Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh camera
Không lâu trÆ°Æ¡Ìc đây VGA vaÌ€ D1 laÌ€ 2 độ phân giải thÆ°Æ¡Ì€ng Ä‘Æ°Æ¡Ì£c sử duÌ£ng trên thiÌ£ trÆ°Æ¡Ì€ng. LuÌc Ä‘oÌ moÌ£i ngÆ°Æ¡Ì€i biết caÌch để Ä‘aÌnh giaÌ chất lượng video của camera.
1. Giới thiệu
Không lâu trÆ°Æ¡Ìc đây VGA vaÌ€ D1 laÌ€ 2 độ phân giải thÆ°Æ¡Ì€ng Ä‘Æ°Æ¡Ì£c sử duÌ£ng trên thiÌ£ trÆ°Æ¡Ì€ng. LuÌc Ä‘oÌ moÌ£i ngÆ°Æ¡Ì€i biết caÌch để Ä‘aÌnh giaÌ chất lượng video của camera. VÆ¡Ìi sÆ°Ì£ xuất hiện của camera 1MP vaÌ€ 1.3MP vẫn khaÌ dễ để so saÌnh tÆ°Ì€ng sản phẩm . Tuy nhiên,hiện nay nhiá»u loaÌ£i camera độ phân giải cao – nhiá»u MegaPixel Ä‘Æ°Æ¡Ì£c giÆ¡Ìi thiệu trên thiÌ£ trÆ°Æ¡Ì€ng – nhÆ° 2MP, 3MP, 4MP, 5MP, 10MP… MoÌ£i ngÆ°Æ¡Ì€i nhầm lẫn – băn khoăn laÌ€m sao dể so saÌnh tÆ°Ì€ng sản phẩm vÆ¡Ìi nhau . Camera 10Megapixel coÌ cho chất lÆ°Æ¡Ì£ng 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 thÆ°Æ¡Ìc hiÌ€nh ảnh nhỏ hÆ¡n. NêÌu camera của baÌ£n coÌ sÃ´Ì Ä‘iểm ảnh cao nhÆ°ng 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 lÆ°u trữ.
Sau đây chuÌng ta sẽ cuÌ€ng giải thiÌch caÌc yêÌu tÃ´Ì ảnh hÆ°Æ¡Ìng đêÌn châÌt lÆ°Æ¡Ì£ng 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 hÆ°Æ¡Ìng đêÌn châÌt lÆ°Æ¡Ì£ng video
ChâÌt lÆ°Æ¡Ì£ng video coÌ thể Ä‘Æ°Æ¡Ì£c 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 phÆ°Ìc taÌ£p vaÌ€ bao gồm nhiều khâu. Mỗi khâu ảnh hưởng đêÌn châÌt lÆ°Æ¡Ì£ng hiÌ€nh ảnh tổng thể của camera. NêÌu chỉ tăng độ phân giải của cảm biêÌn maÌ€ không tăng cÆ°Æ¡Ì€ng caÌc thaÌ€nh phần khaÌc của camera thiÌ€ chỉ laÌ€m tăng râÌt iÌt châÌt lÆ°Æ¡Ì£ng hiÌ€nh ảnh đầu ra. CoÌ thể thâÌy rõ Ä‘iều Ä‘oÌ tÆ°Ì€ viÌ duÌ£ bên trên.
CaÌc yêÌu tÃ´Ì ảnh hÆ°Æ¡Ìng 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 nhÆ° tÆ°Ì£ phÆ¡i saÌng, tÆ°Ì£ cân bằng trăÌng, tÆ°Ì£ động lâÌy neÌt, chôÌng ngÆ°Æ¡Ì£c 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 nhÆ° sau.
a. ÔÌng kiÌnh
BaÌ£n coÌ thể Ä‘ã tÆ°Ì€ng thâÌy loaÌ£i ôÌng kiÌnh Megapixel Ä‘Æ°Æ¡Ì£c baÌn trên thiÌ£ trÆ°Æ¡Ì€ng ? 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 giÆ¡Ì€ 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 tÆ°Ì€ cuÌ€ng 1 nguồn – sẽ đêÌn cuÌ€ng 1 Ä‘iểm ảnh trên cảm biêÌn. Trong trÆ°Æ¡Ì€ng hÆ¡Ì£p ôÌng kiÌnh coÌ châÌt lÆ°Æ¡Ì£ng cao, ôÌng kiÌnh sẽ Ä‘Æ°a 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 mÆ¡Ì€.
Äiều giÌ€ sẽ xảy ra nêÌu duÌ€ng ôÌng kiÌnh chất lÆ°Æ¡Ì£ng thâÌp thay cho loaÌ£i châÌt lÆ°Æ¡Ì£ng cao ? Mặc duÌ€ caÌc tia saÌng không đêÌn chiÌnh xaÌc cuÌ€ng 1 Ä‘iểm nữa, nhÆ°ng chuÌng vẫn ở cuÌ€ng trong 1 Ä‘iểm ảnh , vaÌ€ nhÆ° vậy hiÌ€nh ảnh vẫn Ä‘eÌ£p nhâÌt coÌ thể.
Trong trÆ°Æ¡Ì€ng hÆ¡Ì£p sử duÌ£ng cảm biêÌn hiÌ€nh ảnh châÌt lÆ°Æ¡Ì£ng cao nhÆ°ng laÌ£i sử duÌ£ng ôÌng kiÌnh châÌt lÆ°Æ¡Ì£ng thâÌp, thiÌ€ hiÌ€nh ảnh sẽ không Ä‘Æ°Æ¡Ì£c nhÆ° mong muôÌn. Nhiều camera Megapixel hiện nay Ä‘Æ°Æ¡Ì£c sản xuâÌt duÌ€ng cảm biêÌn hiÌ€nh ảnh độ phân giải cao nhÆ°ng duÌ€ng ôÌng kiÌnh châÌt lÆ°Æ¡ng thâÌp, loaÌ£i ôÌng kiÌnh không Ä‘Æ°Æ¡Ì£c thiêÌt kÃªÌ cho doÌ€ng cảm biêÌn nhÆ° vậy.
Yêu cầu đặt ra : cần sử duÌ£ng ôÌng kiÌnh châÌt lÆ°Æ¡Ì£ng cao vÆ¡Ìi cảm biêÌn hiÌ€nh ảnh độ phân giải cao . NhÆ° vậy , camera nhiều Megapixel mÆ¡Ìi cho hiÌ€nh ảnh Ä‘eÌ£p nhâÌt vaÌ€ độ phân giải cao nhâÌt.
VaÌ€ nhÆ° vậy, cần đặc biệt lÆ°u yÌ khi thay ôÌng kiÌnh giữa caÌc mẫu camera khaÌc nhau – nêÌu ko châÌt lÆ°Æ¡Ì£ng hiÌ€nh ảnh sẽ không Ä‘Æ°Æ¡Ì£c nhÆ° yÌ.
b. Cảm biêÌn hiÌ€nh ảnh
VÆ¡Ìi sÆ°Ì£ thiêÌu thay đổi vaÌ€ không Ä‘ủ năng lÆ°Ì£c cung câÌp độ phân giải xử lyÌ video tÆ°Ì€ đầu đêÌn cuôÌi, hầu hêÌt caÌc nhaÌ€ sản xuâÌt chi Ä‘Æ¡n 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 thÆ°Æ¡Ì€ng 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 lÆ°Æ¡Ì£ng 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 thÆ°Æ¡Ìc vật lyÌ của tÆ°Ì€ng Ä‘iểm ảnh caÌ€ng nhỏ. Về tổng thể, kiÌch thÆ°Æ¡Ìc 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 lÆ°Æ¡Ì£ng ôÌng kiÌnh sẽ caÌ€ng laÌ€m tăng nguy cÆ¡ sai lệch quang hoÌ£c của hiÌ€nh ảnh .
Äể vÆ°Æ¡Ì£t 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 lÆ°Æ¡Ì£ng 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 lÆ°Æ¡Ì£ng cho tÆ°Ì€ng 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 lÆ°Æ¡Ì£ng cao, bÆ°Æ¡Ìc quan troÌ£ng tiêÌp theo để cho hiÌ€nh ảnh châÌt lÆ°Æ¡Ì£ng 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 lÆ°Æ¡Ì£ng video – kiÌch thÆ°Æ¡Ìc iris của ôÌng kiÌnh tÆ°Ì£ chỉnh khẩu độ, tôÌc độ maÌ€n chập, Ä‘iều khiển độ lÆ¡Ì£i, cân bằng trăÌng, tÆ°Ì£ động lâÌy neÌt ( nêÌu coÌ thể ), chÃªÌ Ä‘Ã´Ì£ ngaÌ€y, đêm, giảm nhiễu sÃ´Ì , chôÌng ngÆ°Æ¡Ì£c saÌng WDR vaÌ€ nhiều tiÌnh năng khaÌc. Mặc duÌ€ một sÃ´Ì thaÌ€nh phần Ä‘Æ°Æ¡Ì£c duÌ€ng nhÆ° laÌ€ caÌc thaÌ€nh phần độc lập, một ISP coÌ tiÌnh tiÌch hÆ¡Ì£p cao coÌ thể Ä‘iều khiển tâÌt cả chuÌng vaÌ€ tôÌi Æ°u 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 thÆ°Ìc râÌt phÆ°Ìc taÌ£p để aÌp duÌ£ng caÌc quy triÌ€nh tăng cÆ°Æ¡Ì€ng hiÌ€nh ảnh ở độ phân giải cao, đặc biệt laÌ€ dÆ°Æ¡Ìi caÌc Ä‘iều kiện aÌnh saÌng khaÌc nhau.
Hầu hêÌt caÌc IPS thiêÌt kÃªÌ cho camera 1MP sẽ không tÆ°Æ¡ng 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 , thÆ°Æ¡Ì€ng do thiêÌu khả năng cho ra caÌc ISP coÌ khả năng tăng châÌt lÆ°Æ¡Ì£ng hiÌ€nh ảnh.
Một viÌ duÌ£ Ä‘Æ¡n giản coÌ thể minh hoÌ£a giÆ¡Ìi haÌ£n của caÌc ISP cũ :