نوشته‌ها

CCD Sony

رابطه اندازه سنسور با رزولوشن تصویر

همانطور که می توانیم یک تلویزیون HD  را به اندازه تلویزیون های کوچک قدیمی و حتی کوچکتر بسازیم، می توانیم پیکسل های روی یک سنسور تصویر را کوچک و کوچک تر کنیم.
اندازه سنسور به معنای سطحی است که نور ورودی روی آن متمرکز می شود که می توانند مانند تلسکوپ های تحقیقاتی، بسیار بزرگ باشد یا مانند گوشی های تلفن همراه، بسیار کوچک باشد. با اینکه ساختن سنسوری که هم کوچک باشد و هم رزولوشن بالایی داشته باشد کار پیچیده ای است اما اندازه سنسور تقریبا هیچ ربطی به رزولوشن تصویر ندارد.
رزولوشن سنسور که با مگاپیکسل اندازه گیری می شود تعداد نقاط نوری است که از روی سطح سنسور برای پردازش تصویر برداشته می شود. هر چه اندازه این نقاط (پیکسل ها) کوچک تر باشد، تعداد بیشتری از آن ها روی سطح مشخصی از سنسور جای می گیرد و در نتیجه رزولوشن بالاتری را می توان از سنسور دریافت کرد.
از آنجاییکه تلفن های همراهی با دوربین های ۱۳ مگاپیکسل و بالاتر وجود دارد، این سوال پیش می آید که چرا دوربین های عکاسی حرفه ای هم چنان بالاتر از ۲۰ و ۳۰ مگاپیکسل تولید نشده اند با اینکه سنسورهای آن ها بسیار بزرگتر از تلفن های همراه است. این موضوع دو دلیل دارد. یک اینکه وقتی که سطح سنسور و اندازه پیکسل ها خیلی کوچک می شود، بزرگ کردن آنها نیاز به پردازش زیادی دارد که باعث افزایش دمای زیاد سنسور می شود و ساختار سنسورها هنوز پاسخگوی این نیاز نیست. دلیل دوم کیفیت سنسور است، ممکن است یک سنسور ۱۳ مگاپیکسلی را بتوان به اندازه پاک کن انتهای یک مداد ساخت، اما کیفیت آن به سختی به اندازه سنسورهای بزرگتر می شود که توانایی تشخیص و تفکیک جزییات تصویر را دارند. قسمتی از ایده ultrapixel  کمپانی HTC  که روی تلفن های همراه خود از آن استفاده کرد همین موضوع بوده است، این کمپانی با تولید دوربین های با مگاپیکسل پایین تر اما با کیفیت بالاتر و تصاویر بهتر که توانایی حذف نویز بیشتر و عملکرد سریع تر در پردازش تصاویر را دارند به رقابت با دوربین های با مگاپیکسل بالا پرداخت.
بنابراین همانطور که متوجه شدید در ساخت و ارائه یک تصویر عوامل زیادی هستند که موثرند. اندازه سنسور تقریبا هیچ تاثیری روی رزولوشن تصویر نهایی ندارد و تنها می توان گفت سنسورهای بزرگ تر توانایی ارائه تصویر با کیفیت تر و با جزییات بیشتری را دارند. اینکه در برخی از دوربین های مداربسته به اندازه سنسور تصویر اشاره می شود و عنوان می شود سنسور ½ اینچ یا ۱/۳ اینچ، عملا تاثیر زیادی در عملکرد دوربین های مداربسته ندارد. موضوع مهم کیفیت سنسور، عملکرد آن در حذف نویز و سرعت پاسخگویی آن است.

 

 

مقایسه دو رزولوشن تصویر دوربین مدار بسته

اندازه گیری صحیح کیفیت تصویر

اندکی پیش از این دوربین های تحت شبکه با رزولوشن های VGA  و D1  در بازار معمول بودند. آن زمان تقریبا همه می دانستند که کیفیت تصویر را چگونه ارزیابی کنند. با ورود دوربین های تحت شبکه ۱  و ۱٫۳  مگاپیکسلی هم همچنان مقایسه کیفیت دوربین ها سخت نبود. در حال حاضر با معرفی دوربین های چندمگاپیکسل که بعضا تا رزولوشن ۱۰مگاپیکسل نیز تولید می شوند تشخیص و مقایسه دوربین های مداربسته پیچیده شده است. آیا واقعا یک دوربین ۱۰ مگاپیکسل تصویر ا کیفیت تری از یک دوربین ۴ مگاپیکسل دارد؟ لزوما خیر. تعداد بالاتر پیکسل ضمانتی برای کیفیت بالاتر تصویر نهایی نیست.
به مثال زیر دقت کنید. دو تصویر با رزولوشن های متفاوت ارائه شده اند.
با یک نگاه اجمالی می توانید تشیص دهید که کیفیت تصویر سمت چپ به مراتب بهتر از تصویر دیگر است. جزییات بسیار روشن و واضح هستند اما تصویر سمت راست مات و ناخواناست با اینکه در هر دو مورد لنز به خوبی فوکوس شده است.
اگر دوربین شما تصاویری با تعداد پیکسل زیاد تولید کند که مانند تصویر سمت راست وضوح خوبی ندارند شما بسیاری از جزییات را از دست خواهید داد و در عین حال پهنای باند بسیار زیادی را مشغول می کنید و فضای زیادی برای ذخیره تصاویر آن نیاز دارید.
در قسمت بعد فاکتورهایی که بر کیفیت تصویر نهایی تاثیر دارند را معرفی می کنیم. هم چنین در مورد اینکه چگونه دوربین ها را تست کنیم صحبت می کنیم.

فاکتورهایی که بر کیفیت تصویر تاثیرگذارند

کیفیت تصویر نهایی را می توان از روی تصاویر ارسالی از دوربین ارزیابی کرد. فرآیند تبدیل نور دریافتی به یک تصویر کامل تقریبا پیچیده است و مراحل زیادی دارد که همه مراحل با وجود اختلاف هایی که دارند از اهمیت زیادی برخوردارند. ارتقای سنسور تصویر که یک حلقه از زنجیره تولید تصویر است تغییرات اندکی را در کیفیت تصویر ایجاد می کند، اگر حلقه های دیگر ارتقا پیدا نکرده باشند. این حالت حتی ممکن است موجب بی کیفیت تر شدن تصویر نهایی نیز بشود. نتیجه چیزی خواهد بود شبیه تصویر سمت راست شکل بالا.
فاکتورهایی که بر کیفیت تصویر نهایی تاثیر دارند عبارتند از: لنز، سنسور تصویر، پردازنده تصویر(که همه امکانات از قبیل WDR ، DNR و … در این قسمت قرار دارند) و سیستم فشرده سازی.
فاکتورهای نام برده شده در ادامه به طور مجزا توضیح داده خواهند شد.

لنز

ممکن است بارها دیده باشید که در بازار لنزهای مگاپیکسلی وجود دارد و عرضه می شود. معنای لنز مگاپیکسلی چیست؟
هر لنزی یک رزولوشن اپتیکال دارد که به این معناست که دقت لنز در رساندن شعاع های نور و قرار دادن صحیح آن ها روی سنسور تصویر چقدر است.
به تصاویر زیر نگاه کنید. فرض کنیم یه درخت در مقابل دوربین قرار دارد. ببینیم چگونه یک نقطه از تصویر درخت به سنسور تصویر می رسد. همه شعاع های نور که از یک نقطه شیء منتشر می شوند باید به روی یک نقطه بر روی سنسور تصویر قرار بگیرند. با وجود یک لنز با کیفیت بالا تمامی شعاع های نور که از یک نقطه شیء منتشر می شوند بر روی یک پیکسل در سنسور تصویر قرار می گیرند و تصویر نهایی بدون مات شدن و یا اعوجاح خواهد بود.(مورد قبول)
اگر از لنز با کیفیت پایین تر استفاده کنیم چه اتفاقی می افتد؟ با اینکه شعاع های نور روی یک نقطه قرار نمی گیرند اما به دلیل اینکه اندازه پیکسل ها بزرگ است باز هم همه شعاع های نور روی یک پیکسل قرار می گیرند.(مورد قبول)
زمانی که از سنسور تصویر با مگاپیکسل پایین استفاده می کنید رزولوشن لنز چندان اهمیتی ندارد چرا که اندازه پیکسل ها بزرگ است. اما زمانی که از یک سنسور تصویر با رزولوشن بالا استفاده می کنید و لنز توانایی قرار دادن شعاع های نور روی یک نقطه کوچک را نداشته باشد، شعاع های نور روی پیکسل های مختلفی از سنسور تصویر قرار می گیرند، از آنجایی که در این مورد پیکسل ها تعداد زیادی دارند و در کنار هم قرار گرفته اند شعاع های نور یک پیکسل وارد پیکسل کناری می شود، بنابراین هر پیکسل علاوه بر شعاع نور مربوط به خود، شعاع های نوری را دریافت می کند که متعلق به پیکسل های کناری است. چنین حالتی موجب ایجاد نویز در تصویر می شود. (مورد قبول نیست)
بسیاری از تولیدکنندگان دوربین مداربسته در حال حاضر بر روی دوربین های چند مگاپیکسلی خود لنزهای با رزولوشن پایین قرار می دهند که برای آن ها طراحی نشده است.
بهترین روش برای استفاده از سنسورهای با رزولوشن بالا، استفاده از لنز مناسب آن هاست که رزولوشن خوبی داشته باشند. تولیدکنندگان لنز دوربین های مدار بسته، محصولات خود را با اعلام این که بیشترین رزولوشنی که می توانند پشتیبانی کنند چیست ارائه می دهند.

ممکن است متوجه شده باشید که بسیاری از تولیدکنندگان دوربین تحت شبکه اشاره ای به این نمی کنند که در مقابل سنسور ۵ مگاپیکسل از لنز ۱ مگاپیکسل استفاده می کنند.

سنسور تصویر

در نبود خلاقیت و نوآوری بسیاری از تولیدکنندگان دوربین مداربسته امروزه برای ارتقای محصولات خود تنها از سنسورهای تصویر با رزولوشن بالا استفاده می کنند. رزولوشن استاندارد دوربین های  تحت شبکه در این سال ها افزایش یافته و در حال حاضر دوربین های پایین تر از ۲ مگاپیکسل معمول نیستند. دوربین های تحت شبکه بالاتز از ۲ مگاپیکسل بسیار حساس و آسیب پذیر هستند، کوچکترین ضعف آن ها می تواند لنز باشد، پردازنده و فشرده ساز می تواند آسیب های بیشتری به تصویر نهایی بزنند.
بسیار مهم است که بدانیم هر چه رزولوشن سنسور تصویر افزایش می یابد اندازه فیزیکی پیکسل های روی سنسور کاهش پیدا می کند. بنابراین اندازه فیزیکی سنسور تصویر آنچنان تغییری نمی کند. در چنین حالتی فوتون یا شعاع های نور کمتری وارد هر پیکسل می شوند. بنابراین هر پیکسل آسیب پزیر می شود و ممکن است اطلاعات تصویر از دست برود.
برای غلبه بر این مشکل، بعضی از تولیدکنندگان به ویژه کمپانی سونی که تولیدکننده سنسور تصویر است، از تکنولوژی Backside Illumination  استفاده می کنند که باعث می شود از تمامی سطح یک پیکسل به طور کامل استفاده مفید شود. این امر باعث می شود که هر پیکسل توانایی دریافت اطلاعات بیشتری را داشته باشد.

پردازنده سیگنال تصویر

فرض کنیم که یک دوربین تحت شبکه از لنز مناسب و سنسور تصویر با رزولوشن بالا استفاده می کند، مرحله حساس بعد در تولید تصویر با کیفیت نهایی پردازنده تصویر خواهد بود. پردازنده به عنوان مغز دوربین مداربسته عمل می کند که وظیفه آن تولید بهترین تصویر ممکن بدون در نظر گرفتن شرایط نور ورودی است.
این مغز می تواند ابزارهای متعددی را که روی کیفیت تصویر تاثیر دارند کنترب کند. مواردی مانند اندازه شاتر، سرعت شاتر، gain control ، white balance ،   فوکوس، دید در شب، شفافیت تصویر، WDR ، DNR  و بسیاری دیگر. گرچه برخی ازین موارد می توانند به صورت جداگانه روی دوربین مداربسته نصب شوند اما یک پردازنده قوی می تواند تمامی آن ها را به صورت یکجا کنترل کرده و حتی بر اساس صحنه مقابل لنز آن ها را به صورت اتوماتیک تنظیم کند.
همانطور که پردازش تصاویر با رزولوشن پایین کار بسیار ساده ای است، تصاویر رزولوشن بالا توان زیادی را از دستگاه می گیرد و نیاز به فرمول ها و محاسبات پیچیده ای دارد تا تصویر نهایی برای استفاده مناسب باشد، مخصوصا زمانی که شرایط نور محیط در حال تغییر باشد.
بیشتر پردازنده هایی که برای دوربین های مداربسته ۱ مگاپیکسل طراحی شده اند، برای رزولوشن های بالاتر مناسب نیستند. استفاده از سنسورهای ۳ مگاپیکسل و بالاتر نیاز به استفاده از نوع دیگری از تکنولوژی در طراحی پردازنده های تصویر دارد. تولیدکنندگانی که همچنان از پردازنده های قبلی برای دوربین های تحت شبکه خود استفاده می کنند به ناچار دوربین های مداربسته ای را به بازار عرضه می کنند که آن چنان ارتقایی در کیفیت تصویر ندارند.
مثال ساده زیر می تواند ضعف پردازنده های قدیمی را به خوبی نشان دهد:
هرچه رزولوشن تصویر بیشتر باشد، فوکوس کردن لنز سخت تر خواهد بود. حتی اگر از لنز مناسب با رزولوشن بالا استفاده شود، پیکسل های روی برد سنسور تصویر انقدر کوچک هستند که با کوچکترین چرخشی در حلقه فوکوس دوربین، تغییر زیادی در تصویر نهایی ایجاد خواهد شد. تنظیم فوکوس در یک دوربین تحت شبکه ۱٫۳ مگاپیکسل حدود ۵ تا ۱۰ ثانیه زمان می برد، اما برای دوربین های رزولوشن بالاتر ممکن است حتی ۵ دقیقه زمان نیاز برای این کار نیاز باشد.
راه حل این موضوع استفاده از لنزهای autofocus  به همراه پردازنده تصویر مناسب است که توانایی محاسبه و انجام دقیق فوکوس را داشته باشد. بسیاری از پردازنده های تصویر موجود در بازار چنین دقت بالایی ندارند و باید دوباره از نو طراحی شوند.
به طور مثال پردازنده تصویری که کمپانی اکتی در محصولات اخیر خود استفاده کرده است، امکان تولید دوربین ها زوم دار با لنز autofocus  را حتی در نور بسیار پایین دارد که تا مدت ها مشکلی حل ناشدنی در صنعت دوربین مداربسته بود.
مثال دیگر استفاده از ابزارهای مختلف برای ارتقای کیفیت تصویر در شرایط نور مختلف  است. بر اساس اینکه چه زمانی از شبانه روز باشد، ممکن است نیاز به استفاده از DNR  یا همان حذف نویز باشد پیش از اینکه از فیلترهای دیگر استفاده شود، و یا اینکه مراحل همین فرآیند از آخر به اول انجام شود. در مورد پردازنده های تصویر قدیمی، جابجا کردن این مراحل امکان پذیر نیست و همین موضوع باعث می شود که در شرایط نوری مختلف دوربین تحت شبکه یک فرآیند خاص و از پیش تعیین شده را انجام دهد و نتواند بهترین حالت ممکن را با جابجا کردن مراحل ایجاد کند.

فشرده سازی

آخرین اما نه کم اهمیت ترین فاکتور در تعیین کیفیت تصویر فشرده سازی است. دوربین های چند مگاپیکسل مقدار زیادی دیتا تولید می کنند. وظیفه سنگین کاهش حجم دیتا تا اندازه ممکن بدون از دست دادن کیفیت تصویر به عهده چیپ فشرده سازی داخل دوربین مداربسته است. در حالی که دوربین های تحت شبکه ۲ تا ۶ مگاپیکسل به شکل مطلوبی قابلیت فشرده شدن را دارند، قبول اینکه دوربین های ۱۰ مگاپیکسل و یا بیشتر را بتوان طوری فشرده کرد که هم روی پهنای باند های موجود و هم هارد دیسک های فعلی با هزینه مناسبی انتقال یابند، کار ساده ای نیست. بسیاری از چیپ های فشرده سازی به دلیل کمی سرعت پردازش فقط از فرمت MJPEG  استفاده می کنند. و این بدین معنی است که زمانی که نیاز به فشرده سازی کامل و دقیق است، چیپ فشرده سازی قادر به دریافت تمامی فریم های تصویر نیست و به دلیل حجم بالای فرمت MJPEG  به ندرت توانایی ذخیره تمامی فریم ها را برای فشرده کردن دارد. در این فرمت هر چه نیاز به فشرده کردن تصاویر بیشتر باشد، کیفیت تصویر نهایی افت می کند.
پیشرفت پرستاب تکنولوژی سنسورهای تصویر و تولید سنسورهای با رزولوشن بالاتر برای دوربین های مداربسته تحت شبکه نیاز به چیپ های فشرده ساز قوی تر و مجهز تر را بیشتر کرده است. تلاش شرکت های تولیدکننده دوربین مداربسته برای دستیابی به تکنولوژی های جدید در فشرده سازی کاملا گویای این حقیقت است.

چگونه کیفیت تصویر نهایی را اندازه گیری کنیم؟

حال که می دانیم رزولوشن بالای دوربین مداربسته تضمین کننده کیفیت بالای تصویر نهایی و جزییات شفاف در آن نیست، این سوال مطرح می شود که چگونه می توانیم کیفیت تصاویر نهایی را اندازه گیری کنیم و دوربین های مداربسته را با یکدیگر مقایسه کنیم.
یکبار دیگر نگاهی به فرآیند تولید تصویر بیاندازیم:
روشی وجود دارد که به سادگی می تواند نمایانگر این فرآیند و کاری که لنز، سنسور، پردازنده و فشرده ساز انجام داده اند به شکل عددی باشد. این روش Television Lines  یا به صورت مخفف TVL  نام دارد که از روی تصویر نهایی اندازه گیری می شود. TVL  از سال های سال پیش روش اندازه گیری کیفیت تصاویر دوربین های آنالوگ بوده است که برای دوربین های تحت شبکه نیز قابل استفاده است.
TVL  را به این شکل تعریف می کنند که تعداد خطوط متوالی سیاه و سفیدی است که می توان در یک تصویر از هم تفکیک کرد. ۴۰۰TVL  به این معناست که ۲۰۰ خط مجزای سفید و ۲۰۰ خط مجزای سیاه در طولی از عرض تصویر که به اندازه ارتفاع تصویر باشد قابل تفکیک کردن است.
 به بیان دیگر TVL  بیانگر رزولوشن صحیح افقی یک تصویر است، هر چه TVL  بالاتر باشد کیفیت تصویر نهایی نیز بهتر است.
برگردیم به دو تصویری که در ابتدا دیدیم، با اینکه تصویر سمت چپ پیکسل های کمتری دارد، اما TVL  آن بالاتر است. نتیجه ساده ای می توان گرفت این است که صرف نظر از تعداد پیکسل های یک تصویر، هر چه TVL  بالاتر باشد، کیفیت تصویر نهایی بالاتر است.
بنابراین علی رغم باور عموم بر اینکه کیفیت تصویر مساوی رزولوشن تصویر است، متوجه می شویم که کیفیت تصویر دوربین مداربسته به فاکتورهای زیادی وابسته است که یکی از آن ها رزولوشن تصویر است. دلیل اینکه گاهی تصویری از یک دوربین تحت شبکه ۵ مگاپیکسل یا دوربین مداربسته دیگری که ۲ مگاپیکسلی است برابری می کند همین امر است. بهتر است در انتخاب دوربین های تحت شبکه تنها به رزولوشن که در حقیقت رزولوشن سنسور تصویر است بسنده نکنیم و فاکتورهای دیگری را که در این مقاله توضیح داده شد نیز بررسی کنیم.
نویسنده: اندرو مریت           مترجم: حسام موسوی

 

 

لوگوی دوربین مدار بسته آنالوگ HD

دوربین مداربسته ی اچ دی AHD

دوربین مداربسته HD  چیست؟ عبارت HD  اغلب اشتباها برای دوربین مداربسته با کیفیت بالاتر استفاده می شود. به طور کلی دو نوع دوربین امنیتی وجود دارد: دوربین مداربسته آنالوگ که ده ها سال است از آن ها استفاده می شود و دوربین مداربسته دیجیتال که به عنوان دوربین تحت شبکه نیز شناخته می شوند.

بیشتر دوربین مداربسته، دیجیتال در نظر گرفته می شوند به این خاطر که سنسور تصویر داخل دوربین و پردازنده تصویر دیجیتال هستند. هم چنین سال های سال تصاویر این دوربین ها روی دستگاه های ضبط دیجیتال ذخیره می شده است. با این وجود تصاویر خروجی سنسورها قبل از این که روی کابل کواکسیال انتقال یابد از دیجیتال به آنالوگ تبدیل می شد و سپس در دستگاه ضبط مجددا از آنالوگ به دیجیتال تا دستگاه توانایی پردازش و ذخیره تصاویر را داشته باشد.

تصویر دوربین مداربسته دیجیتال که عموما دوربین تحت شبکه هستند از طریق نرم افزارهای مدیریت تصاویر روی کامپیوتر و یا مستقیما روی دستگاه های ضبط تحت شبکه ذخیره می شوند. مهم ترین مزیت دوربین مداربسته تحت شبکه کیفیت بسیار بالای تصاویر آن هاست. این دوربین ها می توانند تصاویر بسیار با کیفیت تری از دوربین مداربسته آنالوگ ضبط و پخش کنند.
تا همین اواخر همه دوربین مداربسته و بیشتر سیستم های موجود آنالوگ بودند. کیفیت تصاویر یا رزولوشن آن ها در سیستم آنالوگ با TVL  سنجیده می شود که از ۳۸۰ تا ۵۵۰ TVL  گستره آن است. با این حال هر دوربینی که رزولوشن مشخصی دارد الزاما با دوربین دیگری با همان رزولوشن کیفیت برابری ندارد. این مشخصه بین تولیدکنندگان مختلف متفاوت است. قبل از معرفی دوربین مداربسته دیجیتال HD  دوربین های ۵۵۰ TVL  به عنوان دوربین های با رزولوشن بالا شناخته می شدند. در این سال ها تولیدکنندگان، دوربین های آنالوگ  تا ۸۰۰TVL  نیز به بازار عرضه کردند. برخی از فروشندگان این دوربین ها را HD  نامیدند در حالی که تصاویر آن ها از تصویر HD  واقعی بسیار فاصله داشت. یا اینکه از لحاظ تئوری کیفیت تصاویر دوربین های بالای ۵۰۰TVL  بالاتر از دوربین های قبلی است اما هیچ مانیتوری وجود نداشت که تصویری بیشتر از ۵۰۰TVL  را نمایش دهد، همین طور دستگاه ضبط کننده نیز توانایی ضبط تصاویر با کیفیت بالاتر را ندارد. در یک قاعده کلی بیشتر دوربین مداربسته آنالوگ تصویری در حدود ۴۰۰TVL  را ارائه می دهند.
به طور کلی می توان گفت بیشتر دوربین آنالوگ رزولوشنی در حدود ۴۰۰٫۰۰۰ پیکسل موثر دارند، که تصویر ضبط شده نهایی رزولوشنی برابر ۳۰۰٫۰۰۰ پیکسل دارد. این موضوع برای دوربین آنالوگ با کیفیت صادق است. در مورد دوربین های ارزان تر معمولا این عدد به ۱۰۰٫۰۰۰ پیکسل می رسد.
یک دوربین HD  دیجیتال خوب رزولوشنی در حدود ۲ مگاپیکسل دارد، تقریبا بیست برابر دوربین های مداربسته آنالوگ. به این تصویر، فول اچ دی یا ۱۰۸۰p  می گویند که خلاصه شده ۱۰۸۰*۱۹۲۰ یا ۲۱۳۸ میلیون پیکسل است.
دوربین های HD  هم مانند دوربین های آنالوگ دارای کیفیت های ساخت متفاوتی هستند. دوربین ۲ مگاپیکسل یک کمپانی ممکن است کیفیت پایین تری نسبت به یک دوربین ۱٫۳  مگاپیکسلی کمپانی دیگر داشته باشد. اگر همه اجزای یک دوربین یکسان باشند تعداد پیکسل ها می توانند شاخص دقیقی برای مقایسه دو دوربین باشد. بهترین راه انتخاب دوربین با کیفیت، بررسی سابقه شرکت تولیدکننده و واردکننده آن است.
دوربین های HD  این امکان را به شما می دهند که ۵ تا ۲۵ برابر جزییات بیشتری را نسبت به دوربین های آنالوگ قدیمی مشاهده کنید. این موضوع باعث می شود که با تعداد کمتری دوربین بتوان محیط بزرگتری را پوشش داد. برای مثال یک فروشگاه دار می تواند دقیقا ببیند که در قسمت صندوق فروشگاه چه می گذرد. تصویر چهره افراد بسیار واضح تر است. برای تشخیص پلاک خودروها نیاز به یک دوربین مجزا نیست. همه این ها در کنار نصب ساده تر و امکان تعمیر و نگهداری آسان تر باعث می شود که کفه ترازو در بازار دوربین های امنیتی به سمت دوربین تحت شبکه سنگین تر باشد و استقبال از آن هر روز بیشتر شود.

 

نقش سرور در دوربین مدار بسته

روش های نوین برای بهینه سازی حافظه مورد نیاز سامانه های نظارت تصویری

در هر دوره دغدغه های متفاوتی در صنعت نظارت تصویری مطرح بوده است، این دغدغه های زاده ی نیاز ها و درخواست مصرف کنندگان بوده است. با جهش فناوری های مرتبط با وضوح تصویر نیاز به رزولوشن بالا متناسب با کاربری امنیتی با عنایت به مقیاس عمومی محیط های مورد نظارت مرتفع شده است و برای نمونه در یک محیط فروشگاهی با مساحت ۲۰۰ دارای عرضی به طول ۱۰ متر و طول ۲۰ متر رزولوشن های موجود تا سطح ۵ مگاپیکسل کفایت می نماید و وضوح تصویر بالاتر از این میزان برای نیاز نظارتی مجموعه جز هزینه ی بیشتر عایدی نخواهد داشت.
حال با این مقدمه باید پرسید گام بعدی برای بهینه سازی و رفع نیاز مصرف کنندگان محصولات با نظارت تصویری چیست؟ پیش از این ارتقاءهای خیره کننده در وضوح تصویر دوربین ها تحت شبکه و مداربسته باید در اندیشه ایجاد امکان نگهداری از تصاویر ضبط شده بود. هر چه این تصاویر دارای جزئیات و وضوح بیشتری باشند دغدغه فضای مورد نیاز و هزینه مورد نیاز برای آن به صورت جدی تری رخ خواهد نمود.
 برای رفع نیاز حافظه مورد نیاز برای ذخیره سازی سامانه های نظارت تصویری تا کنون فناوری های مختلفی ارائه شده است که یکی از مقبول ترین آن ها شکل ضبط RAID  بوده است. در این شکل از ضبط اطلاعات به صورت نامتقارن در سطح دیسک ها یا لوح های سخت افزاری چندگانه ضبط می شود به صورتی که با از میان رفتن بخشی از اطلاعات امکان بازیابی اطلاعات وجود داشته باشد و خطر از دست رفتن اطلاعات به حداقل رسیده و از طرف دیگر در عمل فضای مورد نیاز برای ضبط اطلاعات افزایش معنی داری نسبت به سامانه های استاندارد پیش از این فناوری خواهد یافت. اما اخیرا با بروز رزولوشن ۴K  و نیاز به ذخیره سازی و آرشیوسازی بیش از یک ماهه – به ویژه در نقاط حادثه خیزی در سال های اخیر مانند خاور میانه – فناروی RAID  مقرون به صرفه جلوه نمی کند. در صورت ضبط اطلاعات در فناوری RAID  نیاز به ضبط همزمان اطلاعات گوناگون بر روی کلیه دیسک ها توان بالایی را از منبع تغذیه به خود اختصاص می دهد و لذا با افزایش زمان مورد نیاز برای ضبط امکان سوختن و آسیب دیدن تعداد بالاتری از دیسک های سخت افزاری مورد استفاده در سامانه ی RIAD  افزایش می یابد. در این حالت خطر از دست رفتن کلی اطلاعات در کنار بالا رفتن هزنیه تامین توان مورد احتیاج برای راه اندازی سامانه از یک سو و کاهش عمر مفید سامانه به واسطه این افزایش و کشش توان بالا، خودنمایی می کند.
برای رفع این وضعیت پروتکل ضبط RIAD  با تغییراتی توسط سازندگان ارائه شده است. این شکل جدید بر این اساس عمل خواهد نمود که، برای ضبط هر بخش از اطلاعات به صورت موازی اطلاعات بر روی چند دیسک همزمان ضبط می گردد و در این حالت سایر دیسک ها در حالت خاموش به سر می برند تا هنگامی که این زوج ها تغییر نمایند. در مرحله بازخوانی اطلاعات نیز تنها بخشی از سامانه که در حال فراخوانی اطلاعاتی است راه اندازی می شود. شاید در نگاه نخست این نکته تغییر به خصوصی حاصل نکند اما در عمل این بخش بندی کردن روشن و خاموش شدن زوج های سخت افزاری تا حد بسیار زیادی منجر به کاهش توان مجموعه می گردد. همچنین افزایش عمر مفید قطعات به واسطه این وقفه های ایجاد شده در کار پیوسته بخش های سامانه ی ضبط امری است اثبات شده. همچنین باید توجه داشت با ضبط همزمان و نه  نامتقارن اطلاعات بر روی دیسک ها امکان پاک شدن اطلاعات در عمل حتی به پایین تر از حدی خواهد بود که در سامانه های RAID  شاهد آن بودیم.
در انتها آرزو می کنیم ای کاش در داخل کشور با درک نیازهای مشخص مصرف کننده ی دست کم داخلی شاهد شروع گام هایی برای تولید و بهره برداری از سامانه های داخلی باشیم، امری که لزوما کم تجربگی در تولید و یا ضعف فناوری نمی تواند مانع مشخصی بر سر اقدام عملی در این حوزه محسوب شود.

 

لنز دوربین مدار بسته

اهمیت توازن در قطعات به کار رفته در دوربین مداربسته و دوربین تحت شبکه

در صنعت دوربین نظارت تصویری، چه در قالب دوربین مدار بسته، چه دوربین تحت شبکه همواره و فارق از نام و عنوان این کالای الکتریکی، خروجی و کیفیت ارائه شده تعیین کننده است. اما آیا تا کنون از خود پرسیده اید خروجی و کیفیت تصویر را با چه عنوانی مشخص می کنند؟ چه پارامترهایی در تصویر برای این که معین نمایند یک دوربین از نظر خروجی تصویر چگونه تصویری ارائه می دهد موثر هستند؟ قطعاتی که این پارامترها را کنترل می کنند کدامند و …؟
هر چه دانش کاربر دوربین چه مصرف کننده ی آن و چه پروژه کاران و یا توزیع کنندگان کالای امنیتی از این موارد بالاتر باشد امکان استفاده ی بهینه ای از دوربین تحت شبکه و یا دوربین مدار بسته مورد استفاده شان بالاتر خواهد رفت. فقدان این دانش منجر به گمراهی بسیاری از مصرف کنندگان دوربین و حتی نصابان و توزیع کنندگاه حرفه ای این کالا شده است. برای نمونه صرف عنوان دوربین AHD  با رزولوشن ۳ مگاپیکسل برای بسیاری فریبنده بوده و منجر به تصمیم گیری راجع به کیفیت این محصول، توسط بسیاری می شود. ذکر یک نمونه برای درک بهتر این پدیده در فرهنگ فنی کشور مفید خواهد بود؛ در اوایل ظهور دوربین مدار بسته آنالوگ با کیفیت بالاتر  TVL ۶۵۰ مانند ۱۰۰۰TVL  و ۱۲۰۰TVL استقبال شدیدی از این محصول به عمل می آمد. این در حالی بود که تا مدت ها دستگاه DVR  مرتبط برای ضبط این تصاویر روانه ی بازار نشده بود اما شاهد اظهاراتی راجع به برتری کیفیت ضبط شده ی تصاویری بودیم که یک مصرف کننده بی اطلاع به نظرش بی معنی می آمد. در حقیقت هم هنگامی که امکان ضبط تصاویر دوربین با کیفیت مورد نظر نبود اهمتی نداشت که دوربین پتانسیل ارائه ی چه وضوح تصویری دارد.
توازن در امکانات دوربین منجر می شود. کیفیت خروجی محصول مطلوب و در حد توان اسمی آن باشد. به عبارتی دوربین بتواند نه لزوما بهترین تصویر ممکن ولی بهترین قابلیتی که برای آن طراحی شده است را ارائه دهد. برای رسیدن به این مهم باید در نظر گرفت در یک دوربین تحت شبکه و یا دوربین مدار بسته HD  وجود لنز، نوع دید در شب به کار رفته از نظر جنس LED  ها به صورت قطعات SMD  و یا …، سنسور تصویر (IMAGE SENSOR )، DSP  دوربین، قدتر کاهش نویز یا DNR  و … باید در یک چینش منطقی نسبت به هم قرار داشته باشند. بسیاری از مواقع افت کیفیت دوربین مورد استفاده به لنز دوربین بازمی گردد. در بسیاری از مواقع دوربین تحت شبکه با رزولوشن بالا در دید شب خود به علت انتخاب IR LED  نامناسب تصویر ناواضحی ارائه می شود و یا اخلال در دید در نور کم دوربین نتیجه نبود DNR  مناسب در دوربین است و … .
رقابت در بازار و نبود نظارت کافی از بعد استاندارد سازی در تعاریف مورد استفاده در حوزه نظارت الکترونیک از یک سو و مطلوب انگاری محصولات این حوزه به صرف استفاده از واژگانی مانند X  مگاپیکسل و مانند آن به مبهم تر شدن و غیرتخصصی تر شدن این بخش منجر شده است.  در بسیاری از موارد نیز ادعاهای بیان شده در مورد دوربین تحت شبکه و یا مدار بسته، ادعایی خلاف واقع نیست اما، عدم توازن در امکانات محصول مانند DSP ، لنز و … از یک سو و محصولات جانبی نظیر دستگاه ضبط، هارددیسک، فرمت ذخیره سازی و مانند آن از سوی دیگر، قابلیت مورد ادعای فروشنده را در عمل غیر قابل استفاده می گذارد. در این خصوص به ذکر یک نمونه دیگر بسنده می کنیم: وجود دوربین با رزولوشن بالای ۳ مگاپیکسل امری بدیهی است اما در بسیاری از موارد کاهش فریم ریت از ۳۰ یا ۲۰ به ۱۵ و پایین تر در دوربین تحت شبکه در عمل منجر می شد تا محصولات فوق نتوانند انتظار مصرف کننده را در این خصوص مرتفع سازند.
در نهایت برای رسیدن به یک ترکیب ایده آل در مورد انتخاب دوربین تحت شبکه و یا مدار بسته مناسب  صرف استفاده از عناوین چشمگیری چون رزولوشن N  ماپیکسلی، سنسور تصویر سونی و یا قابلیت ضبط H.265  نباید منجر به تصمیم گیری شود. بالا بردن دانش فنی و توجه در جزئیات می تواند شما را از بند تبلیغات بازاری در این حوزه رها کرده و به انتخابی در اندازه ی نیازتان رهنمود شود.

 

ویژگی HDR در دوربین مدار بسته

HDR در دوربین های مدار بسته

HDR چیست؟

در صنعت دوربین امنیتی اعم از دوربین مدار بسته یا دوربین تحت شبکه، فناوری های نوینی روانه بازار شده اند که تا حد زیادی در ارتقاء تصویر خروجی نقش ایفا نموده اند. در حوزه ی دید در شب دوربین ها دید در شب هوشمند (SMART IR)، ویر (VAIR IR) و مانند آن نمونه ای از این قبیل از فناوری ها می باشند. در حوزه ی WDR اما کمتر شاهد تحول نوینی بوده ایم به صورتی که بیش از تغییر ساختاری فناوری، شاهد افزایش دامنه ی نوری هستیم که WDR امکان پوشش آن را داشته است.
با گسترش قلمرو سنسورهای تصویری اما امکان ایجاد اقسام و فناوری های جدید هستیم. این نوآوری ها در حوزه ی داشتن تصویر در شرایط نوری نامناسب نیز گزینه های جالبی پیش روی قرار داده است. یکی از این گزینه ها HDR نام دارد. اما برای درک بهتر چگونگی کار این سامانه برای ایجاد تصویری مطلوب در شرایط نوری نامناسب اجازه دهید شکل عملکرد WDR  را مورد بررسی قرار دهیم.
WDR مخفف WIDE DYNAMIC RANGEبه شیوه ای اطلاق می شود که با کمک شاتر دوربین و روزنه ی ورود نور از یک محیط با تضاد بالا در سطوح نور موجود در تصویر، خروجی تصویری مطلوبی به دست آورد که تا حد امکان تمامی سطوح مورد صحبت، زیر پوشش قرار گیرد. برای این امر شاتر و روزنه ی نور برای ایجاد یک فریم، با حالات گوناگون اعم از زمان نوردهی متفاوت و میزان نوردهی متفاوت عکس برداری می شود، سپس با ادغام این تصاویر که در شرایط نوردهی و بازه های متفاوت نوردهی گرفته شده است یک فریم به وجود می آید. حالت دیگر که از آن به عنوان DWDR عنوان می شود. DWDR بر خلاف WDR که با سخت افزار حفره ی نور و شاتر خورجی مطلوب را ایجاد می کند، با بالاو پایین کردن گین تصویر اقدام به یکسان سازی شرایط نوری تصویر می نماید.  در این حالت طبعا به واسطه ی دستکاری نرم افزاری تصویر بخشی از تصویر ناخواسته قربانی می شود. از سویی در حالت WDR مکانیکال  به واسطه این ادغام تصاویر گوناگون برخی از طیف های رنگی تصویر به صورت غیر واقعی نمایان خواهند شد.
HDR که به نسبت دو شیوه ی ارائه ی شده برای داشتن تصویر مناسب در شرایط نوری نامطلوب فناوری نوتری به حساب می آید بر این اساس شکل گرفته است که مانند WDR مکانیکال مورد استفاده در دوربین مداربسته  و دوربین تحت شبکه این فناوری تصاویر به دست آمده از نوردهی های متنوع و زمان نوردهی متنوع را با یکدیگر ادغام می نماید اما این ادغام به صورتی خطی بوده و این فرآیند به صورت نرم افزاری به اجرا درمی آید. در حقیقت این فناوری به دوربین مدار بسته یا دوربین تحت شبکه مجهز به این تکنولوژی امکانی ترکیبی از مزیت های WDR و DWDR را می دهد. نتیجه ی این شکل از تطبیق دوربین با شرایط نوری متغیر داشتن تصویری مانند حالت WDR حقیقی روی دوربین مدار بسته است با این تفاوت که رنگ تصویر، رنگ حقیقی خواهد بود.
این قابلیت وابستگی مستقیمی به اجزای دوربین دارند و در کلیه دوربین تحت شبکه ها و یا دوربین مداربسته ها قابل دریافت نیست. داشتن این قابلیت در کنار سایر قابلیت های نوین دوربین تحت شبکه برای ارائه ی تصویر مناسب به نوعی برگ برنده ی هر برندی از تولید کنندگان دوربین امنیتی به حساب می آید. این فناوری برای نمونه در دوربین تحت شبکه کمپانی مگای چین قابل دریافت می باشد. هر چند هنوز این فناوری تازه بوده و تا همگانی شدن فاصله دارد.

 

 

مبارزه برای کیفیت در دوربین مدار بسته

آینده سیستم های نظارت تصویری

HD-Over Coaxial : نبرد نهایی برای بقا توسط تولیدکنندگان دوربین مداربسته آنالوگ

با توجه به نیاز بازار سیستم های نظارت تصویری به تصاویر با کیفیت بالا شاهد پیشرفت بسیار زیاد و سریع در زمینه دوربین های تحت شبکه بوده ایم. به طوری که تا چند سال آینده دوربین های تحت شبکه جایگزین دوربین های مداربسته آنالوگ خواهند شد، دوربین های آنالوگی که حدود نیم قرن بازار سیستم های نظارت تصویری را در اختیار داشته اند. همین موضوع باعث شده تا سازندگان و فعالان بازار دوربین مداربسته آنالوگ تهدید شدیدی را حس کنند و به فکر توسعه محصولات خود و برطرف کردن محدودیت های دوربین مداربسته آنالوگ باشند.

 

در حال حاضر با استفاده از تکنولوژی HD-Over Coaxial   که روی بستر کابل کواکسیال تصاویر را ارسال می کند این امکان را به سازندگان دوربین های مدار بسته آنالوگ می دهد تا بتوانند محدودیت های موجود را رفع کنند و با دوربین های تحت شبکه به رقابت پردازند.

 

در سال ۲۰۱۱ تلاش های این سازندگان به ارائه دو پروتکل جدید HD-SDI   و ۹۶۰H  در بازار دوربین های آنالوگ منجر شد. با اینکه این دو پروتکل با استقبال خوبی مواجه شد و گسترش یافت اما همچنان با کیفیت HD  فاصله داشت و محدودیت های فراوانی را ایجاد می کرد.

 

با اینکه دوربین های مداربسته آنالوگ با هزینه های بسیار کمتری که دارد و نصب و راه اندازی بسیار ساده تر، در حال حاضر ۷۰ تا ۸۰ درصد بازار سیستم های نظارت تصویری را در اختیار دارد اما هم چنان دوربین های تحت شبکه با کیفیت فوق العاده و امکانات بسیار زیاد تهدید بزرگی برای آن به شمار می آید. دوربین تحت شبکه یا IP  گرچه هنوز هزینه بالایی را می طلبد اما کیفیت تصویری که در اختیار مصرف کننده قرار می دهد به مراتب فراتر از کیفیت تصاویر آنالوگ است.

 

سازندگان و دست اندرکاران بازار دوربین مداربسته آنالوگ برای خنثی کردن این تهدید دست به کار شدند. آن ها با استفاده از تحقیقات و مطالعه برای تهیه تصاویر رزولوشن بالا با کیفیت Full-HD  بر بستر کابل های کواکسیال تلاش بسیار زیادی کردند. با توجه به نیاز بازار سیستم های نظارت تصویری به تصاویر با کیفیت بالا  تحقیقات گسترده ای در  این زمینه انجام شد که نتیجه و محصول آن پروتکل های HDCVI   ، HDTVI  ، ccHDtv   ، AHD  و HQA  بوده است. واضح است که تمامی این پروتکل ها می بایست امکان  استفاده در بستر کواکسیال را به راحتی فراهم کنند. هم چنین توانایی انتقال از طریق کابل های RG59  و RG6  بدون افت کیفیت و با بهبود فاصله ۱۰۰ تا ۲۰۰ متری که قبلا امکان پذیر بود را داشته باشند.

 

بنابراین شش مورد زیر مواردی هستند که در پروتکل های جدید موجود باشد:

 

  1. باید علاوه بر تصویر شفاف و تفکیک رنگ بالا فیلتر سیگنال، کاهش نویز و توانایی ترمیم تصاویر را داشته باشد .
  2. از آنجاییکه تکنولوژی HD-Over Coax  ادعا می کند فناوری پیشرو و موفقی است می بایست توان انتقال سیگنال ها را روی کابل کواکسیال تا فاصله بیشتر داشته باشد.
  3. راه حل جدید نباید دچار هیچ گونه تاخیر، افت کیفیت حین فشرده سازی و کاهش کیفیت تصویر گردد.
  4. تجهیزات مربوط به مدیریت تصاویر یا DVR  ها می بایست با فرمت ۹۶۰H  سازگار باشند. هم چنین باید پیشرفت تکنولوژی در زمینه ضبط تصاویر، اسپیلیترها و ماتریکس ها نیز در آن دیده شود.
  5. HD-Over Coax  باید بسیار ساده نصب شود و کار با آن آسان باشد. هم چنین امکان انجام تنظیمات هم در دوربین ها و هم در دستگاه ضبط وجود داشته باشد.
  6. می بایست راه حلی باشد که نه تنها از لحاظ کیفیت برتر باشد بلکه کم هزینه نیز باشد.
در مورد دستگاه های ضبط کننده نیز در حال حاضر DVR   هایی هستندکه هم۹۶۰H   و هم تصاویر ۷۲۰/۱۰۸۰p  را پشتیبانی می کنند، به این DVR   ها اصطلاحا دسنگاه ضبط کننده هیبرید گفته می شود ( Hybrid HD DVR ). هم چنین دستگاه هایی وجود دارد که علاوه بر موارد بالا با استفاده از TCP/IP  از سیگنال IP   نیز پشتیبانی می کنند که به این نوع دستگاه ها Tri-brid HD DVR  گفته می شود.

 

مقایسه راه حل ها و پروتکل ها

اولین نقطه مشترک HDCVI ، HDTVI  و AHD  برخلاف ۹۶۰H  که از CCD  استفاده می کرد، استفاده از CMOS   یا Exmor CMOS  است. چنین انتخابی به این منظور یوده است که تصاویر از ابتدای فرآیند دریافت و پردازش به صورت HD  وارد سیستم شوند. در حال حاضر بزرگترین تولیدکنندگان CMOS  کمپانی های SONY  ، Omnivision  و Pixelplus   می باشند.
مورد دیگر در استفاده از ISP  یا DSP   (Digital Signal Processor ) و تطابق و سازگاری آن با سنسور است. این قطعه در نهایت تصویری را که سنسور دریافت کرده است طی فرآیندی تکمیل می کند تا تصویر قابل عرضه و نمایش باشد. تولیدکنندگان عمده DSP  کمپانی های  SONY ، Fullhan ،  Nextchip  و eyenix  هستند که DSP  های آن ها در امکاناتی نظیر  WDR  ، noise reduction  ، ۳As  و اتوفوکوس تفاوت دارند.
هم چنین استفاده از signal transceiver   که باعث تولید فرمت های متفاوتی از سیگنال می شود، می تواند ما بین این پروتکل ها اختلاف ایجاد کند. استفاده از Codec Engine  های متفاوت و عملکرد خوب DSP  نیز موجب تمایز این پروتکل هاست. تمامی این پروتکل ها از طریق کابل کواکسیال تا فواصل ۳۰۰ تا ۵۰۰ متر منتقل می شوند.

با نگاه دقیق تر به تغییرات ایجاد شده در بازار سیستم های نظارت تصویری و با در نظر گرفتن توانایی پروتکل های جدید به نظر می رسد کمپانی ها کار سختی را برای معرفی این فناوری جدید در بازار پیش رو دارند. معرفی دوربین های HD-SDI  که در چند سال اخیر در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار گرفته و گسترش آن یکی از موانعی است که پیش روی تولیدکنندگان دوربین های مداربسته آنالوگ است.

 

در ادامه پیشرفت ها در زمینه بهبود کیفیت تصاویر دوربین های مدار بسته، کمپانی SONY  اقدام به تولید فناوری ای کرد که امکان تهیه و استفاده از کیفیت ۴K  را برای سیستم های نظارت تصویری مهیا می کند. به نظر می رسد با توجه به هزینه زیاد استفاده از دوربین های تحت شبکه و هزینه بسیار بیشتر تعویض دوربین های آنالوگ و جمع آوری کابل های کواکسیال، بازار دوربین های مدار بسته آنالوگ به سمت کیفیت تصاویر بالاتر حرکت کند. بنابراین دور از ذهن نیست که تا آینده ای نه چندان دور دوربین مداربسته آنالوگ ۴K  نیز در بازار عرضه گردد.

 

هم چنین انتظار می رود در زمینه زیرساخت و بستر انتقال سیگنال های آنالوگ شاهد تحولات و پیشرفت زیادی باشیم. هم چنان که در حال حاضر فناوری PoC   که از کابل کواکسیال برای انتقال برق نیز استفاده می کند، به بازار عرضه شده است. به علاوه ccHDtv  این امکان را به مصرف کننده می دهد تا با استفاده از یک کابل کواکسیال تعداد ۱۶ عدد دوربین مداربسته آنالوک را به دستگاه ضبط متصل کند.
بازار سیستم های نظارت تصویری در ایران در سال جدید احتمالا شاهد ورود محصولات بسیار زیادی از کمپانی های مختلف خواهد بود که بر اساس AHD   و یا HDCVI  طراحی شده اند. این امر با توجه به هزینه بالای دوربین های IP  کاملا طبیعی است. گرچه با توجه به محدودیت های بسیار زیاد سیستم آنالوگ حتی با وجود دوربین مداربسته آنالوگ HD ، بهترین راه حل برای فضاهایی که فاقد سیستم نظارت تصویری هستند، دوربین های تحت شبکه و استفاده از بستر شبکه است.
با در نظر گرفتن تمامی موارد اشاره شده، می توان نتیجه گرفت که صنعت سیستم های نظارت تصویری در فضایی رو به رشد دچار تحولاتی سریع برای دستیابی به راه حل های ارزان قیمت و ساده جهت تهیه تصاویر HD  خواهد شد.
مقایسه کیفیت تصویر دوربین مدار بسته آنالوگ و تحت شبکه

حرکت سنجیده به سمت دوربین مدار بسته و دوربین تحت شبکه

در حالی که فاصله بین هزینه استفاده از دوربین های مداربسته آنالوگ و دوربین تحت شبکه کم می شود، و هم چنان مزایای دوربین تحت شبکه افزایش می یابد، تولیدکنندگان و فعالان صنعت سیستم های نظارت تصویری روی زمینه هایی که بتوانند بدون صرف هزینه زیاد و یا جایگزین کردن محصولی جدید فناوری های جدید را وارد محصولاتشان کنند سرمایه گذاری می کنند. خوشبختانه راه حل های زیادی برای این پیشرفت و حرکت به سمت آینده وجود دارد، چه با استفاده از بازسازی و بازآفرینی و چه آرام آرام با ارتقای قسمت های مختلف دستگاه ها.
به نظر جان گتساکوس از کارکنان کمپانی Honeywell  دلایل قاطع و زیادی برای حرکت به سمت نظارت تصویری تحت شبکه وجود دارد:
سیستم دوربین مدار بسته آنالوگ احتمالا به پایان عمر خودش نزدیک شده است  دوربین های تحت شبکه می توانند در کنار دوربین مداربسته آنالوگ کار کنند.
سیستم های کارآمد تحت شبکه، بسیار راحت تر مدیریت می شوند و به راحتی از طریق دستگاه های موبایل و سایر وسایل ارتباطی قابل دسترسی اند.
سیستم های تحت شبکه به سادگی می توانند موارد موردنیاز برای تطبیق با سایر سیستم ها را مانند موارد مربوط به کدگذاری ویدئو و فرمت ها را در اختیار مصرف کننده قرار دهند.
برای ذخیره سازی تصاویر گزینه های متفاوتی از قبیل ذخیره سازی مجازی یا انواع دیگر ذخیره ساز قابل ارائه است،
با این حال، همه استفاده کنندگان به طور کامل به سمت دوربین تحت شبکه نرفته اند. بسیاری از آن ها چندین سال روی دوربین های آنالوگ سرمایه گذاری کرده و برای آن هزینه کرده اند و هم چنان از دوربین های مداربسته آنالوگ خود راضی هستند. گستاکوس اضافه می کند که علاوه بر هزینه زیاد تعویض دوربین های مداربسته آنالوگ با دوربین تحت شبکه، دلایل دیگری نیز برای اصرار به استفاده از دوربین مدار بسته آنالوگ وجود دارد: برای زاویه دید های کم با تصویر ثابت که به بزرگنمایی هنگام پخش تصاویر نیازی نیست( به طور مثال فضاهای کوچک مانند لابی ها یا ورودی های کوچک) ارتقا به دوربین تحت شبکه واقعا الزامی نیست. اما برای فضاهای بزرگتر و معابر شلوغ، استفاده از دوربین با کیفیت HD  به معنای دستیابی به جزییات بیشتر درباره مظنونین احتمالی، شواهد شفاف تر پس از حوادث و حتی خدمات بهتر به مشتریان می باشد.
نصب فرصت
فرودگاه بین المللی بوزمن در مونتانا دستخوش گسترش وسیع و در پی آن بازسازی وسیعی شد. ترمینال اصلی پیش از این به ۲۴ دوربین آنالوگ مجهز بود. بعد از گسترش ۲۳۰۰۰ متر مربعی، فرودگاه به بیش از ۱۵۰ دوربین تحت شبکه مجهز گردید که با سیستم کنترل دسترسی هم هماهنگ شدند.
بیل داو، مدیر امنیت فرودگاه بوزمن می گوید:” اگر شما در فرودگاه حضور داشته، البته به غیر از سرویس های بهداشتی، حتما در تصاویر دوربین هستید وحالا با کیفیت HD ” به عقیده داو نصب دوربین های تحت شبکه جدید ( دوربین های AXIS   و Arecont Vision ) بسیار ساده تر از دوربین های مداربسته آنالوگ بوده است. هم چنین نرم افزار مدیریت تصاویر جدید این امکان را به وی می دهد تا بسیاری از موارد مورد نیاز را از روی تلفن همراه خود چک کند.
وی هم چنین می تواند از دوربین ها برای تعقیب و یا یافتن افراد دلخواهش که در فرودگاه حرکت می کنند استفاده کند یا محل دریافت و تحول بار را چک کند، حل کردن مناشقات و مشکلاتی که در فرودگاه روی می دهد و یا پیدا کردن اشیای گم شده نیز از دیگر کارهایی است که وی با استفاده از دوربین های جدید قادر به انجام آن هاست.
او می گوید:” هر چقدر ما بتوانیم مشکلات مراجعه کنندگان را بیشتر حل کنیم، آن ها راضی ترند و باز هم به فرودگاه ما بر خواهند گشت” آقای داو برای اضافه کردن تعداد بیشتری دوربین تحت شبکه به محوطه فرودگاه، مخصوصا پارکینگ خودروها برنامه ریزی می کند.
جف بیکر، هماهنگ کننده امنیت محوطه دانشگاه کنتاکی شمالی، به شکلی مشابه از مزایای دوربین های تحت شبکه بهره برده است، اما نه به سرعت آقای داو و با تغییر ناگهانی همه دوربین ها. دانشگاه کنتاکی شمالی تعویض دوربین ها را از سال ۲۰۰۸ آغاز کرده است. در آن زمان سیستمی که با بودجه آن ها متناسب بوده باشد دوربین های مدار بسته آنالوگ بوده است. با این حال به خاطر برخی از نیازهای امنیتی مانند حوادث داخل پارکینک و یا نظارت بهتر در اتاق هایی که با پول سر و کار داشتند سرمایه گذاری روی سیستم های مدرن تر اهمیت پیدا کرد. بازسازی خوابگاه ها و دفتر بورسیه دسترسی به کابل ها و زیرساخت را برای استفاده از دوربین تحت شبکه SONY  فراهم نمود.
بیکر می گوید:” حرکت به سوی دوربین تحت شبکه فرآیند اهسته ای است، هدف ما برای آینده جایگزین کردن ۲۰ تا ۳۰ دوربین آنالوگ در سال با دوربین های تحت شبکه است، تا زمانی که کاملا تمام فضاها به دوربین تحت شبکه مجهز شوند. پارکینک و فضاهای مسکونی نیز در اولویت هستند.”
در حالی که دوربین های مداربسته و تحت شبکه همزمان در خوابگاه کار می کنند، بیکر از انکودر استفاده می کند تا تصاویر تمامی دوربین ها را با دادن آدرس IP  به دوربین های مدار بسته آنالوگ و اضافه کردن آن ها به نرم افزار مدیریت تصاویر در یک مکان بتواند کنترل کند.
مایک میچل، مدیر امنیت کارخانجات UDF  در اوهایو نیز که از ۱۳ سال پیش تغییر از ویدئو کاست تا دوربین های آنالوگ و حالا دوربین های تحت شبکه را دیده است در حال حاضر روی تعویض دوربین های مداربسته آنالوگ با دوربین تحت شبکه کار می کند.
میچل می گوید:” درخواست شواهد و مستندات ویدئویی از طرف مقامات قضایی بسیار بیشتر شده است و ما می خواستیم تا تصاویر دیجیتال با کیفیت بیشتر به آن ها ارائه دهیم تا مظنونین را راحت تر شناسایی کنند. ما فروشگاه هایی داریم که تا نزدیک ۲۳ دوربین دارند و فروشگاه هایی نیز هستند که تنها یک یا دو دوربین در آنها وجود دارد. در حال حاضر دو فروشگاه را به عنوان نمونه برای نصب دوربین های تحت شبکه Speco  مجهز کرده ایم. باقی فروشگاه ها نیز به دستگاه های ضبط هایبرید مجهز شده اند تا دوربین های مداربسته آنالوگ از کار افتاده را با دوربین تحت شبکه جایگزین کنیم. تفاوت قیمت دوربین های تحت شبکه با دوربین های مدار بسته آنالوگ زیاد نیست، اما تعویض دوربین های ۱۸۵ فروشگاه در آن واحد از توان ما خارج است.”
میچل و همکارانش از دوربین ها برای افزایش ارتباط با مشتریان در فروشگاه ها ، رفع و رجوع کردن سریع شکایات و هم چنین کاهش ریسک دزدبری استفاده می کنند.
او می گوید:” در فروشگاه هایی که فقط یک دوربین تحت شبکه استفاده خواهیم کرد. ازین دوربین در مقابل ورودی استفاده می کنیم. اگر کسی بخواهد یه بسته آب معدنی را بدون پرداحت پول خارج کند و هنگام خروج صورت خود را بپوشاند، احتمالا موقع ورود صورت وی در تصویر مشخص بوده است. ما از دوربین های تحت شبکه ۲٫۵ مگاپیکسلی استفاده خواهیم کرد که صورت مظنون را به طور کامل مشخص کند و از دزدی های آینده جلوگیری نماید.”
شیرجه زدن در IP
شون پرتر، سرپرست تیم امنیتی کالج پوسیتاس در کالیفرنیا می گوید:” اگر شما آمادگی تعویض یکباره سیستم به دوربین های تحت شبکه را دارید، فراموش نکنید که با متخصصین شبکه و IT  مشورت کنید. ارتباط خوب و قوی با تیم شبکه باعث ساده شدن کارها و تعویض بدون دردسر دوربین ها خواهد شد.
واقعا تفاوت بسیار زیادی را در کیفیت تصاویر حس می کنیم، می تونیم جزییات یک خودرو یا رنگ لباس افراد را به راحتی تشخیص دهیم.”

 

دوربین مدار بسته دید در شب

دوربین مداربسته و دوربین تحت شبکه گرمایی در برابر دوربین های دید در شب و حساس به نور

دوربین مداربسته و یا دوربین تحت شبکه کارکردی مانند چشم انسان دارند. به این معنی که با استفاده از نور ساطع شده از اجسام امکان تصویر کردن آن را پیدا می کنند. دوربین تحت شبکه گرمایی نیز عملکرد مشابهی دارد. تعریف نور به عنوان بسته های انرژی و یا فتون های حامل انرژی است که شامل محدوده ی گسترده ای از اقسام سطوح می شود. گرما نیز به عنوان انرژی ساطع شده از بدن محسوب می شود این بسته های انرژی توسط سنسور دوربین دریافت می شود. دوربین های دید در شب و یا دید در نور کم یا دوربین مداربسته LOW LIGHT  هم از همین کارکرد استفاده می کنند. حساسیت دوربین تحت شبکه و یا دوربین مداربسته دید در نور اندک به سطوح نوری پایین تری است به شکلی که از سنسورهایی با حساسیت بالاتری به نور استفاده می کنند. از سوی دیگر دوربین دید در شب این حساسیت به نور را نسبت به نور فروسرخی دارند که خود دوربین در تاریکی از خود منتشر می کند.

برای داشتن دید مناسب در شرایط تاریکی و در فواصل بالا باید در نظر گرفت دوربین دید در شب به واسطه ی محدودیت برد اشعه فروسرخ این گونه از دوربین برای ثبت تصاویر در شرایط نوری نامناسب و فواصل زیاد مناسب نیست. از سویی دوربین مداربسته کار در نور کم توان تصویربردرای در تاریکی محض را نخواهد داشت. این در حالی است که بدن جانداران همواره از خود گرما ساطع کرده و درنتیجه دوربین تحت شبکه گرمایی یا ترمال در هر شرایط نوری و از فواص بسیار دور امکان تصویر برداری را ممکن می سازند.

 

این گونه از دوربین نظارت تصویری که پیشتر در انحصار تولیدکنندگان خاصی بود به مرور جای خود را در خط تولید سایر کمپانی های سازنده ی دوربین تحت شبکه باز خواهد کرد و این ناشی از گرایش سازندگان دوربین مداربسته و دوربین تحت شبکه به تولید دوربین با کیفیت و امکانات فناوری بالاست. می بایست ایستاد و به انتظار نشست.

 

ضبط تصاویر دوربین مدار بسته

ذخیره سازی در دوربین های تحت شبکه

حرکت به از دوربین های مداربسته آنالوگ به دوربین تحت شبکه چندسالی است که با شتاب فزاینده ای بیشتر می شود. با توجه به پیشرفت تکنولوژی در فناوری اطلاعات، استفاده از دوربین های تحت شبکه این روزها بسیار رایج تر است.

 

 

با گسترش تکنولوژی سیستم های نظارتی شرکت ها نیز از فواید و مزایای مالی و کاربردی دوربین های تحت شبکه استفاده می کنند. دوربین های تحت شبکه نیز بسیار مقرون به صرفه هستند و میزان برگشت به سرمایه بالایی دارند. تصاویر با کیفیت فوق العاده ضبط می کنند و از طرق مختلفی قابل دسترسی اند.
برای کمک به شما در انتخاب بهترین گزینه، چند نوع سیستم ذخیره سازی تصاویر را بررسی کردیم:

 

 

دوربین تحت شبکه با کارت حافظه

برخی از دوربین های تحت شبکه مجهز به جایگاه کارت حافظه می باشند که این امکان را به مصرف کننده می دهد تا ویدئو و یا عکس را بر روی دوربین ذخیره کند تا کسانی که می خواهند فایل پشتیبان داشته باشند از آن استفاده کنند. این نوع ذخیره سازی امکان ضبط تصاویر هنگام قطعی دوربین از سیستم مرکزی را فراهم می کند. تصویر ذخیره شده را پس از اتصال مجدد می توان از روی دوربین و از طریق سیستم مرکزی بازخوانی کرد.
نقطه ضعف این گزینه در این است که کارایی آن در حدی که انتظار می رود نیست، به ویژه که کارت های حافظه موجود در بازار در حال حاضر توانایی ذخیره ویدئوهای با حجم بالا را ندارند. در صورتی که تعداد دوربین ها نیز زیاد باشد، مرور کردن تصاویر یک به یک دوربین ها کار ساده ای نیست.

VMS  یا CMS

راه دیگر برای ذخیره سازی تصاویر استفاده از نر افزار مدیریت تصاویر بر پایه کامپیوتر است. این نرم افزارها قابلیت یکپارچه شدن با انواع سیستم های پردازش تصاویر مانند شمارش افراد، تشخیص کیف و تشخیص پلاک را دارا هستند. برای پاسخگویی به نیازهایتان در مورد سیستم نظارت تصویری می بایست از یک سرور یا کامپیوتر قوی با حجم زیادی از فضا برای ذخیره سازی اطلاعات استفاده کنید. بنابراین، این گزینه برای پروژه های بزرگ و مکان هایی که به نظارت قوی تری نیازمندند مناسب است. مکان هایی مانند فرودگاه ها، ترمینال ها و کارخانجات بزرگ. این شیوه نه تنها هزینه بیشتری دارد بلکه نیاز به افراد ماهر و خبره برای نصب و راه اندازی، تعمیرات و یا ارتقا سیستم دارد.

ذخیره سازی در بستر فضای ابری

با وجود اینکه فضای ابری به دسترسی اطلاعات از هر جا که باشید کمک کرده است، هنوز برای استفاده در سیستم های نظارت تصویری گزینه مناسبی نیست. دوربین های مداربسته نیازمند فضای بسیار زیادی برای ذخیره سازی اطلاعات و تصاویر هستند. هم چنین به پهنای باند بالایی برای تبادل اطلاعات نیاز دارند. هر چقدر رزولوشن ضبط تصاویر و بیت ریت آن ها بیشتر باشد فضای بیشتری نیاز است و با توجه به اینکه هزینه فضاهای ابری بر اساس حجم موردنیاز است، این گزینه بسیار هزینه بر خواهد بود.
بنابراین ذخیره سازی ابری مناسب ضبط تصاویر بر اساس اتفاقات یا حوادث است، یعنی زمانی که دوربین اتفاقی را تشخیص داد و یا در بازه های زمانی از پیش تعیین شده شروع به ضبط تصویر کند. این گزینه بیشتر مناسب رزولوشن های پایین است که نیاز به پهنای باند کمتری دارند.

دستگاه های ضبط استندالون

دستگاه های استندالون راه حلی برای ضبط تصاویر است که همه مزایای هریک از گزینه های بالا تعدادی را داراست. مدیریت آن ساده است، مقرون به صرفه و مناسب برای فضاهای کوچک و متوسط است. هم چنین کار کردن با آن آموزش خاصی لازم ندارد و برای نصب و تنظیم آن تنها اطلاعات پایه شبکه کافی است. تعداد زیادی راهنمای نصب و راه اندازی برای آن ها در اینترنت موجود است. علاوه بر این دستگاه استندالون از طریق اینترنت قابل دسترسی است و توانایی ضبط و نمایش تعداد ۱۶ دوربین تحت شبکه را با کیفیت عالی داراست. این دستگاه ها می توانند از ذخیره کننده های جانبی نیز پشتیبانی کنند.
اگر قصد دارید سیستم دوربین های مداربسته خود را در آینده گسترش دهید، استفاده از دستگاه های استندالون پیشنهاد نمی شود. هم چنین اگر برای استفاده از سیستم های پردازش تصویر یا یکپارچه کردن دوربین های مداربسته با دستگاه های دیگر از قبیل دستگاه کارتخوان برنامه ریزی کرده اید از دستگاه های استندالون استفاده نکنید.
دوربین های تحت شبکه غالبا به عنوان سیستم های پیچیده با محدودیت زیاد جا افتاده اند، اما با پیشرفت تکنولوژی و ساده شدن نصب و راه اندازی آن ها، دوربین های تحت شبکه در حال رشد هستند و رفته رفته مقرون به صرفه تر می شوند.