Site haritasıTeknik Bilgilendirme: DinionXF Kameralar
Dijital teknolojinin kameralar üzerinde uygulanması, görüntü kalitesi, hassasiyet ve dinamik aralığın (Dynamic Range) geliştirilmesi ihtiyacından ortaya çıktı.
Giriş
Son yirmi yılda CCTV sistemlerinde dijital teknolojinin sağladığı birçok önemli gelişme yaşandı. Bu gelişmelerin büyük bir kısmı video görüntülerinin aktarımı, kaydı ve işlenmesi konusunda yaşansa da bunlar arasında dijital video kaydedici (DVR), NVR ve bu konuyla ilgili donanım ve yazılımlar özellikle önem taşıyordu. Bu gelişmelere son zamanlarda iletişim ve ölçeklenebilirlik konusunda avantajlar sağlayan IP tabanlı çözümler ile yaşanan gelişmeler de eklendi. Fakat günümüzde kullanılan kameraların halen büyük bir çoğunluğu analog iletişim teknolojileri üzerine kurulu durumda.
Dijital teknolojinin kameralar üzerinde uygulanması, görüntü kalitesi, hassasiyet ve dinamik aralığın (Dynamic Range) geliştirilmesi ihtiyacından ortaya çıktı. Bu yazıda Bosch’un, DinionXF kameralarını nasıl geliştirdiği ve dijital teknolojinin sağlamış olduğu gelişmiş özelliklerin detayları ele alınıyor. Bu kapsamda öncelikle CCTV kameraların nasıl geliştiğine ve ilk dijital gelişmelere dair bir özet de sunuluyor. Daha sonra 15 bit dijital işlemci (DSP) teknolojisinin temel özellikler üzerinden sağladığı avantajları ile uygulama alanlarına dair örnekler sunuluyor. Sonuç kısmında da dijital teknolojinin kullanıldığı CCTV kameralarında orta vadede yaşanabilecek gelişmelere göz atılıyor.
Temel Konular
Mevcut ve potansiyel CCTV kamera kullanıcılarını ilgilendiren temel konular; çözünürlük, hassasiyet ve dinamik aralıktır (Dynamic Range). İnsan gözü kadar yüksek bir çözünürlük ve hassasiyete sahip CCTV kameralarının geliştirilmesi - ki bu teoride nihai amaçtır – yönündeki ilk girişimler pek başarılı olmadı. Bunun nedeni ise gözün beyne üç boyutlu bir görüntü sunması, ayrıca beynin görüntü işleme konusunda yüksek işlem kapasitesine sahip olup görüntüyü yorumlama kabiliyetinin son derece gelişmiş olması sayesinde, görüntü kalitesine katkıda bulunmasıdır.
CCD kullanımı, kamera performansını insan gözünün düzeyine büyük ölçüde yaklaştırmıştır. Fakat aynı sahne içinde bulunan, farklı ışık yansıma seviyesine sahip video sinyallerinin işlenmesi uzun zamandır büyük bir sorun teşkil etmektedir. Dijital teknolojinin kullanılması, bu sorunun çözümüne yaklaşılmasını sağlamıştır. Bu konudaki önemli bir gelişme de hassasiyet alanında olmuştur. Bu sayede gözün sadece gri renk tonları görebildiği düşük ışık koşulları altında, renkleri açığa çıkarabilen kameraların üretilmiş olmasıdır. Geniş dinamik aralık (Wide Dynamic Range) ise CCTV kameraların henüz gözün kapasitesini geçemediği bir diğer alandır ve bu yazıda ele alınan önemli konulardan biridir. Aynı şekilde görüntüleme ve kontrol esnekliği kameraların seçimi açısından kritik konular arasındadır.
Şu anda pazarda farklı uygulama alanlarının yaratmış olduğu talepten ve yenilikçi üreticilerden kaynaklanan, sayısız özelliklere sahip çok çeşitli CCTV kameraları mevcut. Kompakt sabit kameralardan, Pan/Tilt/Zoom (PTZ) modellerine, ışık koşulları her ne olursa olsun bir sahnenin bütün ayrıntıları yakalayabilen yüksek performanslı modeller ile gelişmiş “akıllı” kameralara kadar geniş bir yelpaze söz konusu. Bir çoğu dijital teknoloji sayesinde mümkün olan diğer özellikler de kameraların işlevselliğini daha da arttırıyor. Bu özellikler; hareket algılama, video içerik analizi, Gündüz/Gece (Day/Night) kullanım, arka ışık telafisi (BLC), dinamik gürültü azaltma (DNR), uzaktan veya otomatik lens kontrolü gibi.
15 bit DSP kullanımı ve gri renk seviyeleri
Bir CCD kameranın görüntü kalitesi, işlenebilecek gri renk seviyelerin sayısı ile doğru orantılıdır, bunu da kameranın sahip olduğu işlemci (DSP) kontrol eder. Örneğin 1 bit işlemci sadece bir siyah/beyaz yazıcının ürettiğine benzer bir görüntü sunabilir, 4 bit bir işlemci ise daha iyi bir görüntü sunabilmek adına 16 gri renk seviyesi sağlar.
Piyasadaki güvenlik kameralarının çoğu 10 bit işlemci kullanıyor. 1024 gri renk seviyesine sahip görüntüler üretebilme kapasitesiyle, aydınlıktan karanlığa geçerken “göreceli” pürüzsüz geçişler sağlıyor. DinionXF ise 15 bit dijital sinyal işleme kapasitesine sahip, bu da 10 bit DSP’den 32 kat daha fazla gri renk seviyesi ve keskinliği sağlamasına yardımcı oluyor. Bu da geniş dinamik aralık (Wide Dynamic Range) ve canlı renkler içeren, olağanüstü derecede hassas bir görüntü kalitesi anlamına geliyor.
Bosch’un XF-Dynamic özelliği sağlayan 15 bit DSP’si, görüntüdeki detayların belirginleştirilmesi amacıyla aydınlatmadaki anlık değişimleri işleyerek, histogram adı verilen teknolojiden faydalanıyor. CCD ile elde edilen bir görüntüde her pikselin parlaklığı, siyahtan maksimum sahne parlaklığına kadar 32.767 gri renk seviyesine kadar ayrılan bir aydınlatma histogramı tarafından kayda geçiriliyor. Kameranın aktarım fonksiyonu (çıktıyı, girdinin bir fonksiyonu olarak tanımlayan eğri), yüksek görüntü detayı olan bölgelerde otomatik olarak daha keskin bir şekilde, daha az veri yoğunluğu olan bölgelerde ise daha düşük keskinlik seviyesi ile yükseliyor. Bu kamera çıktısında yani bizim gördüğümüz görüntüde, daha dengeli dağılmış bir ışık seviyesi yaratacaktır.
Düşük kontrastlı sahnelerde ise genellikle çok düşük gri renk seviyesinde, çok yüksek sayıda piksel bulunur. Bu tip sahnelerde histogram, gri renk piksel sayısını azaltıyor. Aynı zamanda genel görüntü kontrastını artırmak ve ortaya iyi bir görüntü detayı çıkarmak için, az yansıtılan seviyelerdeki piksel sayısı ise artırılıyor.
"Akıllı" Pozlama
DinionXF’in XF-Dynamic özelliğinin sağladığı geniş dinamik aralığın bir diğer faydası ise, diğer güvenlik kameralarınca kullanılan “Dual Exposure” teknolojisi karşısında önemli avantajlar sunmasıdır. “Dual Exposure“ teknolojisinde, karanlık sahne bölgeleri için örneğin 1/50 saniye gibi uzun bir pozlama ve aydınlık bölgeler için 1/1000 sn. gibi kısa bir pozlama süresi kullanılıyor. Daha sonra bu iki pozlamanın “akıllı” bir kombinasyonu yapılıyor ki bu da prensipte iki bölge için de en iyi değeri veriyor ve yüksek ışıklı yerler aşırı pozlanmadan bütün görüntü detaylarının alınması sağlanıyor. Pratikte ise optimum kombinasyona ulaşmak oldukça zor ve özellikle de aydınlık - karanlık bölgeler arasındaki geçişte yaşanacak kayıplar ideal pozlamaya ulaşılamamasına ve görüntü kalitesinin azalmasına yol açabiliyor.
Hassasiyetin Artırılması
Yüksek hassasiyet seviyesi, sadece karanlık sahnelerdeki ayrıntıları ortaya çıkarmak için değil, ayrıca kaydedilen sahnelerdeki gürültüyü (noise) asgariye indirmek ve dijital kayıtların dosya boyutunu azaltmak için kritik bir faktördür. Gürültü (Noise) içeren sahneler, sabit disklerde arşivlenen dosya boyutunu önemli ölçüde artırabilir ve aşırı durumlarda arşiv süresini bir aydan bir haftaya dahi düşürebilir.
Yüksek hassasiyet ayrıca yüksek diyafram (obtüratör) hızına da olanak tanımaktadır. Böylece hareketli cisimlerde yaşanan bulanıklığının ortadan kaldırılması sağlanır. Bu da görüntünün daha küçük bir diyafram aralığı ile kaydedilmesini mümkün olmakta ve alan derinliği (depth of field) ile görüntü netliğinin artmasını sağlamaktadır. DinionXF’te kullanılan CCD teknolojisi, düşük ışık koşulları altında bile olası en iyi hassasiyeti ve en yüksek sinyal-gürültü (Signal to Noise) oranını sağlamaktadır.
Dahası DinionXF’teki hassasiyet düzeyi, görüntü toplama zamanıyla birlikte artmaktadır. Toplama zamanını artırmak için diyafram hızı azaltılarak, hassasiyetin daha da artması sağlanıyor. Konvansiyonel güvenlik kameraları bir CCTV monitörünün görüntü hızı olan 1/50 saniye ile sınırlıdır. DinionXF, görüntü toplama sırasında hassasiyeti büyük ölçüde artıran SensUp özelliği ile bu sorunun üstesinden geliyor. Toplanan görüntü bellekte depolanır ve video uyumlu bir çıktı sinyali yaratmak için her 1/50 saniyede bir örneklenir. Bellekte her 1/5 saniyede bir her yeni görüntüyle tazelenir. SensUp’ın avantajı çoğu kamera gibi adım adım işlemektense, keskin görüntü sağlamak için sürekli diyafram ayarı yapabilmesidir ve yapay ışıklandırma olmadığı koşullarda (ay, yıldız ışığı vb.) son derece etkilidir.
DinionXF Gündüz/Gece (Day/Night) kameraları gündüzleyin CCD’nin önüne yerleştirilmiş dahili bir kızıl ötesi (IR) filtresi kullanıyor. Bunun sebebi ise güneşten gelen ışınların kameranın doğru renkleri üretilmesine engel olmasıdır. Işık seviyesi belli bir düzeyin altına indiğinde ise filtre otomatik olarak kalkar ve böylece kızıl ötesi aydınlatma yapmak mümkün hale gelir. Gece gözetimi sırasında kamera, hassasiyetini arttırmak için otomatik olarak siyah/beyaz moda geçer. Bu kameralar, lensleri aracılığıyla kızıl ötesi ölçüm mekanizmasına da sahiptirler. Bu benzersiz mekanizma ile kamera, ortamda kızıl ötesi aydınlatma baskın olduğu sürece gündüz moduna geçilmesini engeller ve diğer birçok Gündüz/Gece kameralarında yaşanan o can sıkıcı mod değiştirme tekrarını ortadan kaldırır.
540 TVL Çözünürlük ve Kablo Mesafe Kompanzasyonu
Yeni görüntü işleme teknolojileri, Bosch’un CCTV renkli kameralarında kullandığı çözünürlüğü 540 TV satırına (TVL) çıkarmasına olanak tanıdı. Ancak 540 TVL’lik çözünürlük tam anlamıyla, ancak kısa mesafeli kablolar kullanılırsa gözlemlenebiliyor, aksi takdirde kabloda yaşanan kayıp gözlemlenen çözünürlüğü düşürmektedir. DinionXF kameralar, kablo kaybını telafi etmek amacıyla ek amplifikatör kullanılmadan kabloda yaşanan kayıpları asgariye indirecek şekilde modüle eden bir kablo mesafe kompanzasyon fonksiyonu içeriyor. Bu fonksiyon etkinleştirildiğinde kablodaki yüksek frekans kayıplarını telafi etmek için çıktıda resim detaylarından sorumlu olan yüksek-frekans öğelerini artırıyor. Ayrıca DC gücünü ve parlak görüntülerin doğru senkronizasyonunu muhafaza etmekten sorumlu olan düşük-frekans öğelerini artırarak kablo direncini de telafi ediyor. Kablo mesafesi kompanzasyon özelliği, 2000 metreye kadar uygun koaksiyel kablo ile görüntülerin merkeze taşınmasını sağlıyor. Bu özellik, kameranın ekran üzeri menüsünden seçilen üç farklı mod (kullanılan kablo kesitine göre) ile ayarlanabiliyor. Dolayısıyla 540 TVL’lik çözünürlüğü, kayıt cihazları ve monitörlerin bulunduğu merkezi noktaya sorunsuz bir şekilde ancak dahili kablo mesafesi fonksiyonuna sahip Bosch kameralar ulaştırabiliyor.
Dinamik Gürültü Azaltma (Dynamic Noise Reduction)
DinionXF ayrıca elektronik gürültüyü özellikle de düşük ışık koşullarında azaltarak ya da ortadan kaldırarak görüntü çözünürlüğünü daha da arttıran Dinamik Gürültü Azaltma (DNR) özelliğine sahiptir. Elektronik gürültü; kablo da yaşanan kayıplar, termal etkiler ve aşırı amplifikasyon gibi çeşitli etkenlerden kaynaklanıyor. Kameranın kendiside bir gürültü kaynağı olabilir ki bu durum kendini görüntüde yaşanan karlılık ya da grenler şeklinde belli eder. DinionXF’teki DNR sisteminin çalışma prensibi, zamanla üretilen görüntüleri karşılaştırarak gürültüyü ortadan kaldırıyor. 15 bit DSP için geliştirilen bu güçlü algoritma, görüntüleri piksel piksel denetliyor ve gürültünün belirtileri, küçük ve rasgele (random) değişimlerle sahneden otomatik olarak siliniyor.
15 bit DSP’nin gelişmiş işlemci gücü ayrıca kontrastı da önemli ölçüde arttırmak için kullanılıyor. DinionXF kameranın “Auto Black” fonksiyonu ve XF-Dynamic’in kapsamı genişletilerek, buğunun bulanıklaştırdığı (aşırı sıcak havalarda asfalt yollarda yaşanır) ya da sisin kontrastı azalttığı durumlarda kontrastın artırılmasına yardımcı oluyor. Düşük ışık koşullarının veya sigara dumanı ve sisin yoğun olduğu gece kulübü gibi iç mekanlarda da “Auto Black” özelliği son derece etkilidir.
Hareketli Cisimlerde Yaşanan Bulanık Görüntünün Azaltılması
Hareketli görüntülerin kayıtları incelendiğinde, standart CCTV kameralarınca kullanılan 1/50 saniyelik düşük diyafram hızı nedeniyle, çoğu resmin ayrıntılarında netliğin kaybedildiği gözlenir. Bu da örneğin hareketli cizimlerin ya da araç plakaların tespitini zorlaştırır hatta imkansızlaştırır. Tamamen donuk ve keskin bir resim alabilmek için diyafram hızı yükseltilmelidir ki bu da ancak yeterli ışık olduğu sürece mümkün olabilir. Diyafram hızını (obtüratör hızı) arttırabilmek yani daha kısa sürede pozlamayı telafi etmek için ışık düzeyinin ya da diyafram aralığının da arttırılması anlamına geliyor. Işık miktarının azaldığı koşullarda ise lensin içindeki diyafram tamamen açıldığından kameranın Automatic Gain Control (AGC) daha fazla kazanç için otomatik olarak tetiklenebilir. Ancak bu durum sınıra dayandığında, görüntü kullanılamayacak düzeye gelecek kadar bozulur.
DinionXF’te ise hareket bulanıklığı olmaksızın görüntü alabilmek, maksimum performansı muhafaza etmek için beraber çalışan çeşitli özelliklerin kombinasyonunu sağlıyor. Kullanıcı DinionXF’i varsayılan diyafram moduna getirerek (default shutter speed mode) diyafram hızını varsayılan bir değere, örneğin 1/250 saniyeye ayarlayabilir. Otomatik diyafram kontrolü ile AGC’nin iyi kalitede bir video sinyali üretebilmesi için, yeterli ışık olduğu sürece diyafram hızı varsayılan değerde kalacaktır. Ancak ışık miktarı azaldığında diyafram kontrolü devreye girer ve standart değere ulaşılana kadar diyafram hızını azaltır (1/50 sn.). Hareket bulanıklığı bu düşük diyafram hızında tekrar yaşanacaktır fakat bu video sinyalinin tamamen kaybedilmesinden daha iyi bir sonuç verir. Dolayısıyla, varsayılan diyafram modu (default shutter mode) ışık koşulları el verdiği ölçüde hareket bulanıklığı içermeyen video görüntüsü sağlar ve her türlü ışık koşulunda görüntüleme yapılmasına olanak tanır. Harici aydınlatmalar ile yüksek diyafram hızından faydalanma sürekli sağlanabilir.
Hareket Algılama ve Video İçerik Analizi (VCA)
DinionXF’te bulunan dahili hareket algılama dedektörü, her biri kendi eşik seviyesine sahip dört adet bağımsız programlanabilir alan seçilmesine olanak tanır. Genel görüntü değişim dedektörü ise, iç mekandaki bir ışığın söndürülmesi ya da yakılması gibi ani ışık değişimlerinden kaynaklanan hatalı alarmları asgariye indiriyor. Hareket tespit edildiğinde alarmlar video görüntüsü ile beraber belirtilebilir ve kameranın üzerinde bulunan dahili röle istenilirse tetiklenebilir. Alarm iletilmi ise Bilinx protokolü ile sağlanır (bu konu aşağıdaki bölümde açıklanmaktadır). Video İçerik Analizi ise Bosch’un benzersiz IP Enkoder serisi ile her marka kameranın bu özelliklerden ve daha fazlasından faydalanmasına olanak tanır. IP Kamera veya Enkoder üzerinde video içerik analizi yapılabilmesi sayesinde cisimlerin boyutlarına, yönlerine, hızlarına göre alarmlar üretilebilmekte bunun yanında paket bırakılması, cismin yerinden alınması veya belli bölgelerde uzun süre bekleme durumlarında alarmlar otomatik olarak üretilebilmektedir.
Uzaktan Konfigürasyon ve Kontrol
Kamera kurulumu ve yönetimi, Bosch’un Çift Yönlü İletişim Teknolojisi olan Bilinx sayesinde önemli ölçüde kolaylaşıyor. Bilinx çift yönlü iletişim için koaksiyel, UTP ya da fiber optik kablosu kullanılıyor. Bu teknoloji kontrol ve konfigürasyon komutlarının video sinyali içerisine yerleştirilmesine olanak tanıyor. Böylece sistemin ince ayarları uzaktan bir PC ile yapılıyor. Kamera profilleri belli durumlara uygun ideal diyafram hızlarını sağlamak için uzaktan ayarlanabilir ve bunun için bir teknisyeninin kameranın olduğu lokasyona gitmesi gerekmez. Yeni çıkan kamera yazılımları da (firmware) Bilinx protokolü sayesinde kameralara, merkezi bir noktadan uzaktan yüklenebilmektedir. Bunun yanında Bvilinx ile PTZ kameraların kontrolü de herhangi bir data kablosu çekilmeden sağlanabilmektedir. Uzaktan bakım, PTZ ve yazılım güncelleme için sadece koaksiyel kablo yeterli olmaktadır.
Uygulamalar
DinionXF gibi yüksek performanslı sabit kameralar birçok zorlu uygulamada maksimum gözetim kapasitesi sağlamak için PTZ (pan/tilt/zoom) üniteleri ile birlikte kullanılabiliyor. DinionXF kameralar bu yazıda daha önceden bahsedilen düşük ışık koşullarına sahip iç ve dış mekanlar, değişken ışık koşulları (gece kulüpleri, tüneller vb.), gündüz/gece çekimleri, şehir izleme ve hareketli cisimlerin izlenmesi (trafik izleme) gibi durumlara özellikle uygundur. Başka bir deyişle, bu kameralar endüstriyel, kamusal, belediye uygulamaları, hava, deniz ve tren yolu taşımacılığı gibi çeşitli büyüklük ya da biçimdeki uygulamalarda sık sık kullanılıyor.
Dinion ve XF-Dynamic: Dinion sabit kameraları Hollanda Eindhoven’da bulunan Bosch Security Systems tarafından geliştirilmiş, benzersiz görüntü üretiminden daha fazlasını sunan yüksek performanslı CCTV sistemlerine duyulan ve gittikçe artan ihtiyacı karşılamak için 2002 yılında piyasaya sunuldu. Dinamik aralık ve aynı sahnede farklı ışık miktarına sahip bölgelerin görüntülenmesi gibi kritik konuları ele alan Bosch, daha sonra Renkli ve Gündüz/Gece modellerini içeren yüksek performanslı DinionXF serisini piyasaya sürdü. DinionXF’teki kilit özellik; 15 bit DSP teknolojisi ve gelişmiş CCD sayesinde olağanüstü sayıda gri renk seviyesi üretebilen ve sonucunda da ortaya geniş bir dinamik aralık ile hem yüksek hem de düşük ışıklı sahnelerde ayrıntıları da içeren yüksek kaliteli görüntü üretimi sağlayan XF-Dynamic özelliğidir.
Son yirmi yılda CCTV sistemlerinde dijital teknolojinin sağladığı birçok önemli gelişme yaşandı. Bu gelişmelerin büyük bir kısmı video görüntülerinin aktarımı, kaydı ve işlenmesi konusunda yaşansa da bunlar arasında dijital video kaydedici (DVR), NVR ve bu konuyla ilgili donanım ve yazılımlar özellikle önem taşıyordu. Bu gelişmelere son zamanlarda iletişim ve ölçeklenebilirlik konusunda avantajlar sağlayan IP tabanlı çözümler ile yaşanan gelişmeler de eklendi. Fakat günümüzde kullanılan kameraların halen büyük bir çoğunluğu analog iletişim teknolojileri üzerine kurulu durumda.
Dijital teknolojinin kameralar üzerinde uygulanması, görüntü kalitesi, hassasiyet ve dinamik aralığın (Dynamic Range) geliştirilmesi ihtiyacından ortaya çıktı. Bu yazıda Bosch’un, DinionXF kameralarını nasıl geliştirdiği ve dijital teknolojinin sağlamış olduğu gelişmiş özelliklerin detayları ele alınıyor. Bu kapsamda öncelikle CCTV kameraların nasıl geliştiğine ve ilk dijital gelişmelere dair bir özet de sunuluyor. Daha sonra 15 bit dijital işlemci (DSP) teknolojisinin temel özellikler üzerinden sağladığı avantajları ile uygulama alanlarına dair örnekler sunuluyor. Sonuç kısmında da dijital teknolojinin kullanıldığı CCTV kameralarında orta vadede yaşanabilecek gelişmelere göz atılıyor.
Temel Konular
Mevcut ve potansiyel CCTV kamera kullanıcılarını ilgilendiren temel konular; çözünürlük, hassasiyet ve dinamik aralıktır (Dynamic Range). İnsan gözü kadar yüksek bir çözünürlük ve hassasiyete sahip CCTV kameralarının geliştirilmesi - ki bu teoride nihai amaçtır – yönündeki ilk girişimler pek başarılı olmadı. Bunun nedeni ise gözün beyne üç boyutlu bir görüntü sunması, ayrıca beynin görüntü işleme konusunda yüksek işlem kapasitesine sahip olup görüntüyü yorumlama kabiliyetinin son derece gelişmiş olması sayesinde, görüntü kalitesine katkıda bulunmasıdır.
CCD kullanımı, kamera performansını insan gözünün düzeyine büyük ölçüde yaklaştırmıştır. Fakat aynı sahne içinde bulunan, farklı ışık yansıma seviyesine sahip video sinyallerinin işlenmesi uzun zamandır büyük bir sorun teşkil etmektedir. Dijital teknolojinin kullanılması, bu sorunun çözümüne yaklaşılmasını sağlamıştır. Bu konudaki önemli bir gelişme de hassasiyet alanında olmuştur. Bu sayede gözün sadece gri renk tonları görebildiği düşük ışık koşulları altında, renkleri açığa çıkarabilen kameraların üretilmiş olmasıdır. Geniş dinamik aralık (Wide Dynamic Range) ise CCTV kameraların henüz gözün kapasitesini geçemediği bir diğer alandır ve bu yazıda ele alınan önemli konulardan biridir. Aynı şekilde görüntüleme ve kontrol esnekliği kameraların seçimi açısından kritik konular arasındadır.
Şu anda pazarda farklı uygulama alanlarının yaratmış olduğu talepten ve yenilikçi üreticilerden kaynaklanan, sayısız özelliklere sahip çok çeşitli CCTV kameraları mevcut. Kompakt sabit kameralardan, Pan/Tilt/Zoom (PTZ) modellerine, ışık koşulları her ne olursa olsun bir sahnenin bütün ayrıntıları yakalayabilen yüksek performanslı modeller ile gelişmiş “akıllı” kameralara kadar geniş bir yelpaze söz konusu. Bir çoğu dijital teknoloji sayesinde mümkün olan diğer özellikler de kameraların işlevselliğini daha da arttırıyor. Bu özellikler; hareket algılama, video içerik analizi, Gündüz/Gece (Day/Night) kullanım, arka ışık telafisi (BLC), dinamik gürültü azaltma (DNR), uzaktan veya otomatik lens kontrolü gibi.
15 bit DSP kullanımı ve gri renk seviyeleri
Bir CCD kameranın görüntü kalitesi, işlenebilecek gri renk seviyelerin sayısı ile doğru orantılıdır, bunu da kameranın sahip olduğu işlemci (DSP) kontrol eder. Örneğin 1 bit işlemci sadece bir siyah/beyaz yazıcının ürettiğine benzer bir görüntü sunabilir, 4 bit bir işlemci ise daha iyi bir görüntü sunabilmek adına 16 gri renk seviyesi sağlar.
Piyasadaki güvenlik kameralarının çoğu 10 bit işlemci kullanıyor. 1024 gri renk seviyesine sahip görüntüler üretebilme kapasitesiyle, aydınlıktan karanlığa geçerken “göreceli” pürüzsüz geçişler sağlıyor. DinionXF ise 15 bit dijital sinyal işleme kapasitesine sahip, bu da 10 bit DSP’den 32 kat daha fazla gri renk seviyesi ve keskinliği sağlamasına yardımcı oluyor. Bu da geniş dinamik aralık (Wide Dynamic Range) ve canlı renkler içeren, olağanüstü derecede hassas bir görüntü kalitesi anlamına geliyor.
Bosch’un XF-Dynamic özelliği sağlayan 15 bit DSP’si, görüntüdeki detayların belirginleştirilmesi amacıyla aydınlatmadaki anlık değişimleri işleyerek, histogram adı verilen teknolojiden faydalanıyor. CCD ile elde edilen bir görüntüde her pikselin parlaklığı, siyahtan maksimum sahne parlaklığına kadar 32.767 gri renk seviyesine kadar ayrılan bir aydınlatma histogramı tarafından kayda geçiriliyor. Kameranın aktarım fonksiyonu (çıktıyı, girdinin bir fonksiyonu olarak tanımlayan eğri), yüksek görüntü detayı olan bölgelerde otomatik olarak daha keskin bir şekilde, daha az veri yoğunluğu olan bölgelerde ise daha düşük keskinlik seviyesi ile yükseliyor. Bu kamera çıktısında yani bizim gördüğümüz görüntüde, daha dengeli dağılmış bir ışık seviyesi yaratacaktır.
Düşük kontrastlı sahnelerde ise genellikle çok düşük gri renk seviyesinde, çok yüksek sayıda piksel bulunur. Bu tip sahnelerde histogram, gri renk piksel sayısını azaltıyor. Aynı zamanda genel görüntü kontrastını artırmak ve ortaya iyi bir görüntü detayı çıkarmak için, az yansıtılan seviyelerdeki piksel sayısı ise artırılıyor.
"Akıllı" Pozlama
DinionXF’in XF-Dynamic özelliğinin sağladığı geniş dinamik aralığın bir diğer faydası ise, diğer güvenlik kameralarınca kullanılan “Dual Exposure” teknolojisi karşısında önemli avantajlar sunmasıdır. “Dual Exposure“ teknolojisinde, karanlık sahne bölgeleri için örneğin 1/50 saniye gibi uzun bir pozlama ve aydınlık bölgeler için 1/1000 sn. gibi kısa bir pozlama süresi kullanılıyor. Daha sonra bu iki pozlamanın “akıllı” bir kombinasyonu yapılıyor ki bu da prensipte iki bölge için de en iyi değeri veriyor ve yüksek ışıklı yerler aşırı pozlanmadan bütün görüntü detaylarının alınması sağlanıyor. Pratikte ise optimum kombinasyona ulaşmak oldukça zor ve özellikle de aydınlık - karanlık bölgeler arasındaki geçişte yaşanacak kayıplar ideal pozlamaya ulaşılamamasına ve görüntü kalitesinin azalmasına yol açabiliyor.
Hassasiyetin Artırılması
Yüksek hassasiyet seviyesi, sadece karanlık sahnelerdeki ayrıntıları ortaya çıkarmak için değil, ayrıca kaydedilen sahnelerdeki gürültüyü (noise) asgariye indirmek ve dijital kayıtların dosya boyutunu azaltmak için kritik bir faktördür. Gürültü (Noise) içeren sahneler, sabit disklerde arşivlenen dosya boyutunu önemli ölçüde artırabilir ve aşırı durumlarda arşiv süresini bir aydan bir haftaya dahi düşürebilir.
Yüksek hassasiyet ayrıca yüksek diyafram (obtüratör) hızına da olanak tanımaktadır. Böylece hareketli cisimlerde yaşanan bulanıklığının ortadan kaldırılması sağlanır. Bu da görüntünün daha küçük bir diyafram aralığı ile kaydedilmesini mümkün olmakta ve alan derinliği (depth of field) ile görüntü netliğinin artmasını sağlamaktadır. DinionXF’te kullanılan CCD teknolojisi, düşük ışık koşulları altında bile olası en iyi hassasiyeti ve en yüksek sinyal-gürültü (Signal to Noise) oranını sağlamaktadır.
Dahası DinionXF’teki hassasiyet düzeyi, görüntü toplama zamanıyla birlikte artmaktadır. Toplama zamanını artırmak için diyafram hızı azaltılarak, hassasiyetin daha da artması sağlanıyor. Konvansiyonel güvenlik kameraları bir CCTV monitörünün görüntü hızı olan 1/50 saniye ile sınırlıdır. DinionXF, görüntü toplama sırasında hassasiyeti büyük ölçüde artıran SensUp özelliği ile bu sorunun üstesinden geliyor. Toplanan görüntü bellekte depolanır ve video uyumlu bir çıktı sinyali yaratmak için her 1/50 saniyede bir örneklenir. Bellekte her 1/5 saniyede bir her yeni görüntüyle tazelenir. SensUp’ın avantajı çoğu kamera gibi adım adım işlemektense, keskin görüntü sağlamak için sürekli diyafram ayarı yapabilmesidir ve yapay ışıklandırma olmadığı koşullarda (ay, yıldız ışığı vb.) son derece etkilidir.
DinionXF Gündüz/Gece (Day/Night) kameraları gündüzleyin CCD’nin önüne yerleştirilmiş dahili bir kızıl ötesi (IR) filtresi kullanıyor. Bunun sebebi ise güneşten gelen ışınların kameranın doğru renkleri üretilmesine engel olmasıdır. Işık seviyesi belli bir düzeyin altına indiğinde ise filtre otomatik olarak kalkar ve böylece kızıl ötesi aydınlatma yapmak mümkün hale gelir. Gece gözetimi sırasında kamera, hassasiyetini arttırmak için otomatik olarak siyah/beyaz moda geçer. Bu kameralar, lensleri aracılığıyla kızıl ötesi ölçüm mekanizmasına da sahiptirler. Bu benzersiz mekanizma ile kamera, ortamda kızıl ötesi aydınlatma baskın olduğu sürece gündüz moduna geçilmesini engeller ve diğer birçok Gündüz/Gece kameralarında yaşanan o can sıkıcı mod değiştirme tekrarını ortadan kaldırır.
540 TVL Çözünürlük ve Kablo Mesafe Kompanzasyonu
Yeni görüntü işleme teknolojileri, Bosch’un CCTV renkli kameralarında kullandığı çözünürlüğü 540 TV satırına (TVL) çıkarmasına olanak tanıdı. Ancak 540 TVL’lik çözünürlük tam anlamıyla, ancak kısa mesafeli kablolar kullanılırsa gözlemlenebiliyor, aksi takdirde kabloda yaşanan kayıp gözlemlenen çözünürlüğü düşürmektedir. DinionXF kameralar, kablo kaybını telafi etmek amacıyla ek amplifikatör kullanılmadan kabloda yaşanan kayıpları asgariye indirecek şekilde modüle eden bir kablo mesafe kompanzasyon fonksiyonu içeriyor. Bu fonksiyon etkinleştirildiğinde kablodaki yüksek frekans kayıplarını telafi etmek için çıktıda resim detaylarından sorumlu olan yüksek-frekans öğelerini artırıyor. Ayrıca DC gücünü ve parlak görüntülerin doğru senkronizasyonunu muhafaza etmekten sorumlu olan düşük-frekans öğelerini artırarak kablo direncini de telafi ediyor. Kablo mesafesi kompanzasyon özelliği, 2000 metreye kadar uygun koaksiyel kablo ile görüntülerin merkeze taşınmasını sağlıyor. Bu özellik, kameranın ekran üzeri menüsünden seçilen üç farklı mod (kullanılan kablo kesitine göre) ile ayarlanabiliyor. Dolayısıyla 540 TVL’lik çözünürlüğü, kayıt cihazları ve monitörlerin bulunduğu merkezi noktaya sorunsuz bir şekilde ancak dahili kablo mesafesi fonksiyonuna sahip Bosch kameralar ulaştırabiliyor.
Dinamik Gürültü Azaltma (Dynamic Noise Reduction)
DinionXF ayrıca elektronik gürültüyü özellikle de düşük ışık koşullarında azaltarak ya da ortadan kaldırarak görüntü çözünürlüğünü daha da arttıran Dinamik Gürültü Azaltma (DNR) özelliğine sahiptir. Elektronik gürültü; kablo da yaşanan kayıplar, termal etkiler ve aşırı amplifikasyon gibi çeşitli etkenlerden kaynaklanıyor. Kameranın kendiside bir gürültü kaynağı olabilir ki bu durum kendini görüntüde yaşanan karlılık ya da grenler şeklinde belli eder. DinionXF’teki DNR sisteminin çalışma prensibi, zamanla üretilen görüntüleri karşılaştırarak gürültüyü ortadan kaldırıyor. 15 bit DSP için geliştirilen bu güçlü algoritma, görüntüleri piksel piksel denetliyor ve gürültünün belirtileri, küçük ve rasgele (random) değişimlerle sahneden otomatik olarak siliniyor.
15 bit DSP’nin gelişmiş işlemci gücü ayrıca kontrastı da önemli ölçüde arttırmak için kullanılıyor. DinionXF kameranın “Auto Black” fonksiyonu ve XF-Dynamic’in kapsamı genişletilerek, buğunun bulanıklaştırdığı (aşırı sıcak havalarda asfalt yollarda yaşanır) ya da sisin kontrastı azalttığı durumlarda kontrastın artırılmasına yardımcı oluyor. Düşük ışık koşullarının veya sigara dumanı ve sisin yoğun olduğu gece kulübü gibi iç mekanlarda da “Auto Black” özelliği son derece etkilidir.
Hareketli Cisimlerde Yaşanan Bulanık Görüntünün Azaltılması
Hareketli görüntülerin kayıtları incelendiğinde, standart CCTV kameralarınca kullanılan 1/50 saniyelik düşük diyafram hızı nedeniyle, çoğu resmin ayrıntılarında netliğin kaybedildiği gözlenir. Bu da örneğin hareketli cizimlerin ya da araç plakaların tespitini zorlaştırır hatta imkansızlaştırır. Tamamen donuk ve keskin bir resim alabilmek için diyafram hızı yükseltilmelidir ki bu da ancak yeterli ışık olduğu sürece mümkün olabilir. Diyafram hızını (obtüratör hızı) arttırabilmek yani daha kısa sürede pozlamayı telafi etmek için ışık düzeyinin ya da diyafram aralığının da arttırılması anlamına geliyor. Işık miktarının azaldığı koşullarda ise lensin içindeki diyafram tamamen açıldığından kameranın Automatic Gain Control (AGC) daha fazla kazanç için otomatik olarak tetiklenebilir. Ancak bu durum sınıra dayandığında, görüntü kullanılamayacak düzeye gelecek kadar bozulur.
DinionXF’te ise hareket bulanıklığı olmaksızın görüntü alabilmek, maksimum performansı muhafaza etmek için beraber çalışan çeşitli özelliklerin kombinasyonunu sağlıyor. Kullanıcı DinionXF’i varsayılan diyafram moduna getirerek (default shutter speed mode) diyafram hızını varsayılan bir değere, örneğin 1/250 saniyeye ayarlayabilir. Otomatik diyafram kontrolü ile AGC’nin iyi kalitede bir video sinyali üretebilmesi için, yeterli ışık olduğu sürece diyafram hızı varsayılan değerde kalacaktır. Ancak ışık miktarı azaldığında diyafram kontrolü devreye girer ve standart değere ulaşılana kadar diyafram hızını azaltır (1/50 sn.). Hareket bulanıklığı bu düşük diyafram hızında tekrar yaşanacaktır fakat bu video sinyalinin tamamen kaybedilmesinden daha iyi bir sonuç verir. Dolayısıyla, varsayılan diyafram modu (default shutter mode) ışık koşulları el verdiği ölçüde hareket bulanıklığı içermeyen video görüntüsü sağlar ve her türlü ışık koşulunda görüntüleme yapılmasına olanak tanır. Harici aydınlatmalar ile yüksek diyafram hızından faydalanma sürekli sağlanabilir.
Hareket Algılama ve Video İçerik Analizi (VCA)
DinionXF’te bulunan dahili hareket algılama dedektörü, her biri kendi eşik seviyesine sahip dört adet bağımsız programlanabilir alan seçilmesine olanak tanır. Genel görüntü değişim dedektörü ise, iç mekandaki bir ışığın söndürülmesi ya da yakılması gibi ani ışık değişimlerinden kaynaklanan hatalı alarmları asgariye indiriyor. Hareket tespit edildiğinde alarmlar video görüntüsü ile beraber belirtilebilir ve kameranın üzerinde bulunan dahili röle istenilirse tetiklenebilir. Alarm iletilmi ise Bilinx protokolü ile sağlanır (bu konu aşağıdaki bölümde açıklanmaktadır). Video İçerik Analizi ise Bosch’un benzersiz IP Enkoder serisi ile her marka kameranın bu özelliklerden ve daha fazlasından faydalanmasına olanak tanır. IP Kamera veya Enkoder üzerinde video içerik analizi yapılabilmesi sayesinde cisimlerin boyutlarına, yönlerine, hızlarına göre alarmlar üretilebilmekte bunun yanında paket bırakılması, cismin yerinden alınması veya belli bölgelerde uzun süre bekleme durumlarında alarmlar otomatik olarak üretilebilmektedir.
Uzaktan Konfigürasyon ve Kontrol
Kamera kurulumu ve yönetimi, Bosch’un Çift Yönlü İletişim Teknolojisi olan Bilinx sayesinde önemli ölçüde kolaylaşıyor. Bilinx çift yönlü iletişim için koaksiyel, UTP ya da fiber optik kablosu kullanılıyor. Bu teknoloji kontrol ve konfigürasyon komutlarının video sinyali içerisine yerleştirilmesine olanak tanıyor. Böylece sistemin ince ayarları uzaktan bir PC ile yapılıyor. Kamera profilleri belli durumlara uygun ideal diyafram hızlarını sağlamak için uzaktan ayarlanabilir ve bunun için bir teknisyeninin kameranın olduğu lokasyona gitmesi gerekmez. Yeni çıkan kamera yazılımları da (firmware) Bilinx protokolü sayesinde kameralara, merkezi bir noktadan uzaktan yüklenebilmektedir. Bunun yanında Bvilinx ile PTZ kameraların kontrolü de herhangi bir data kablosu çekilmeden sağlanabilmektedir. Uzaktan bakım, PTZ ve yazılım güncelleme için sadece koaksiyel kablo yeterli olmaktadır.
Uygulamalar
DinionXF gibi yüksek performanslı sabit kameralar birçok zorlu uygulamada maksimum gözetim kapasitesi sağlamak için PTZ (pan/tilt/zoom) üniteleri ile birlikte kullanılabiliyor. DinionXF kameralar bu yazıda daha önceden bahsedilen düşük ışık koşullarına sahip iç ve dış mekanlar, değişken ışık koşulları (gece kulüpleri, tüneller vb.), gündüz/gece çekimleri, şehir izleme ve hareketli cisimlerin izlenmesi (trafik izleme) gibi durumlara özellikle uygundur. Başka bir deyişle, bu kameralar endüstriyel, kamusal, belediye uygulamaları, hava, deniz ve tren yolu taşımacılığı gibi çeşitli büyüklük ya da biçimdeki uygulamalarda sık sık kullanılıyor.
Dinion ve XF-Dynamic: Dinion sabit kameraları Hollanda Eindhoven’da bulunan Bosch Security Systems tarafından geliştirilmiş, benzersiz görüntü üretiminden daha fazlasını sunan yüksek performanslı CCTV sistemlerine duyulan ve gittikçe artan ihtiyacı karşılamak için 2002 yılında piyasaya sunuldu. Dinamik aralık ve aynı sahnede farklı ışık miktarına sahip bölgelerin görüntülenmesi gibi kritik konuları ele alan Bosch, daha sonra Renkli ve Gündüz/Gece modellerini içeren yüksek performanslı DinionXF serisini piyasaya sürdü. DinionXF’teki kilit özellik; 15 bit DSP teknolojisi ve gelişmiş CCD sayesinde olağanüstü sayıda gri renk seviyesi üretebilen ve sonucunda da ortaya geniş bir dinamik aralık ile hem yüksek hem de düşük ışıklı sahnelerde ayrıntıları da içeren yüksek kaliteli görüntü üretimi sağlayan XF-Dynamic özelliğidir.
Arkadaşına gönder
Sayfayı yazdır