکی قابلیت لنز در جمع آوری (میزان جمع آوری و ارسال پرتوهای نوری به حسگر دوربین مدار بسته) است. سرعت اپتیکی لنز به وسیله شاخصه (#/F) تعریف می شود و به آن اف – استاپ نیز گفته می شود. همزمان با افزایش طول فاصله کانونی (FL) لنز برای ثابت نگه داشتن سرعت اپتیکی باید قطر دریچه دیافراگم (D) نیز افزایش یابد. اندازه سرعت اپتیکی متناسب با فاصله کانونی و قطر لنز (قطر دریچه دیافراگم) است و به وسیله زیر محاسبه می گردد:
=(f/#)
با کوچکتر شدن سرعت اپتیکی توانایی لنز در جمع آوری نور بیشتر می شود و در نتیجه با افزایش نور، کیفیت و وضوح تصاویر افزایش می یابد. شاخصه (f/#) شباهت زیادی به فلوی آب عبوری از لوله دارد، یعنی اگر سرعت اپتیکی نصف شود (یعنی قطر لنز دوبرابر شود) میزان نوری عبوری از لنز چهار برابر می شود، به عنوان مثال میزان نوری عبوری از لنز f/2/0 چهار برابر لنز f/4/0 است. مقدار واقعی سرعت اپتیکی در عمل با وجود تلفات ناشی از ایده ال نبودن لنز و وجود خصوصیاتی نظیر بازتاب نور، جذب نور و دیگر نواقص ذاتی لنز از میزان محاسبه شده در رابطه بالا کمتر می شود.
میزان نور دریافتی حسگر (l) از طریق رابطه زیر بدست می آید (ضریب ثابت K=) استفاده از لنزهایی با سرعت اپتیکی کمتر برای صحنه های تاریک توصیه می شود و برای داشتن f/#های کوچکتر طبق رابطه بالا فاصله کانونی لنز باید بلندتر شود. این لنزها اگرچه سریعتر هستند و نور بیشتری را جمع آوری می کنند اما بلندتر و بسیار گران قیمت تر هستند.
عمق میدان دید
عمق میدان دید یکی از مهم ترین شاخصه های مقایسه ای سیستم های ویدئوی حفاظتی است. معیار دی او اف به میزان وضوح تصویر در پشت و جلوی محدوده ای اشاره می کند که دوربین روی آن محدوده متمرکز شده است. به عنوان مثال ممکن است از یک دوربین برای کنترل پارکینگی استفاده شده باشد و کاربر بخواهد شماره پلاک خودرویی را در فاصله ۲۰،۳۰ و ۵۰متری از محل نصب دوربین مدار بسته بخواند. در این شرایط به هر میزان که دی اواف لنز بزرگتر باشد، وضوح تصویر در فواصل دورتر بهتر می شود. عمق میدان دید تحت تأثیر سه عامل ۱- فاصله کانونی ۲- قطر دریچه دیافراگم ۳- فاصله دوربین مدار بسته از صحنه قرار دارد. هر چقدر فاصله کانونی طولانِی تر، فاصله دوربین از صحنه کمتر و قطر دریچه دیافراگم بزرگتر باشد، عمق میدان دید کوتاهتر می شود. در محیط های کم نور باید بین داشتن عمق میدان دید خوب در شرایط نور کم محیطی و احتمالا تصویری روشن باید دریچه دیافراگم خطاهای اپتیکی کاهش یافته و دقت فیلم برداری افزایش می یابد. ولی اگر دریچه دیافراگم بیش از اندازه تنگ شود به علت برخی خواص اپتیکی تصویر مات می شود.
