Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh camera
Không lâu trươÌc đây VGA vaÌ€ D1 laÌ€ 2 độ phân giải thường được sử duÌ£ng trên thiÌ£ trường. LuÌc Ä‘oÌ moÌ£i người biết caÌch để Ä‘aÌnh giaÌ chất lượng video của camera.
1. Giới thiệu
Không lâu trươÌc đây VGA vaÌ€ D1 laÌ€ 2 độ phân giải thường được sử duÌ£ng trên thiÌ£ trường. LuÌc Ä‘oÌ moÌ£i người biết caÌch để Ä‘aÌnh giaÌ chất lượng video của camera. VÆ¡Ìi sự xuất hiện cá»§a camera 1MP vaÌ€ 1.3MP vẫn khaÌ dễ để so saÌnh từng sản phẩm . Tuy nhiên,hiện nay nhiá»u loaÌ£i camera độ phân giải cao – nhiá»u MegaPixel được giÆ¡Ìi thiệu trên thiÌ£ trường – như 2MP, 3MP, 4MP, 5MP, 10MP… MoÌ£i người nhầm lẫn – băn khoăn laÌ€m sao dể so saÌnh từng sản phẩm vÆ¡Ìi nhau . Camera 10Megapixel coÌ cho chất lượng hiÌ€nh ảnh tốt hÆ¡n vaÌ€ chi tiết hÆ¡n so vÆ¡Ìi camera 4 Megapixel ? Không nhất thiết !! Số Ä‘iểm ảnh cao hÆ¡n không đảm bảo cho hiÌ€nh ảnh chi tiết vaÌ€ Ä‘eÌ£p hÆ¡n.
Hãy cùng nhìn vào hai hình ảnh sau.
CoÌ thể thâÌy hiÌ€nh ảnh bên traÌi Ä‘eÌ£p vaÌ€ chi tiêÌt hÆ¡n, mặc duÌ€ kiÌch thươÌc hiÌ€nh ảnh nhỏ hÆ¡n. NêÌu camera của baÌ£n coÌ sÃ´Ì Ä‘iểm ảnh cao nhưng coÌ hiÌ€nh ảnh ko rõ raÌ€ng, thiÌ€ baÌ£n không chỉ mâÌt caÌc chi tiêÌt của hiÌ€nh ảnh, maÌ€ coÌ€n lãng phiÌ băng thông vaÌ€ không gian lưu trữ.
Sau đây chuÌng ta sẽ cuÌ€ng giải thiÌch caÌc yêÌu tÃ´Ì ảnh hươÌng đêÌn châÌt lượng video. ChuÌng ta cũng sẽ đề cập đêÌn caÌch kiểm tra camera vaÌ€ xem camera naÌ€o cho hiÌ€nh ảnh Ä‘eÌ£p nhâÌt.
2. CaÌc yêÌu tÃ´Ì ảnh hươÌng đêÌn châÌt lượng video
ChâÌt lượng video coÌ thể được Ä‘aÌnh giaÌ bằng caÌch chuÌ£p hiÌ€nh trên luồng video . QuaÌ triÌ€nh chuyển aÌnh saÌng thaÌ€nh hiÌ€nh ảnh ( video ) khaÌ phưÌc taÌ£p vaÌ€ bao gồm nhiều khâu. Mỗi khâu ảnh hưởng đêÌn châÌt lượng hiÌ€nh ảnh tổng thể của camera. NêÌu chỉ tăng độ phân giải của cảm biêÌn maÌ€ không tăng cường caÌc thaÌ€nh phần khaÌc của camera thiÌ€ chỉ laÌ€m tăng râÌt iÌt châÌt lượng hiÌ€nh ảnh đầu ra. CoÌ thể thâÌy rõ Ä‘iều Ä‘oÌ từ viÌ duÌ£ bên trên.
CaÌc yêÌu tÃ´Ì ảnh hươÌng đêÌn châÌt lượng video bao gồm ÔÌng kiÌnh, cảm biêÌn hiÌ€nh ảnh, bộ xử lyÌ tiÌn hiệu hiÌ€nh ảnh ( Ä‘aÌ£i diện bởi caÌc tiÌnh năng như tự phÆ¡i saÌng, tự cân bằng trăÌng, tự động lâÌy neÌt, chôÌng ngược saÌng WDR, chôÌng nhiễu kỹ thuật sÃ´Ì DNR, độ neÌt , v.v…) vaÌ€ chuẩn neÌn hiÌ€nh ảnh.
Mỗi yêÌu tÃ´Ì Ä‘Æ°Æ¡Ì£c giải thiÌch chi tiêÌt như sau.
a. ÔÌng kiÌnh
BaÌ£n coÌ thể Ä‘ã từng thâÌy loaÌ£i ôÌng kiÌnh Megapixel được baÌn trên thiÌ£ trường ? NoÌ coÌ nghĩa laÌ€ giÌ€ ?
Mỗi ôÌng kiÌnh coÌ một độ phân giải quang hoÌ£c Äộ chiÌnh xaÌc của caÌc ôÌng kiÌnh thiêÌt kÃªÌ Ä‘ÃªÌ‰ nhận caÌc tia saÌng đêÌn chiÌnh xaÌc Ä‘iểm Ä‘iÌch ở trên bảng cảm biêÌn.
ViÌ duÌ£ vÆ¡Ìi 3 hiÌ€nh ảnh – coÌ 1 hiÌ€nh ảnh cây ở trong tầm nhiÌ€n của camera. Bây giờ hãy nhiÌ€n caÌch mỗi Ä‘iểm của cây Ä‘oÌ Ä‘Æ°Æ¡Ì£c nhận trên cảm biêÌn – thông qua ôÌng kiÌnh. TâÌt cả caÌc tia saÌng đêÌn từ cuÌ€ng 1 nguồn – sẽ đêÌn cuÌ€ng 1 Ä‘iểm ảnh trên cảm biêÌn. Trong trường hợp ôÌng kiÌnh coÌ châÌt lượng cao, ôÌng kiÌnh sẽ đưa chiÌnh xaÌc caÌc tia saÌng đêÌn cuÌ€ng 1 Ä‘iểm ảnh trên cảm biêÌn hiÌ€nh ảnh độ phân giải thâÌp. HiÌ€nh ảnh sẽ rõ vaÌ€ không coÌ nhiễu hoặc mờ.
Äiều giÌ€ sẽ xảy ra nêÌu duÌ€ng ôÌng kiÌnh chất lượng thâÌp thay cho loaÌ£i châÌt lượng cao ? Mặc duÌ€ caÌc tia saÌng không đêÌn chiÌnh xaÌc cuÌ€ng 1 Ä‘iểm nữa, nhưng chuÌng vẫn ở cuÌ€ng trong 1 Ä‘iểm ảnh , vaÌ€ như vậy hiÌ€nh ảnh vẫn Ä‘eÌ£p nhâÌt coÌ thể.
Trong trường hợp sử duÌ£ng cảm biêÌn hiÌ€nh ảnh châÌt lượng cao nhưng laÌ£i sử duÌ£ng ôÌng kiÌnh châÌt lượng thâÌp, thiÌ€ hiÌ€nh ảnh sẽ không được như mong muôÌn. Nhiều camera Megapixel hiện nay được sản xuâÌt duÌ€ng cảm biêÌn hiÌ€nh ảnh độ phân giải cao nhưng duÌ€ng ôÌng kiÌnh châÌt lương thâÌp, loaÌ£i ôÌng kiÌnh không được thiêÌt kÃªÌ cho doÌ€ng cảm biêÌn như vậy.
Yêu cầu đặt ra : cần sử duÌ£ng ôÌng kiÌnh châÌt lượng cao vÆ¡Ìi cảm biêÌn hiÌ€nh ảnh độ phân giải cao . Như vậy , camera nhiều Megapixel mÆ¡Ìi cho hiÌ€nh ảnh Ä‘eÌ£p nhâÌt vaÌ€ độ phân giải cao nhâÌt.
VaÌ€ như vậy, cần đặc biệt lưu yÌ khi thay ôÌng kiÌnh giữa caÌc mẫu camera khaÌc nhau – nêÌu ko châÌt lượng hiÌ€nh ảnh sẽ không được như yÌ.
b. Cảm biêÌn hiÌ€nh ảnh
VÆ¡Ìi sự thiêÌu thay đổi vaÌ€ không Ä‘ủ năng lực cung câÌp độ phân giải xử lyÌ video từ đầu đêÌn cuôÌi, hầu hêÌt caÌc nhaÌ€ sản xuâÌt chi đơn giản thay thÃªÌ thiêÌt kÃªÌ camera vÆ¡Ìi cảm biêÌn hiÌ€nh ảnh độ phân giải cao hÆ¡n. Äộ phân giải tiêu chuẩn của giaÌm saÌt IP hiện thông thường laÌ€ 2MP. CaÌc độ phân giải ca ohown 2Megapixel khaÌ â€œ mong manh†– caÌ€ng nhỏ caÌ€ng dễ biÌ£ ảnh hưởng – bởi châÌt lượng ôÌng kiÌnh hoặc bộ xử lyÌ tiÌn hiệu sÃ´Ì , chuẩn neÌn.
Äiều quan troÌ£ng laÌ€ độ phân giải của cảm biêÌn cao hÆ¡n, kiÌch thươÌc vật lyÌ của từng Ä‘iểm ảnh caÌ€ng nhỏ. Về tổng thể, kiÌch thươÌc của cả cảm biêÌn vẫn không thay đổi nhiều. ( ViÌ duÌ£ : camera 1MP duÌ€ng cảm biêÌn 1/3â€, camera 5MP duÌ€ng cảm biêÌn 1/2,9†) Do Ä‘oÌ châÌt lượng ôÌng kiÌnh sẽ caÌ€ng laÌ€m tăng nguy cÆ¡ sai lệch quang hoÌ£c của hiÌ€nh ảnh .
Äể vượt qua vâÌn đề naÌ€y, một sÃ´Ì nhaÌ€ sản xuâÌt băÌt đầu sử duÌ£ng công nghệ moÌi để tận duÌ£ng tôÌi Ä‘a lượng aÌnh saÌng đêÌn cảm biêÌn bằng caÌch thay đổi câÌu truÌc cảm biêÌn. Hikvision Ä‘ã aÌp duÌ£ng cho caÌc camera Siêu nhaÌ£y saÌng Dark Fighter.KêÌt quả laÌ€ tăng giaÌ triÌ£ năng lượng cho từng Ä‘iểm ảnh.
c. Bộ xử lyÌ tiÌn hiệu hiÌ€nh ảnh
Giả sử rằng caÌc camera sử duÌ£ng cảm biêÌn coÌ Ä‘Ã´Ì£ phân giải cao ( Nhiều megapixel ) cuÌ€ng vÆ¡Ìi ôÌng kiÌnh châÌt lượng cao, bươÌc quan troÌ£ng tiêÌp theo để cho hiÌ€nh ảnh châÌt lượng cao laÌ€ Bộ xử lyÌ tiÌn hiệu hiÌ€nh ảnh ( ISP ) . ISP laÌ€ bộ não của camera – coÌ nhiệm vuÌ£ cho hiÌ€nh ảnh Ä‘eÌ£p nhâÌt maÌ€ không kể đêÌn Ä‘iều kiện aÌnh saÌng.
Bộ não naÌ€y coÌ thể Ä‘iều khiển một sô công cuÌ£ coÌ thể taÌc động đêÌn châÌt lượng video – kiÌch thươÌc iris của ôÌng kiÌnh tự chỉnh khẩu độ, tôÌc độ maÌ€n chập, Ä‘iều khiển độ lợi, cân bằng trăÌng, tự động lâÌy neÌt ( nêÌu coÌ thể ), chÃªÌ Ä‘Ã´Ì£ ngaÌ€y, đêm, giảm nhiễu sÃ´Ì , chôÌng ngược saÌng WDR vaÌ€ nhiều tiÌnh năng khaÌc. Mặc duÌ€ một sÃ´Ì thaÌ€nh phần được duÌ€ng như laÌ€ caÌc thaÌ€nh phần độc lập, một ISP coÌ tiÌnh tiÌch hợp cao coÌ thể Ä‘iều khiển tâÌt cả chuÌng vaÌ€ tôÌi ưu caÌc thông sÃ´Ì tuÌ€y theo khung cảnh.
Trong khi khaÌ dễ để xử lyÌ hiÌ€nh ảnh độ phân giải thâÌp ,thiÌ€ phải tôÌn nhiều taÌ€i nguyên xử lyÌ vaÌ€ duÌ€ng những công thưÌc râÌt phưÌc taÌ£p để aÌp duÌ£ng caÌc quy triÌ€nh tăng cường hiÌ€nh ảnh ở độ phân giải cao, đặc biệt laÌ€ dươÌi caÌc Ä‘iều kiện aÌnh saÌng khaÌc nhau.
Hầu hêÌt caÌc IPS thiêÌt kÃªÌ cho camera 1MP sẽ không tương thiÌch vÆ¡Ìi camera độ phân giải cao . Sử duÌ£ng cảm biêÌn 3Megapixel hoặc cao hÆ¡n sẽ yêu cầu sử duÌ£ng công nghệ ISP hoaÌ€n toaÌ€n khaÌc. CaÌc nhaÌ€ sản xuâÌt camera vẫn sử duÌ£ng ISP cũ trong caÌc caÌc camera độ phân giải nhiều Megapixel , thường do thiêÌu khả năng cho ra caÌc ISP coÌ khả năng tăng châÌt lượng hiÌ€nh ảnh.
Một viÌ duÌ£ đơn giản coÌ thể minh hoÌ£a giÆ¡Ìi haÌ£n của caÌc ISP cũ :