بایگانی ماهانه: ژانویه 2021

فشرده سازی H.265 : ساختارها ، موانع پیش روی و چشم انداز

فشرده سازی H.265 به عنوان یکی از مهمترین دستاوردهای فناوری سال ها است که متخصصان حوزه ی نظارت تصویری را وارد بحث های داغی نموده است. اما امروزه H.265 در حال دستیابی به پذیرش همگانی است و بسیاری از تولید کنندگان در حال عرضه ی این نوع دوربین مداربسته هستند و برخی  VMSها نیز پشتیبانی از آن را به قابلیت های خود افزوده اند. با این همه، هنوز مسائل زیادی وجود دارد که بر قابلیت رقابت و سازگاری H.265 تأثیر گذار است. در این نوشته با عنوان” فشرده سازی H.265 : ساختارها ، موانع پیش روی و چشم انداز” به مسائل زیر می پردازیم:

• مقایسه های فنی میان H.264 و H.265.
• تأثیر بر کیفیت.
• موانع پیش رو در روی آوردن به H.265.
• بررسی پشتیبانی VMS.
• عدم انطباق با ONVIF تا سال ۲۰۱۸.
• مقایسه ی ۲۶۵ و H.264 هوشمند.
• کدک های هوشمند H.265.
• نتایج آزمایش IPVM بر روی H.265.
• تأثیر H.264 بر بار CPU.
• مسائل مربوط به مجوز استفاده.
• توصیه های کاربردی.

در مجموع، اصلی ترین ادعای بازاریابی در مورد فشرده سازی H.265 کاهش الزامات بیت ریت به نصف در عین ارائه ی همان کیفیت است. برای مثال، اگر یک دوربین P1080 فریم ریت ۳۰ فریم در ثانیه ای و فشرده سازی H.264  به پهنای باند ۴ مگابیت در ثانیه نیاز داشته باشد، همان دوربین با فشرده سازی H.265  به ۲ مگابیت در ثانیه پهنای باند نیاز دارد. اما، همان گونه که در این بخش توضیح خواهیم داد، این ویژگی به تنهایی کافی نیست.

مقایسه ی فنی

سه پیشرفت ساختاری اصلی عامل محرک دست یابی به عملکرد مورد انتظار فشرده سازی H.265 است. این پشرفت ها شامل موارد زیر است:

CTU های (Coding Tree Unit) بزرگ تر به جای ماکرو بلاک ها

در حالی که حداکثر اندازه ی بلوک H.264  برابر با ۲۵۶ پیکسل (۱۶*۱۶) است، بلوک H.265 شانزده برابر بزرگتر و برابر با ۴۰۹۶ پیکسل (۶۴×۶۴) است. طرفداران H.265 می گویند که این اندازه ی بزرگ تر، به خصوص برای تصاویری با رزولوشن بالاتر، کدگذاری مؤثرتر را امکان پذیر می سازد.

دیکدینگ موازی

دیکدینگ موازی (Parallel Decoding) در H.265 به بخش های مختلف تصویر این اجازه را می دهد که به طور همزمان پردازش شوند. این قابلیت می تواند به باز پخش تصویر سرعت ببخشد و از CPUهای (Coding Tree Unit) چندهسته ای که به طور روزافزون رایج می شوند، بهره ببرد. این در حالی است که H.264 از این قابلیت پشتیبانی نمی کند.

ترکیب Clean Random Access

ترکیب Clean Random Access به H.265 اضافه شده است، که تصاویر را بدون نیاز به دیکد کردن هر تصویری که پیش تر در جریان بیت (Bitstream) ظاهر شده است دیکد می کند. همچنین این ترکیب از دستور العمل کدینگ کارآمد موقت، که به نام عملکرد Open GOP شناخته می شود، پشتیبانی می کند. این قابلیت می تواند یک مزیت عملی برای نظارت تصویری باشد. زیرا نیاز به باز پخش تصویر ضبط شده باعث تولید مکرر I فریم ها می شود. این امر می تواند تا حدودی بیت ریت را افزایش دهد.

یکی از ویژگی های برجسته ای که  H.265نیز همانند H.264 فاقد آن است، کدگذاری مقیاس پذیر است. در حالی که (همانند H.264) درباره ی یک گزینه ی برنامه ریزی شده است، اما بعید است که H.265 ویدیوی مقیاس پذیر برای حوزه ی نظارت تصویری ارائه شود. کدگذاری مقیاس پذیر مزایایی نظیر ارائه استریم ویدوئویی به کلاینت های با پهنای باند کم و صرفه جویی در فضای ذخیره سازی دارد.

بهبودهای بالقوه در کیفیت

شماری از تولید کنندگان با حرکت به سوی فشرده سازی H.265 به دنبال جذب مشتریان با شعار بهبود کیفیت تصویر هستند. اما این کار نوعی مغالطه است. H.265 ذاتا بهتر از H.264 نیست. همان طور که H.264 برتری کیفی نسبت به MPEG-4 ندارد. به همین ترتیب، اگر از پهنای باند مناسب برای به دست آوردن تصویری با کیفیت در H.264 استفاده می کنید، بعید است روی آوردن به H.265 باعث بهبود کیفیت تصویر شود. با این حال، این تغییر می تواند به کاهش بیت ریت منجر شود. تنها حالتی که این تغییر به صورت غیر مستقیم باعث بهبود کیفیت می شود حالتی است که پهنای باند H.264  در سطح پایین تنظیم شده باشد تا جزئیات قابل دید صحنه بهبود یابد. به این ترتیب، تغییر به H.265 در همان سطح پهنای باند می تواند کیفیت را بهبود دهد.

موانع حرکت به سمت فشرده سازی H.265

حرکت به سمت فشرده سازی H.265 برای صنعت دوربین مداربسته، به دلیل وجود سه مانع اصلی، چندان ساده یا آسان نبوده است:

نیاز به دوربین های مداربسته جدید

دوربین های مداربسته موجود را نمی توان خیلی ساده و از طریق به روزرسانی سخت افزار به H.265  ارتقاء داد. چرا که برای این کار معمولا به تراشه های جدید نیاز است. بدین معنا که دوربین های جدیدی باید جایگزین دوربین های قبلی شوند. این عمل درست همانند جایگزین شدن H.264  به جای MPEG-4 است.

نیاز به نسخه های جدید VMS

از آنجایی که فشرده سازی H.265  یک استاندارد جدید تر به شمار می آید، فروشندگان VMS باید از آن پشتیبانی کنند. انجام این کار به تلاش و آزمایش زیادی احتیاج دارد. به همین ترتیب، تا زمانی که  VMSها شاهد تعهد گسترده تری از سوی تولید کنندگان دوربین باشند، احتمال بروز تأخیر نیز وجود خواهد داشت.

نیاز به افزایش توان پردازشی

معادل کاهش پهنای باند افزایش توان پردازش است که این افزایش توان پردازش در منابع مختلف بین ۵۰ تا ۳۰۰ درصد ذکر شده است. از سوی دیگر کاهش الزامات پهنای باند ممکن است در واقع به کاربران نظارت تصویری نیز کمک کند. زیرا باعث کاهش حجم تبادل ورودی/خروجی می شود. در نهایت با این که همه چیز به نظر مطلوب می رسد، اما نگرانی ها و تأخیرهای قابل انتظاری برای آزمایش و اعتبارسنجی هر یک از این موضوعات وجود خواهد داشت.

افزایش پشتیبانی دوربین ها از فشرده سازی H.265

تا سال ۲۰۱۸، پشتیبانی دوربین های IP و  NVRها از فشرده سازی H.265  به شکل قابل توجهی افزایش یافته است. در این زمینه، برندهای آسیایی نظیر داهوا، هانوا، هایکویژن، یونی ویو، و دوربین مداربسته ویوتک در بسیاری از مدل های خود H.265  را ارائه داده اند. برندهای دیگر، نظیر اکسیس، دوربین مداربسته بوش و پاناسونیک نیز چند مدل را معرفی و عرضه کرده اند. اما اکثر تولید کنندگان هنوز هم از H.264  استفاده می کنند. تولید کنندگانی مانند ارکانت، اویجیلون و پلکو هنوز دوربین های H.265  را عرضه نکرده اند.

پشتیبانی VMS ها از H.265  همچنان محدود است

در جانب VMS چندین توسعه دهنده اکنون حداقل از برخی از دوربین ها با فشرده سازی H.265  پشتیبانی می کنند. اما این پشتیبانی هنوز فراگیر نشده است و کاربران مجبورند مسئله ی پشتیبانی VMS از دوربین را هنگام انتخاب مدل های مورد نظر خود بررسی کنند. وضعیت این پشتیبانی ها به شرح زیر است.

• آکسون نکست (Axxon Next): داهوا (Dahua )، هانوا (Hanwha)، هایکویژن (Hikvision)، پاناسونیک (Panasonic)، ویوتک و RTSPجنریک.
• ExacqVision: هانوا، ایلوسترا (Illustra) ، دوربین ویوتک و RTSP جنریک (Generic RTSP).
• Genetec Security Center: اکسیس، داهوا، هانوا، پاناسونیک، ویوتک.
• Milestone Xprotect: اکسیس، بوش، داهوا، هانوا، هایکویژن، پاناسونیک و ویوتک.
• Network Optix Nx Witness: هایک ویژن.
• Video Insight : پشتیبانی از مدل های فشرده سازی ۲۶۵ پاناسونیک و ادویدیا (Advidia).

عدم سازگاری با ONVIF تا زمان انتشار پروفایل T

به دلیل نحوه ی ساختاربندی پروفایل و استاندارد  ONVIFبرای پشتیبانی از فشرده سازی H.265 به یک پروفایل جدید نیاز بود این پروفایل، پروفایل T (T Profile) نام داشت و در سال ۲۰۱۸ عرضه شد. به همین دلیل، در آن زمان هیچ آزمونی درباره ی سازگاری رسمی H.265  با ONVIF انجام نشده بود. با این حال، تولید کنندگان و نمایندی دوربین مداربسته و VMS ها ممکن بود پشتیبانی از H.265  را از طریق ONVIF انجام دهند. برای مثال،Milestone XProtect در فهرست دوربین های مداربسته تحت پشتیبانی، دوربین هایH.265  سازگار با ONVIF را گنجانده است بود.

H.264 هوشمند در مقایسه باH.265

فناوری فشرده سازی H.265 تنها فناوری ارائه شده برای کاهش پهنای باند در سیستم های نظارت تصویری نیست. در حقیقت، در چند سال گذشتهبا معرفی کدک های هوشمند، کاهش قابل توجهی در پهنای باند نسبت بهH.264  استاندارد رخ داده، و به همین دلیل انگیزه ی حرکت به سویH.265  کم رنگ شده است. کدک های هوشمندH.264  نسبت به H.265 دو مزیت برجسته دارند:

1. این کدک ها برخلاف ۲۶۵، با H.264 سازگار هستند و کار می کنند و برای پشتیبانی از آنها نیازی به VMS جدید و افزایش بار محاسباتی CPU نیست.
2. ۲۶۴ هوشمند، با بازه ی پویای I فریم می تواند مصرف پهنای باند را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. در حالی که H.265 غیرهوشمند فاقد این ویژگی است. در آزمایشی که بر روی کدک هوشمند زیپ استریم اکسیس انجام شده، مشخص شد که صرفه جویی در پهنای باند در آن بسیار بیشتر از ادعاهایی است که برای بازاریابی H.265 غیرهوشمند مطرح می شود.

ترکیب H.265 با کدک های هوشمند

به دلایلی که گفته شد، هر روز از تعداد دوربین های مداربسته H.265 غیرهوشمند کاسته می شود و به جای آن تولید کنندگان به سمت H.265 همراه با کدک های هوشمند پیش می روند. از آن جمله می توان به +H.265 هایکویژن، H.265 با وایزاستریم (Wise Stream) هانوا، H.265 و اسمارت استریم Smart Stream II ویوتک (دوربین مداربسته VIVOTEK) اشاره کرد. این ترکیب ها بهبود جزئی به همراه داشته اند، که به اندازه ی کاهش پهنای باند بین خاموش و روشن بودن کدک هوشمند H.264 قابل توجه نیست. با این حال، به نظر می رسد که این ترکیب برای رسیدن به کمترین بیت ریت مطلق در آینده به تکامل برسد.

نتایج آزمایش H.265

دوربین هایH.265  در آزمایش های ابتدایی در زمینه ی بهبود پهنای باند و صرفه جویی در فضای ذخیره سازی برتری محسوسی نسبت به دوربین های H.264  معمولی نداشتند. به طوری که کدک های هوشمندH.264  در این زمینه بهتر از H.265 معمولی عمل کردند. با وجود این، در آزمایش های اخیر بر روی دوربین هایی نظیر هانوا Wisenet X که به طور کلی متعلق به نسل دوم دوربین های H.265  هانوا است، بیت ریت در H.265  هوشمند، هم در همان دوربین و هم در دوربین های رقیب، به میزان قابل توجهی پایین تر ازH.264  هوشمند بود.

با بلوغ فشرده سازی H.265و در دسترس قرار گرفتن نسل بعدی تراشه ها، این کدک همانند پیشرفت هایی که H.264 در طول زمان داشته است، می تواند به سمت پیشرفت حرکت کند.

تأثیر بر روی بارگذاری CPU

در آزمایش ها مشخص شده است کهH.265  به توان پردازشی به مراتب بیشتری نیاز دارد و معمولا دو برابر بیشتر از استریم هایH.264  بارگذاری بر روی CPU دارد. به همین دلیل، کاربران باید بسیار دقت کنند تا  CPUهای مناسبی را برای دستگاه های کلاینت انتخاب کنند. زیرا استفاده از سیستم های مشابه با سیستم های H.264  ممکن است ناکافی باشد. برای مثال، از گزارش آزمایش بر روی کدک +H.265  هایک ویژن، استریم های H.265، هم در تصویربرداری روز و هم در شب، نسبت به H.264  بیش از دو برابر بارگذاری بیشتر بر روی پردازنده داشتند.

به این مسئله این موضوع را نیز اضافه کنید که به رغم متداول شدن دیکدینگ سخت افزاری یا دیکدینگ GPU در چند سال گذشته، بسیاری از GPU ها از دیکدینگ سخت افزاری H.265 پشتیبانی نمی کنند. به همین دلیل، در حالی که هنگام استفاده از H.264، با برداشتن بار از دوش GPU می توان بار را کاهش داد، این تنظیمات بر روی H.265 تأثیری ندارند. این مسئله در تصویر زیر نشان داده شده است.

H.265  مشکلات مربوط به لایسنس

فشرده سازی H.265مشکل جدیدی را برای تولید کنندگان ایجاد کرده است و آن لایسنس است. برخلاف H.264، که تنها یک دارنده ی حق امتیاز (MPEG LA) داشت،H.265  توسط بیش از ۱۰۰۰ حق امتیاز که در دست چندین گروه هستند، تحت پوشش قرار می گیرند. به همین دلیل، در میان تولید کنندگان این سر در گمی وجود دارد که باید از کدام گروه برای محصولات خود لایسنس بگیرند. در نتیجه، تعدادی از تولید کنندگان دوربین مداربسته و توسعه دهندگان VMS به طور کلی برای محصولات خود لایسنس نگرفته اند. برای اطلاعات بیشتر به تصویر زیر توجه کنید.

توصیه های کاربردی در مورد فشرده سازی H.265

بر مبنای تمام عوامل گفته شده، توصیه می کنیم:

• از فشرده سازی ۲۶۵ فقط با کدک های هوشمند استفاده کنید. از استفاده از H.265 بدون کدک های هوشمند اجتناب کنید. زیرا فشرده سازی H.265 بدون کدک های هوشمند مصرف پهنای باند بیشتری نسبت به H.264 با کدک های هوشمند دارد. علاوه بر این،H.265 دارای مشکلاتی نظیر پشتیبانی کمتر از سوی VMSها و بارگذاری بالاتر بر روی CPU هنگام دیکدینگ است. این مسائل درH.264  وجود ندارد.
• اطمینان حاصل کنید که دوربین های۲۶۵ هوشمند مورد نظرتان با  VMS و  NVRکه انتخاب کرده اید سازگار هستند. امروزه هنوز بسیاری از ترکیبات نمی توانند با هم کار کنند و این امر می تواند مشکلات جدی به وجود آورد.
• تأیید کنید که توان پردازشی کافی در هر دو سمت (سمت سرور ضبط و سمت کلاینت) وجود دارد. تا تضمین شود که کلاینت دارای منابع کافی برای دیکدینگ و نمایش ۲۶۵ است. بدون اینکه فریم با کیفیت تصویر از دست برود.

نکته: این مطلب ابتدا در سال ۲۰۱۳ نوشته شد، اما در سالهای ۲۰۱۶ و ۲۰۱۷ به میزان قابل توجهی بازنویسی شده است تا منعکس کننده ی پیشرفت ها و تغییرات در بخش پشتیبانی و عملکرد H.265 باشد.[/vc_column_text][/vc_column][vc_column width=”1/6″][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column width=”1/6″][/vc_column][vc_column width=”2/3″][cws_sc_vc_blog title=”مطالب مرتبط” post_tax=”post_tag” post__terms=”” post_post_tag_terms=”%d8%aa%d9%86%d8%b8%db%8c%d9%85%d8%a7%d8%aa-%d8%af%d9%88%d8%b1%d8%a8%db%8c%d9%86-%d9%85%d8%af%d8%a7%d8%b1%d8%a8%d8%b3%d8%aa%d9%87″ layout=”small” links_enable=”1″ items_pp=”5″][/vc_column][vc_column width=”1/6″][/vc_column][/vc_row]

کُدک های دوربین های مداربسته : انواع کدک ها و چگونگی عملکردهای آن ها

کُدک های دوربین های مداربسته بخش اصلی و مرکزی نظارت تصویری به شمار می آیند. نام هایی نظیر کُدک های H.264 ، H.265  و MJPEG عمومأ ذکر می شوند، اما کدک ها چگونه کار می کنند؟ چرا باید از آنها استفاده کنیم؟ هنگام استفاده از کدک ها با چه مسائلی ممکن است مواجه شوید؟ در مبحث ” کُدک های دوربین های مداربسته: انواع کدک ها و چگونگی عملکردهای آن ها ” این موضوع را به صورت کامل مورد بررسی قرار داده و به موضوعات زیر می پردازیم:

• مقایسه ی ویدئوی فشرده با ویدئوی غیر فشرده.
• مقایسه ی فشرده سازی بین فریمی با فشرده سازی درون فریمی.
• مقایسه ی Iفریم ها با  Pفریم ها.
• مقایسه ی کدک های ۲۶۴، H.265 و MJPEG با یکدیگر.
• ظهور ۲۶۵٫
• رشد کدک هوشمند.
• کدک های اختصاصی.
• کدک های مقیاس پذیر: JPEG2000 و SVC.
• کیفیت کدک ها.
• پشتیبانی از کدک ها در نظارت های تصویری.
• کدک های آینده.
• چه کدک هایی باید انتخاب شوند؟

مقایسه ی ویدئوی فشرده با ویدئوی غیرفشرده

به طور کلی، تمامی ویدئوهای دوربین های مداربسته فشرده می شوند. زیرا برای تصاویر ویدئویی غیر فشرده، نیازهای تجهیزات شبکه و تجهیزات ذخیره سازی به راحتی تا ۱۰۰ برابر افزایش پیدا می کند. در ابتدای دیجیتالی شدن تصاویر ویدئویی، این ویدئوها غیر فشرده بودند. سه عامل اصلی در حجم ویدئوی غیر فشرده دخالت دارد:

• محدوده ی مقادیر پشتیبانی شده برای هر پیکسل.
• تعداد کل پیکسل ها در هر فریم و تعداد کل فریم ها در هر ثانیه.

برای یافتن حجم کلی یک تصویر ویدئویی، باید این سه عامل را در یکدیگر ضرب کنید. در این جا در مورد تمام این موارد توضیح می دهیم.

مقادیر پیکسل کُدک های دوربین های مداربسته

در بحث کُدک های دوربین های مداربسته به هر پیکسل یک مقدار داده می شود که با یک عدد در داخل یک بازه مشخص می شود. این محدوده تعیین می کند که رنگ با چه دقتی تعریف شود و نیز به شدت بر اندازه و پهنای باند تأثیر می گذارد. برای مثال مقیاس خاکستری را در نظر بگیرید، که معمولا دارای محدوده مقادیر ۲۵۶(۸ بیت) است. که در آن صفر نشان دهنده ی رنگ سیاه و مقدار ۲۵۵ نشان دهنده ی سفید است و اعدادی که در این بازه وجود دارند سایه های خاکستری را نشان می دهند. البته امروزه تقریبا تمامی سیستم های نظارت ویدئویی از تصاویر ویدئویی رنگی پشتیبانی می کنند. بنابراین، محدوده ی مقادیر باید تمام رنگها را نمایش دهد. ۱۶ بیت یا ۶۵٫۵۳۶ اکنون رایج هستند.

مقادیر رزولوشن و فریم ریت

در مباحث کُدک های دوربین های مداربسته درک دو عامل دیگر آسان تر است. زیرا یکی از آن ها رزولوشن دوربین است که تعداد پیکسل های عمودی را در افقی ضرب می کند و دیگری نیز فریم ریت است که می توان به سادگی گفت: ۱ فریم در ثانیه، ۱۰ فریم در ثانیه، ۳۰ فریم در ثانیه و … . اکثر دوربین های مداربسته بین ۵ و ۱۵ فریم در ثانیه ضبط می کنند.

بیان مسئله

موضوعی که در اینجا بسیار اهمیت دارد این است که تصور درستی از میزان حجیم بودن تصویر ویدئویی غیر فشرده داشته باشیم. یک دوربین رنگی P1080  را در ۳۰ فریم در ثانیه فرض کنید. ضرب سه عامل ذکر شده باعث حجمی در حدود ۱ گیگابیت در ثانیه برای تصویر ویدئویی غیر فشرده دوربین P1080  با فریم ریت ۳۰ فریم در ثانیه می شود. با چنین نرخی، در طی یک روز به حدود ۱۲ ترابایت حافظه نیاز دارید تا این استریم ویدئویی ذخیره شود. در حالی که ظرفیت هارد دیسک ها در حال افزایش است، اما باز هم سیستمی با ۱۶ دوربین مداربسته بدون فشرده سازی استریم ویدئویی برای ذخیره سازی به مدت ۳۰ روز تقریبا به ۶ پتابایت حافظه نیاز خواهد داشت که با صدها هارد دیسک و هزینه ی صدها هزار دلاری تأمین خواهد شد.

اهمیت کُدک های دوربین های مداربسته

علی رغم حجم بسیار زیاد استریم ویدئویی غیر فشرده، استریم ویدئویی تولید شده در سیستم های نظارتی  با ۱۶ دوربین در رایانه های استاندارد یا حتی دستگاه های کوچک ذخیره می شوند. این اتفاق چگونه رخ می دهد؟ از طریق کُدک های دوربین های مداربسته. کدک (CODEC) مخفف عبارت  Compression and Decompressionاست. که عمل فشرده سازی عنصر اصلی در کاهش پهنای باند و مصرف حافظه است.

اختصاص دادن یک مقدار منحصر به فرد به هر پیکسل از هر فریم به طرز شگفت انگیزی اتلاف منابع است. زیرا بیشتر صحنه ها با تعداد کمی از رنگ های مشابه پر شده اند. کدک ها، با کاهش تعداد مقادیر ضبط شده و در عین حال دنبال کردن این که کدام پیکسل ها دارای مقادیر یکسان یا مشابه هستند، استریم ویدئویی را فشرده می کنند، و امکان انتقال مقادیر بیت به مراتب کمتری را فراهم می آورند.

مقایسه ی فشرده سازی بین فریمی با فشرده سازی درون فریمی

دو رویکرد اساسی در بحث کُدک های دوربین های مداربسته و فشرده سازی وجود دارد. این دو بحث شامل: فشرده سازی درون فریمی و فشرده سازی بین فریمی است. درک تمایز بین این دو اهمیت زیادی دارد، زیرا بر مصرف پهنای باند، نیازمندی های توان پردازشی و ریسک های کیفیتی تأثیر می گذارند. فشرده سازی درون فریمی در هر تک فریم (و نه چند فریم) انجام می شود برای مثال، کدک MJPEG . فشرده سازی بین فریمی هم در چند فریم و هم در تک تک فریم ها انجام می شود. برای مثال، کدک های H.264 ، H.265 وMJPEG .

تمامی کدک ها از فشرده سازی درون فریمی پشتیبانی می کنند. اما تنها برخی از آن ها هم از فشرده سازی درون فریمی و هم از فشرده سازی بین فریمی پشتیبانی می کنند.

فشرده سازی درون فریمی

فشرده سازی درون فریمی، در هر لحظه از زمان، تنها به یک فریم نگاه می کند و بهترین تلاش خود را برای فشرده سازی آنچه در آن تصویر وجود دارد، انجام می دهد. با این که استریم ویدئویی مجموعه ای از تصاویر است، اما فشرده سازی درون فریمی در هر لحظه تنها یک فریم را می بیند و استریم را نادیده می گیرد. فریم های مستقل در یک استریم کدک درون فریمی ظاهری مشابه با فریم های یک فیلم دارند.

مزیت این نوع از کُدک های دوربین های مداربسته سادگی آن از نظر محاسباتی است و استریم ویدئویی به میزان قابل توجهی فشرده می شود. برای مثال، یک استریم ویدئویی P1080  با فریم ریت ۳۰ فریم در ثانیه با استفاده از یک تکنیک فشرده سازی درون فریمی، نظیر  MJPEG، می تواند بیت ریت خود را از حدود ۱۰۰۰ مگابیت در ثانیه به حدود ۴۰ مگابیت در ثانیه کاهش دهد. با این حال، اگر مقایسه را بین فریم ها انجام دهید، می بینید که امکان فشرده سازی بیشتری وجود دارد.

فشرده سازی بین فریمی

با استفاده از فشرده سازی بین فریمی، نه تنها استریم ویدئویی درون فریم اینکد می شود، بلکه کدک فریم های مجاور را نیز با هم مقایسه می کند تا تصویر را بیشتر فشرده سازد. این کار به این دلیل امکان پذیر می شود که در بیشتر مواقع تغییرات خیلی کمی از یک فریم به فریم دیگر به وجود می آید. برای مثال، با استفاده از همان صحنه ی مربوط به دست تکان دادن سوژه، فشرده سازی بین فریمی تنها بازوی او را ارسال خواهد کرد.

به دلیل اینکه بخش های زیادی از صحنه ثابت باقی مانده است، ارسال فقط تغییرات صحنه صرفه جویی های قابل توجهی را در حافظه و پهنای باند ایجاد می کند. برای مثال، همان استریم ویدئویی P1080  با ۳۰ فریم در ثانیه، که در کدک درون فریمی MJPEG به حدود ۴۰ مگابیت در ثانیه پهنای باند نیاز داشت، با استفاده از کدک H.264 (کدکی که از هر دو نوع فشرده سازی بهره می برد) تنها به ۴ مگابیت در ثانیه نیاز خواهد داشت. با این حال، مهم ترین ایراد فشرده سازی بین فریمی این است که محاسبات زیادی دارد، که این موضوع ریسک های عملکردی و کیفیتی را افزایش می دهد.

مقایسه ی I فریم با P فریم

دو نوع فریم اصلی در مباحث کُدک های دوربین های مداربسته و فشرده سازی های بین فریمی، نظیر H.264 و H.265  وجود دارد. این دو نوع به شرح زیر هستند.

I فریم ها

اولین فریم در یک گروه از تصویرهای گرفته شده I فریم نامیده می شود. I فریم به معنی کدگذاری شده ی داخلی است و به طور کلی یک فریم کامل از استریم ویدئویی محسوب می شود. در نقطه ی مقابل P فریم ها قرار دارند که تنها تغییرات در صحنه ها را ضبط می کنند. فاصله ی بین دو I فریم با عنوان بازه ی I فریمGOV  (گروهی از ویدئوها)، یا GOP (گروهی از تصاویر) نام برده می شود. برای مثال، تصویر زیر I فریم یک منظره ی بیرونی را نشان می دهد.

P فریم ها

P فریم ها تصویر کامل I فریم قبلی را مرجع خود قرار می دهند تا تنها تغییرات صحنه ی کنونی را نسبت به آن ارسال کنند. این تغییرات می توانند تغییراتی کوچک، نظیر نویز دیجیتال یا حرکت شاخ و برگ درختان باشند یا تغییراتی بزرگ، نظیر حرکت دوربین PTZ از روی یک نقطه ی Preset به نقطه ی Preset بعدی را شامل شوند. P در کلمه ی P فریم در واقع حرف نخست کلمه ی Predictive به معنی پیش بینی است. در تصویر زیر می توانید تغییرات ارسال شده در یک فریم را مشاهده کنید. تنها برخی مناطق نزدیک جاده که از خودروها از آن عبور می کنند و حرکت شاخ و برگ درختان در سمت راست به عنوان تغییرات در فریم ارسال شده است.

سایر انواع فریم

توجه داشته باشید که به جز I فریم ها و P فریم ها، انواع دیگری از فریم های مانندSL ، B و SP نیز وجود دارند که البته در نظارت تصویری تقریبا بدون استفاده هستند. برخی از دوربین های تحت شبکه از B فریم پشتیبانی می کنند. اما به دلیل اینکه همه ی VMSها قادر به رمزگشایی آن ها نیستند، به طور کلی مورد استفاده قرار نمی گیرند.

کاربرد کدک استاندارد

امروزه بیشتر دوربین های مداربسته تولید شده از کُدک های دوربین های مداربسته H.264 استفاده می کنند، که علت آن مزایای این کدک از نظر صرفه جویی در پهنای باند و حافظه در قیاس با MJPEG و نیز وجود موانع بر سر پذیرش H.265 بوده است. با این حال، هنوز هم در برخی از تولیدات از MJPEG استفاده می شود. این اتفاق معمولا زمانی که در مشخصات مناقصات صریح استفاده از این کدک قید شده باشد یا در برخی از کاربری های تخصصی، نظیر LPR دوربین پلاک خوان یا سایر ابزارهای تحلیلی، رخ می دهد. با وجود این، تولید کنندگان شروع به محدود کردن پشتیبانی از MJPEG کرده اند و برخی مدل ها دیگر استریم ویدئویی MJPEG ارائه نمی کنند.

JPEG2000 نیز یک کدک بین فریمی مشابه با MJPEG ، اما مقیاس پذیر، است. عمده ی شهرت این کدک به دلیل استفاده ی اویجیلون (Avigilon) از آن است. اما در خطوط تولید H3 / H4 آن ها تقریبا از رده خارج شده است. برخی دیگر، نظیر مدل های Ampleye Nox-20 و Logipix همچنان از JPEG2000 استفاده می کنند.

کدک های اختصاصی

در صنعت نظارت تصویری، تعداد انگشت شماری کُدک های دوربین های مداربسته اختصاصی وجود داشته است، که تعداد اندکی از آن ها امروزه به کار می روند. در دوربین مداربسته آنالوگ قدیمی تر، همه ی اعمال رمزگذاری، ذخیره سازی و مدیریت استریم ویدئویی در یک دستگاه یعنی DVR انجام می گرفت، که این کار استفاده از یک کدک اختصاصی را ساده تر می ساخت، زیرا تولید کننده از ابتدا تا انتهای فرآیند را تحت کنترل داشت. با این حال، دوربین های IP استریم ویدئویی را خودشان اینکد می کنند و پس از آن باید این ویدئوی اینکد شده را به یک ضبط کننده یا  VMS(نرم افزار دوربین مداربسته) انتقال دهند تا امکان ذخیره سازی و مدیریت آن فراهم گردد. کدک های اختصاصی پیچیدگی اعمال ذخیره سازی، مدیریت و نمایش تصاویر ویدئویی را افزایش می دهند، زیرا هرکدام از آنها باید با VMS یکپارچه شوند.

هزینه ی بالای انجام این کار برای چند کدک اختصاصی بسیاری از تولید کنندگان دوربین IP را به ساخت کدک های خاص برانگیخته است.

کدک MxPEG موبوتیکس، یک استثناء

کدک MxPEG موبوتیکس (MOBOTIX) شناخته شده ترین کُدک های دوربین های مداربسته اختصاصی استفاده شده در حوزه ی نظارت ویدئویی است. این کدک در سال ۲۰۰۰ معرفی شد و از فشرده سازی بین فریمی پشتیبانی می کند، که نسبت به MJPEG بهبود داشته است، و در مقایسه با آن، مصرف پهنای باند را کاهش می دهد. با وجود این، به دلیل اینکه این کدک هم یک کدک اختصاصی است، تعداد کمی از سیستم های مدیریت ویدئویی سایر شرکت ها از آن پشتیبانی می کنند و به همین دلیل کاربران مجبور می شوند که یا از سیستم مدیریت ویدئویی موبوتیکس استفاده کنند یا دوربین های موبوتیکس را برای ضبط با کدک MJPEG تنظیم کنند. علاوه بر این، مصرف پهنای باند H.264 در مقایسه با استریم MxPEG معادل به مراتب کمتر است و به همین دلیل جذابیت استفاده از آن کاهش یافته است.

کدکهای هوشمند

در یک تا دو سال گذشته، کُدک های دوربین های مداربسته هوشمند H.264 و H.265 متداول شده اند و هدف آنها کاهش هرچه بیشتر بیت ریت در مقایسه با H.264 استاندارد است. چگونگی عملکرد دقیق این کدک های هوشمند با یکدیگر متفاوت است، اما آن ها به طور کلی از دو تکنیک استفاده می کنند، که در این بخش درباره ی آن ها توضیح می دهیم.

فشرده سازی هوشمند

در این روش، به جای اعمال یک سطح مشابه فشرده سازی برای کل صحنه، کُدک های دوربین های مداربسته هوشمند فشرده سازی را به صورت پویا و بر حسب میزان فعالیت در میدان دید دوربین مداربسته تنظیم می کنند. برای مثال، با نگاهی به تصویر زیر معلوم می شود می توانیم برای فردی که در حال صحبت کردن است فشرده سازی را بر روی سطح کم قرار دهیم تا کیفیت بالا حفظ شود. اما برای پس زمینه ی سفید، فشرده سازی را می توان در سطح بالا تنظیم کرد. زیرا نیازی به ضبط جزئیات دیوار سفید نداریم.

بازه ی پویای I فریم

دومین تکنیک به این صورت است که کُدک های دوربین های مداربسته هوشمند معمولا به صورت پویا و بر اساس فعالیت موجود در صحنه، بازه ی I فریم را تنظیم می کنند. بنا بر این، اگر در صحنه حرکت کم باشد یا اصلا حرکتی وجود نداشته باشد، دوربین I فریم ها را به صورت غیر متناوب (۵، ۱۰، ۲۰ ثانیه یا بیشتر) ارسال می کند. اما زمانی که فعالیتی در صحنه شناسایی شود، فورأ I فریم را ارسال می کند و به بازه های I فریم عادی (معمولا یک ثانیه) سوئیچ می کند. این کار تا زمانی که فعالیت در صحنه وجود دارد ادامه پیدا می کند. تصویر زیر، برگرفته از یک تحلیل گر استریم، تأثیرات بازه ی پویای I فریم را نشان می دهد:

مزایا

در آزمایش ها ، کُدک های دوربین های مداربسته هوشمند بیت ریت را به مقدار قابل توجهی حداقل ۱۵ درصد کاهش داده اند. اما در برخی از صحنه ها کاهش بیت ریت به بیش از ۹۵ درصد هم می رسید. این کدک ها بیشترین تأثیر را در صحنه های ثابت بر جای می گذارند. چرا که به دلیل عدم وجود فعالیت در صحنه، بازه های I فریم طولانی تر باقی می مانند و فشرده سازی نیز بیشتر می شود.

مقایسه ی کیفیت H.264 با MJPEG

در حالی که H.264 از پرکاربرد ترین کُدک های دوربین های مداربسته در حوزه ی نظارت تصویری است، اما به مدت چندین سال بحث های جدی درباره ی افت کیفیت در این کدک در مقایسه با MJPEG شکل گرفته بود و هنوز هم برخی معتقدند که کدک H.264 کیفیت پایین تری دارد. آزمایش های گسترده درباره ی مقایسه ی H.264 و MJPEG نشان می دهند که اگر کدک H.264 به شکلی مناسب پیکربندی شود، کیفیت تصویری همانند MJPEG ارائه می دهد.

با این حال، مسائلی وجود دارند که می توانند باعث کاهش کیفیت شوند. این مسائل عبارتند از:

• تنظیم سطوح بالای فشرده سازی: اگر سطوح فشرده سازی خیلی بالا تنظیم شوند، کیفیت تصویر ویدئویی تنزل پیدا می کند.
• صحنه هایی با پیچیدگی بالا: در بیشتر مواقع، مشکلات کیفیتی در صحنه های پیچیده ای که دارای فعالیت های زیادی هستند، نظیر تقاطع ها، در میان جمعیت مردم و غیره، مشاهده می شوند.
• تنظیم CBR پایین: اگر از بیت ریت ثابت یا همان CBR استفاده شود، اما بیت ریت خیلی پایین تعیین شده باشد، کیفیت تصویر ویدئویی کاهش پیدا خواهد کرد.

با این حال، در بسیاری از موارد، نتیجه ی آزمون های ما این بود که هنگام استفاده از تنظیمات پیش فرض باز هم کیفیت تصویر H.264 مشابه کیفیت تصویر MJPEG خواهد بود.

کدک های مقیاس پذیر

بیشتر کُدک های دوربین های مداربسته تنها از یک رزولوشن می توانند پشتیبانی کنند. برای مثال، تغییر رزولوشن از استریم ۲ مگاپیکسلی به ۱ مگاپیکسلی، با استفاده از کدک های MJPEG یا H.264، به اینکد کردن یک استریم ویدئویی کاملا جدید یا ترنسکدینگ (یعنی پردازش مجدد) استریم ۲ مگاپیکسلی برای تبدیل آن به استریم ۱ مگاپیکسلی نیاز دارد. با این حال، در برخی از موارد می خواهید رزولوشن استریم ویدئویی را بدون نیاز به استریمی جدید تغییر دهید. برای مثال، اگر بخواهید استریم ویدئویی را به یک کلاینت با پهنای باند کمتر (یعنی تلفن همراه) ارسال کنید یا بخواهید اندازه ی فضای ذخیره سازی را برای یک ویدئوی قدیمی کاهش دهید.

کلاس معینی از کُدک های دوربین های مداربسته به نام کدک های مقیاس پذیر وجود دارند که می توانند بدون تقاضای استریم جدید یا نیاز به پردازش مجدد استریم موجود، این تغییر رزولوشن را به صورت خودکار انجام دهند. کدک مقیاس پذیر می تواند اساسأ فریم های سطوح رزولوشنی را که می خواهد از استریم بگیرد، بر دارد. این ویژگی امکان اصلاح فریم ها یا رزولوشن را در طول زمان فراهم می کند و علاوه بر آن رزولوشن یا فریم ریت (تعداد فریم در ثانیه) را برای کلاینت های راه دور یا کلاینت های تلفن همراه تنظیم می نماید.

انواع کدک های مقیاس پذیر

دو کدک مقیاس پذیر شناخته شده وجود دارد:

• کدک SVC: که در حقیقت کدک ۲۶۴ به اضافه ی مقیاس پذیری است. بخش اضافه شده این است که مقیاس پذیری با مزایای مصرف پهنای باند  H.264ترکیب می شود. متأسفانه، تولید کنندگان بسیار کمی از این کدک پشتیبانی می کنند. بیشتر آن ها این کار را با استریم چندگانه (ارسال چند استریم تصویری با بیت ریت و رزولوشن متفاوت به صورت همزمان) انجام می دهند.
• کدک JPEG2000 : که در اصل همان MJPEG به اضافه ی مقیاس پذیری است. این کدک از گذشته توسط اویجیلون به کار رفته است. اما در دوربین های جدید از رده خارج شده است. مهم ترین ایراد JPEG2000 همانند MJPEG، افزایش شدید مصرف پهنای باند و حافظه ی مورد نیاز در مقایسه با ۲۶۴ است.

توسعه ی SVC بسیار آهسته بوده، و به رغم در دسترس بودن در برخی از دوربین ها (دست کم روی کاغذ) به مدت چندین سال، با اقبال ناچیزی مواجه شده است. با مزایای بیت ریت کُدک های دوربین های مداربسته هوشمند H.264 (که به ایجاد VMS جدید احتیاجی ندارند یا بسیار کم نیاز دارند) و پیشی گرفتن H.265، بعید به نظر می رسد SVC به عاملی مهم در کُدک های دوربین های مداربسته تبدیل شود.

ظهور H.265 و باز هم به صورت محدود

کدک H.265 در چند سال گذشته از مهم ترین کُدک های دوربین های مداربسته بوده است که گفته شده جایگزین H.264 خواهد شد و بیت ریت را یک ۵۰ درصد دیگر کاهش خواهد داد. با وجود این، موانع کلیدی ای وجود دارند که از پیاده سازی گسترده ی این کدک جلوگیری می کنند. از جمله:

• بهره های محدود: تغییر کُدک های دوربین های مداربسته از MJPEG به ۲۶۴ باعث کاهش فاحش بیت ریت اغلب بین ۵۰ تا ۷۵ درصد یا بیشتر شد. آزمایش ها بر روی H.265 نشان می دهند که با انتخاب این کدک به جای H.264 احتمالا ۱۵ تا ۳۰ در صد صرفه جویی بیشتر نسبت به H.264 به دست خواهد آمد. با توجه به این واقعیت و افزایش سریع اندازه و کاهش سریع هزینه ی هارد دیسک درایوها، مزایای H.265 به اندازه ی کدک های پیشین متقاعد کننده نیست.
• نیاز به توسعه: نکته ی دوم اینکه VMSها باید دیکد کردن ۲۶۵ را پیاده سازی کنند و این کار مستلزم صرف هزینه ی زیاد برای یک توسعه ی بیهوده است. زیرا تعداد کمی از مدل های H.265 کنونی پشتیبانی می کنند و میزان صرفه جویی در مصرف پهنای باند یا فضای ذخیره سازی محدود است.
• عدم تبعیت از ONVIF تا سال ۲۰۱۸: در نهایت، استفاده از دوربین های ۲۶۵ به این معنی است که انطباق کامل با ONVIF را، تا زمان تکمیل نمایه ی بعدی نادیده بگیرید. تولید کنندگان دوربین مداربسته ممکن است با استفاده از ویژگی ONVIF 2.4 کدک H.265 را پیاده سازی کنند، اما تا زمان تکمیل نمایه، هیچ آزمایش مطابقت پذیری نیاز نخواهد بود.

کُدک های دوربین های مداربسته در آینده

در حالی که تا کنون کُدک های دوربین های مداربسته بسیاری به عنوان کدک های جایگزین مطرح شده اند، بسیار بعید به نظر می رسد که کدک استاندارد نشده در حوزه ی نظارت تصویری به شکلی گسترده مورد استفاده قرار گیرند. برای مثال، برخی توسعه دهندگان مدعی شده اند که کدک اختصاصی آن ها در پهنای باند و فضای ذخیره سازی صرفه جویی زیادی می کند. با این حال، کدک های این چنینی باید هم توسط تولید کنندگان دوربین و هم توسعه دهندگان VMS در محصولات پیاده سازی شوند. از سوی دیگر، با توجه به کاهش قابل توجه بیت ریت توسط کُدک های دوربین های مداربسته هوشمند، که با بیشتر دستگاه های ضبط و VMS های کنونی سازگار هستند، سرمایه گذاری در توسعه ی کدک های جایگزین و افزودن کدک های اختصاصی حتی بعید تر به نظر می رسد.

برخی از کدک های VP8 و VP9 گوگل به عنوان احتمالات در حوزه ی نظارت تصویری، به ویژه به عنوان گزینه ی بی نیاز از هزینه ی مجوز برای H.265 (که از آن زمان هزینه ی مجوز این کدک نیز کاهش یافته است)، نام برده اند. با این حال، این کدک ها توجه تولید کنندگان را به خود جلب نکرده اند و تراشه های نظارت تصویری نیز برای سازگاری با آن ها تولید نشده اند و بنا بر این کششی برای استفاده از آن ها به وجود نیامده است.

چه نوعی از کُدک های دوربین های مداربسته باید انتخاب شوند؟

به عنوان روندی که امروزه نیز تداوم یافته است، بهترین ترکیب کُدک های دوربین های مداربسته برای بیشتر کاربردها را می توان کدک H.264 با پشتیبانی از کدک هوشمند دانست. زیرا کدک های هوشمند به مقدار قابل توجهی کارایی H.264  را بهبود می بخشند و معایب را به حداقل می رسانند. کدک H.265 نیز ممکن است جلب توجه کند. اما به دلیل محدودیت هایی که دارد، از سوی بسیاری کنار گذاشته خواهد شد. MJPEG همچنان برای کاربردهای تخصصی، که از ضعف کیفیت حاصل از فشرده سازی بین فریمی واهمه دارند (ترسی معمولا غیر منطقی)، همچنان به عنوان گزینه ی اصلی باقی خواهد ماند.

توجه: این متن برای اولین بار در سال ۲۰۱۳ منتشر شد، اما در سال ۲۰۱۷ به طور قابل توجهی بازنویسی شد تا پیشرفت های فناوری در H.265 و کدک های هوشمند در آن منعکس شود. برای اطلاع از موجودی و قیمت دوربین kdt با در تماس باشید. همچنین برای دریافت اطلاعات در خصوص دوربین مایل سایت مشاوران و بخش فروش ما آماده پاسخگویی به شما هستند. [/vc_column_text][/vc_column][vc_column width=”1/6″][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column width=”1/6″][/vc_column][vc_column width=”2/3″][cws_sc_vc_blog title=”مطالب مرتبط” post_tax=”post_tag” post__terms=”” post_post_tag_terms=”%d8%aa%d9%86%d8%b8%db%8c%d9%85%d8%a7%d8%aa-%d8%af%d9%88%d8%b1%d8%a8%db%8c%d9%86-%d9%85%d8%af%d8%a7%d8%b1%d8%a8%d8%b3%d8%aa%d9%87″ layout=”small” links_enable=”1″][/vc_column][vc_column width=”1/6″][/vc_column][/vc_row]

سرعت شاتر دوربین مداربسته و تاثیرات آن بر تاری تصویر

سرعت شاتر دوربین از جمله مباحثی است که در ارتباط با فن عکاسی تلقی می گردد. اما لزومی ندارد کاربران سیستم های نظارت تصویری و دوربین مداربسته کارشناس عکاسی باشند. ولی درک صحیح مبانی سرعت شاتر دوربین مداربسته برای جلوگیری از بروز مشکلات بزرگ ناشی از مشکلات نور کم، اهمیت زیادی دارد. در شرایط کم نوری، فیلم ویدئویی دوربین مداربسته ممکن است تار به نظر برسد و اشیاء حالت شبح گونه پیدا کنند. تمامی این اتفاقات ناشی از مشکل نوردهی است. مثال زیر می تواند بخشی از اهمیت این موضوع را منعکس نماید.

بررسی تفاوت سرعت شاتر و نوردهی در دوربین مداربسته

دو اصطلاح سرعت شاتر دوربین و نوردهی در بیشتر مواقع به جای هم استفاده می شوند، اما از نظر فنی یکسان نیستند. سرعت شاتر دوربین به مدت زمانی اشاره دارد که سنسور دوربین در معرض نور قرار می گیرد. نوردهی شامل ترکیب سرعت شاتر دوربین (چه مدت) و باز شدن آیریز (چقدر باز شدن) است. اما اغلب از آن استفاده ی سهل انگارانه به جای سرعت شاتر می شود، که باعث ایجاد سردر گمی می شود. در این نوشته ما روی سرعت شاتر متمرکز می شویم. برای جزئیات مربوط به آیریز و روزنه ی دید، به مباحث آیریز لنز و  F-Stopرجوع کنید.

سرعت خودکار در برابر سرعت دستی

پیش فرض دوربین های مداربسته به طور عمومی روی کنترل سرعت شاتر دوربین به صورت خودکار است. بدین معنا که دوربین ها سرعت شاتر خود را بدون نیاز به مداخله ی کاربر تنظیم می کنند. در صحنه های بسیار روشن، سرعت شاتر سریع تر خواهد بود، اما اگر صحنه کمی تاریک باشد، سرعت شاتر کاهش می یابد. کاربران معمولا می توانند سرعت های حداکثری و حداقلی را برای کنترل بهتر گستره ی تغییرات نوردهی دوربین مداربسته تنظیم کنند. با وجود این، در حالت عادی، نیازی به این کار نیست. مگر این که مشکلاتی بروز پیدا کنند یا تولید کنندگان از پیش فرض های ضعیف استفاده کنند (مانند سرعت شاترا Sens-Up آهسته در گزارش زیر). از جمله یکی از مطلوب ترین تنظیمات خودکار را می توان در دوربین مداربسته ویوتک مشاهده نمود.

در سال ۲۰۱۷، تقریبا تمام دوربین های مداربسته از سرعت شاتر خودکار استفاده می کردند. اما تنظیمات دستی هنوز در برخی از کاربردهای خاص، مانند ضبط تصویر و دوربین پلاک خوان خودرو و بینایی ماشین به کار می رود.

محدوده ی سرعت های شاتر دوربین

سرعت شاتر دوربین مداربسته را می توان از بی نهایت سریع (۱۰۰۰/۱ ، ۱۰۰۰۰/۱ ثانیه یا کمتر) تا بی نهایت آهسته (۲/۱ ثانیه یا بیشتر) تغییر داد. تحت شرایط عادی، به دلیل این که سرعت های شاتر به صورت خودکار کنترل می شوند، سرعت های بالای شاتر به ندرت تأثیرات منفی بر جای می گذارند. با وجود این، هنگام استفاده از یک سرعت نسبتا پایین شاتر (نظیر ۱۵/۱ ثانیه) ، تاری حرکت ممکن است کاملا قابل توجه باشد و جزئیات تار به نظر برسند. این آستانه ی تار شدن تصویر خیلی زیاد تغییر می کند و به سطح نور، سرعت سوژه و متغیرهای دیگر بستگی دارد و هیچ قانون قطعی و صریحی برای این که چه چیزی معنای “خیلی آهسته” می دهد وجود ندارد.

با تأکید توصیه می کنیم که از سرعت های شاتر کمتر از ۳۰/۱ ثانیه در بیشتر موارد استفاده نکنید. زیرا حتی سوژه هایی که آهسته حرکت می کنند نیز تار خواهند شد. این مورد از جمله مواردی است که در مورد دوربین مداربسته کی دی تی (KDT) نیز می بایست رعایت شود.

سرعت ثابت شاتر

دوربین IP یا همان دوربین مداربسته تحت شبکه بیشتر مواقع امکانات کنترلی پیشرفته ای را برای تثبیت سرعت شاتر دوربین مداربسته ارائه می کنند. با این حال، توصیه می کنیم، به جز در کاربردهای خاص، این کار را انجام ندهید. رایج ترین کاربرد نظارت تصویری برای سرعت شاتر ثابت ضبط پلاک خودرو است. تصاویر زیر دوربینی را در کاربرد تشخیص پلاک نشان میدهد که از سرعت شاتر پیش فرض ۳۰/۱ و ۵۰۰/۱ ثانیه استفاده کرده است. با استفاده از این پیش فرض ها، حتی در سرعت های آهسته (کمتر از ۱۰ مایل در ساعت)، دوربین قادر نیست تصویر پلاک را ضبط کند. در حالی که در سرعت ۵۰/۱ ثانیه، پلاک به طور واضح خوانا است.

ترفندهای تولید کننده در رابطه با سرعت های شاتر دوربین مداربسته

در سال ۲۰۱۷، بیشتر تولید کنندگان به دوربین های خود این امکان را دادند که به صورت خودکار سرعت شاتر را به صورت پیش فرض روی سرعت آهسته و مقدار ۳۰/۱ ثانیه تنظیم کنند. با وجود این، کاربران باید آگاه باشند که برخی از تولید کنندگان هنوز پیش فرض را روی شاتر آهسته تر می گذارند که ممکن است در نور کم، تاری قابل توجهی را به وجود آورد. علاوه بر این، تولید کنندگان ممکن است از تکنیک های دیگری استفاده کنند که در کاربرد عملی ارزش آن ها به اندازه ی سرعت شاتر است.

تکنیک هایی نظیر sense-up، تقویت کننده و یا ادغام فریم از جمله ی این روش ها هستند. کاربران باید از این اصطلاحات آگاهی داشته باشند، و زمانی که شک داشتند، این ویژگی ها را غیرفعال کنند تا چگونگی تغییرات عملکرد را ارزیابی کنند.

سایر مشکلات تاری

کاربران باید از سایر ویژگی های موجود در دوربین های IP، که ممکن است باعث تاری شوند، آگاه باشند. سطوح بالای کاهش نویز دیجیتال (DNR)، که در دوربین های مخصوص نور خیلی کم به کار می روند، ممکن است منجر به تاری شود. همچنین، استفاده از دوربین های دارای بازی دینامیکی بالا واقعی نیز ممکن است تاری تصویر به همراه داشته باشد. چرا که در این دوربین ها نوردهی های متعدد برای ایجاد تصویر با بازه دینامیک بالا (WDR)، با حرکاتی جزیی در این میان، ترکیب می شوند. این مسائل ممکن است به ظاهر بسیار شبیه تاری ناشی از شاتر باشند. اما این اتفاقات از دلایل مختلفی نشأت می گیرند. به همین دلیل، تکنسین ها باید تنظیمات متعددی را انجام دهند تا برای دستیابی به بهترین نتیجه تاری را از بین ببرند.

برای دریافت لیست قیمت همکار دوربین مداربسته با ما در تماس باشید.[/vc_column_text][/vc_column][vc_column width=”1/6″][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][cws_sc_vc_blog post_tax=”post_tag” post__terms=”” post_post_tag_terms=”%d8%aa%d9%86%d8%b8%db%8c%d9%85%d8%a7%d8%aa-%d8%af%d9%88%d8%b1%d8%a8%db%8c%d9%86-%d9%85%d8%af%d8%a7%d8%b1%d8%a8%d8%b3%d8%aa%d9%87″ layout=”small” links_enable=”1″][/vc_column][/vc_row]

دوربین مادون قرمز مداربسته (اینفرارد (IR)) : چیستی؛ کارکرد ها؛ مزایا و معایب

دوربین مادون قرمز مداربسته (اینفرارد (IR)) از فناوری هایی است که امروزه تبدیل به یکی از اولویت های نظارت تصویری شده است. انواع دوربین های مداربسته دارای IR یکپارچه، که در آن ها چراغ های IR در داخل دوربین مداربسته تعبیه می شوند، متداول ترین کاربرد به حساب می آید.

از جنبه ی مثبت، این مسئله به این معنا است که دوربین ها (حتی دوربین مداربسته ارزان قیمت) حتی در تاریکی هم می توانند کار کنند. از جنبه ی منفی، استفاده از دوربین مادون قرمز مداربسته تفاوت های بسیاری پدید می آورد. از جمله ی این تفاوت ها می توان به برد قابل حصول، عرض پوشش داده شده، نوردهی اضافی، نوردهی کم، زمان واکنش به اشیاء متحرک و غیره اشاره نمود. در این نوشته مباحث زیر در رابطه فناوری مادون قرمز در سامانه های نظارت تصویری مورد بررسی قرا  خواهد گرفت.

مباحث فناوری مادون قرمز در سامانه های نظارتی

• وضعیت دوربین مادون قرمز مداربسته در سال های اخیر؛
• اینفرارد چیست؟
• ۸۵۰ نانومتر به عنوان متداول ترین طول موج؛
• ۹۴۰ نانومتر نادر اما در حال افزایش؛
• دوربین های روز و شب واقعی مورد نیاز؛
• آمارهای کاربرد دوربین مادون قرمز ؛
• مقایسه ی LED هایIR ؛
• هیچ استانداردی برای نور پردازی وجود ندارد؛
• افزایش دقت مشخصات مربوط به برد IR؛
• اما اغراق در بیان برد IR همچنان مسئله ساز است؛
• مراقب PPF کم در حداکثر برد IR باشید؛
• الگوهای پوشش IR اغلب ضعیف هستند؛
• IR هوشمند در مقایسه با IR تطبیقی؛
• واژه شناسی تولید کننده؛
• توان IR در برابر تنظیمات بهره یا نوردهی؛
• تأخیرهای رخ داده برای نوردهی کامل؛
• تأثیر IR بر خیزش های پهنای باند؛
• دوربین های یکپارچه با IR در برابر منابع نوری خارجی، مزایا و معایب؛
• چراغ های نور سفید؛

وضعیت دوربین مادون قرمز مداربسته در سال های اخیر

روندهای کلیدی متعددی درباره ی دوربین مادون قرمز مداربسته در سال های اخیر وجود دارد.

IR یکپارچه در همه جا

در حالی که تا چندی پیش مادون قرمز یک ویژگی نادر به شمار می رفت، اما اکنون عملا در هر خط تولیدی موجود است و انواع دوربین های مداربسته سطح بالا و سطح پایین و اشکال مختلف دوربین ها بدان مجهز شده اند.

بردهای طولانی تر

در گذشته، بردهای روشنایی در گستره ی حدودأ ۱۰۰ فوتی یا ۳۰ متری طولانی در نظر گرفته می شدند. در حال حاضر، برد بیش از ۱۶۵ فوتی یا حدود ۵۰ متری در بیشتر دوربین های لنز ثابت وجود دارد و در دوربین های PTZ نیز بردهای ۶۰۰ فوتی، ۷۰۰ فوتی و فراتر از آن ها رایج شده اند.

IR لیزری

در اغلب موراد دوربین مادون قرمز مداربسته از LEDهایی برای روشنایی استفاده می کنند، که به دلیل محدودیت های توان، گرما و اندازه، برد محدودی دارند. امروزه برخی از تولید کنندگان برای دید در شب به سراغ مادون قرمز های لیزری رفته اند، که دارای برد طولانی تری هستند، و برد ۱۵۰۰ فوتی، به ویژه در دوربین های PTZ، نیز قابل حصول است.

افزایش IR نامرئی

در حالی که بیشتر دوربین ها همچنان از طول موج ۸۵۰ نانومتری استفاده می کنند، اما در سال ۲۰۱۷ شاهد افزایش استفاده از LEDهای نامرئی ۹۴۰ نانومتری بودیم. دوربین هایی نظیر Nest IQ و Yi 2 Home در اختیار مصرف کنندگان قرار گرفتند، و علاوه بر آن ها در چندین مدل دوربین مداربسته ویوتک (vivotek) و دوربین مداربسته اکسیس (Axis) از آن استفاده شده است. انتظار داریم این تغییرات در سال های بعد نیز ادامه پیدا کنند.

اینفرارد چیست

مادون قرمز یا اینفرارد (IR) نوری است که دوربین ها می توانند آن را ببینند، اما انسان ها قادر به دیدن آن نیستند. انسان ها طیف نوری ۳۹۰ تا ۷۵۰ نانومتری را مشاهده می کنند، که به آن بازه ی نور مرئی گفته می شود. با این حال، دوربین های مداربسته به طور معمول می توانند هم نورهای مرئی و هم محدوده ای بالاتر را با نور پردازهای IR در بازه ی ۸۵۰ یا ۹۴۰ نانومتر مشاهده کنند، که در نمودار زیر نشان داده شده است.

۸۵۰ نانومتر، که متداول ترین طول موج است

بیشتر نورپردازهای مادون قرمز یا اینفرارد که در دوربین های مداربسته استفاده می شوند، از طول موج مرئی ۸۵۰ نانومتر استفاده می کنند. LED های استفاده شده برای این نورپردازها به راحتی با چشم انسان قابل مشاهده اند. آن ها نور قرمز رنگ یا صورتی رنگی را از خود ساطع می کنند (نظیر نورهای IR دوربین PTZ در تصویر زیر). توجه داشته باشید که انسان ها این نور را بیشتر قرمز می شناسند، اما دستگاه هایی همانند دوربین های دیجیتال و دوربین های تلفن همراه آن را بیشتر شبیه به صورتی و بنفش شناسایی می کنند که در این تصویر مشاهده می کنید.

۹۴۰ نانومتر در حال افزایش

چراغ های۹۴۰ نانومتری برای انسان ها بسیار کمتر مرئی هستند و تنها در فاصله ی بسیار نزدیک از دوربین به صورت درخششی ضعیف قابل مشاهده هستند. در مواردی که نیاز به نظارت پنهانی وجود دارد، این ویژگی آن ها را سودمندتر می سازد. با این حال نور ۱۴۰ نانومتری ضعیف تر است و با وجود استفاده از میزان توان یکسان، نصف فاصله ی ۸۵۰ نانومتری را پوشش می دهد و برای تولید کننده نیز گران تر است. به دلیل همین عوامل، از طول موج ۹۴۰ نانومتر کمتر از ۸۵۰ نانومتر استفاده می شود. با وجود این، برخی از تولید کنندگان شروع به استفاده از نورپرداز ۹۴۰ نانومتری روی دوربین مادون قرمز در مدل های خاصی کرده اند.

توجه داشته باشید که برخی از نورپردازها با طول موج بالاتر (۱۰۳۰ نانومتر و بالاتر) موجود هستند که کاملا برای چشم انسان نامرئی هستند. با این حال، این طول موج ها بالای طیفی است که بیشتر دوربین ها می توانند ببینند و هزینه های آن ها حتی از ۱۴۰ نانومتر هم بالاتر است و این دلایل باعث می شود که خیلی کم در تولید از آن ها استفاده شود.

دوربین های روز و شب واقعی مورد نیاز

دوربین های روز و شب واقعی باید با نور مادون قرمز مورد استفاد قرار بگیرند. چرا که مدل های فقط رنگی شامل یک فیلتر IR کات ثابت هستند، که کل نور مادون قرمز را مسدود می کند. بیشتر دوربین های حرفه ای از فیلترهای IR کاتی استفاده می کنند که در طول روز فیلتری را رو به روی سنسور دوربین مداربسته قرار می دهد و شب هنگام آن را کنار می برد.

فیلتر IR کات در طول روز فعال می شود تا نور IR را حذف کند. زیرا ممکن است باعث بروز مشکلات تغییر رنگ یا توازن سفید شود (همانند درخت های صورتی- خاکستری و عدم تعادل رنگی دیده شده در تصویر زیر). در شب این فیلتر کنار می رود تا به نورپرداز IR یا نور IR محیط این امکان را بدهد که وارد سنسور دوربین مداربسته شود و تصویر روشن تری به وجود آورد.

آمارهای کاربرد دوربین مادون قرمز : دوربین های یکپارچه با IR نسبت به IR خارجی رایج تر هستند

هنگام استفاده از دوربین مادون قرمز دو گزینه ی اساسی موجود است. این دو گزینه شامل دوربین هایی با LED اینفرارد یکپارچه ی تعبیه شده روی خود دوربین و نورپردازهای مستقل IR که در نزدیکی و کنار دوربین ها نصب می شوند. در گذشته، تعداد بسیار کمی از دوربین های IP وجود داشتند که  LEDهای اینفرارد یکپارچه را ارائه می دادند. بنا بر این، بسیاری از آن ها مجبور بودند در صورت نیاز به IR از نورپردازهای خارجی IR استفاده کنند. اکنون بیشتر دوربین ها دارای IR یکپارچه شده اند. از نظر استفاده، آمارها نشان می دهد که حدود ۳/۲ (دو سوم) دوربین های امروزی، دوربین های یکپارچه با IR هستند.

در سوی مقابل، آمارها نشان می دهد که دوربین های بسیار کمی دارای IR خارجی هستند. به همین دلیل، این نوشته عمدتا بر دوربین های یکپارچه با IR تمرکز می کند. ما مزایا و معایب این گزینه ها را در این نوشته مورد بررسی قرار می دهیم.

مقایسه ی LEDهای مادون قرمز

برخی تولید کنندگان دوربین تعداد LED های مادون قرمز را به عنوان شاخصی از عملکرد می دانند. برای مثال، آن ها می گویند: دوربین من دارای ۲۴ LED  است، اما دوربین رقیب من تنها ۵ LED دارد. اما در واقعیت، توجه صرف به تعداد LED ها تأثیر ناچیزی بر عملکرد در دنیای واقعی دارد. زیرا اندازه ها و انواع متعددی از LED های مادون قرمز وجود دارد. دو دسته بندی فراگیر از LED های مادون قرمز در زمینه ی نظارت تصویری وجود دارد: کوچک و بزرگ.

LED های کوچکتر و کم توان تر

بسیاری از دوربین مادون قرمز مداربسته یکپارچه و برخی از نورپردازهای مستقل و ارزان IR از مقدار زیادی LED های کوچکتر برای بیشتر کردن توان استفاده می کنند. این LEDها معمولا – اما نه همیشه- چندان گران نیستند. به همین دلیل است که در دوربین های مداربسته ارزان قیمت از آن ها استفاده می شود.

LED های بزرگتر و پرتوان تر

برخی دوربین مادون قرمز مداربسته یکپارچه و بیشتر نور پردازهای IR از تعداد کمتری LED های بزرگتر و قدرتمندتر استفاده می کنند.

توجه داشته باشید که در گذشته LED های بزرگ تر به طور معمول با کیفیت تر در نظر گرفته می شدند و پوشش متوازن بیشتر و برد طولانی تری را ایجاد می کردند. با این حال، آزمایش ها نشان داده اند که همیشه این گونه نیست و برخی از دوربین های مادون قرمز ، که عملکرد خوبی دارند، از LED های کوچک استفاده می کنند و برخی از LED های بزرگتر بهره می برند. در نتیجه، آزمایش میدانی تنها راه قابل اطمینان برای تعیین کیفیت نور مادون قرمز است.

مسائل نورپردازی

در ادامه، مسائل و مشکلات کلیدی را، که بر انتخاب و عملکرد دوربین مادون قرمز مداربسته تأثیر گذار است، بررسی می کنیم.

• فقدان استانداردها؛
• مشخصات برد IR و بهبود دقت؛
• پراکنش پیکسل در فوت (PPF) پایین در حداکثر برد IR؛
• متداول شدن الگوهای ضعیف پوشش مادون قرمز؛
• مشکلات مربوط به نوردهی زیاد؛
• IR هوشمند و تطبیقی؛
• واژه شناسی تولید کننده؛
• زمان طولانی تنظیم تصویر؛

فقدان استانداردهای نورپردازی

به دلیل اینکه هیچ مشخصات دقیقی برای نحوه ی آزمایش دوربین مادون قرمز مداربسته وجود ندارد، تولید کنندگان ممکن است، به جای IR قابل استفاده، به برد اینفراردی اشاره کنند که در آن هر نوع نور اینفرارد به دوربین می رسد. بدین معنا که مقدار نور در حداکثر برد مشخص شده ممکن است تنها برای این که در بهترین حالت فقط طرح کلی گنگی از شخص داشته باشید، کافی باشد. در حالی که می توانید به طور قطعی مقدار نور IR را اندازه بگیرید. آن چه که تولید کنندگان تعیین می کنند، حداقل مقدار قابل قبول است که تفاوت هایی گسترده دارد.

مشخصات برد IR و بهبود دقت

تا همین چند سال پیش، زمانی که مدل های دوربین مادون قرمز مداربسته خیلی کم بودند، گاهی تولید کنندگان در قابلیت های برد IR دوربین های خود به اندازه ی ۵۰ تا ۶۰ درصد اغراق می کردند. با این حال، با متداول شدن IR و تقریبا هر تولید کننده ای مدل هایی را با قیمت کم و کیفیت بالا ارائه می دهد، و مشخصات نیز دقیق تر شده اند. برای مثال، در آزمایش ها بر روی اکسیس M2025، کارشناسان متوجه شده اند که برد واقعی IR حدود ۱۷ تا ۱۸ متر است که از مشخصه ی ۱۵ متری ذکر شده اش بیشتر بوده است.

البته این بردهای اغراق شده هنوز امروزه نیز اصلاح نشده اند. برای مثال، در دوربین زیر برد IR به میزان ۱۶۵ فوت یا حدود ۵۰ متر مشخص شده است، اما برد واقعی آن نزدیک به ۱۰۰ فوت بود، با این که سوژه هنوز هم تار است.

مراقب پراکنش پیکسل در فوت (PPF) کم در حداکثر برد IR باشید

حتی اگر یک دوربین مادون قرمز مداربسته به حداکثر برد مشخص شده اش دست پیدا کند، باز هم کاربر باید مراقب سطوح پراکنش پیکسل در فوت در این فاصله باشد. در آزمایش ها ، مدل های P1080، در حداکثر برد IR خود، در بیشتر مواقع دارای PPF۱۰ تا ۱۲ یا کمتر بودند. اگر PPF تا این حد کم باشد، تشخیص سوژه به دلیل اندازه ی نسبی سوژه، افزایش نویز دیجیتال، و کاهش کنتراست کار سختی خواهد بود. این مسئله با تداوم افزایش برد IR، به مانند مشخصات زاویه ی دید، به صورت ترکیبی در می آید. به ویژه در مدل هایی با لنزهای ثابت ارزان قیمت، که اکنون به طور معمول با لنزهای ۱۰۰> درجه ارائه می شوند. کاربران باید از این مسئله آگاه باشند و سایر گزینه های لنزها را تا جای ممکن در نظر بگیرند.

برای مثال، دوربین P1080 که تصویر زیر را گرفته است، دارای حداکثر برد IR  ۳۰ متر یا حدود ۱۰۰ فوت و زاویه ی دید ۱۰۲ درجه است. در این فاصله، PPF تنها حدود ۸ است و به سختی می توان سوژه را تشخیص داد.

هرچند که مدل های ۴ مگاپیکسل و ۴K این سطوح PPF را بهبود بخشیده اند، اما باز هم در نور کم عملکرد آن ها به صورت قابل توجهی ضعیف تر می شود و تصویر را تار می کنند. برای مثال، این مدل ۴K دارای حدود ۱۶ PPF در برد حداکثری خود ارائه می کند، اما به دلیل تاری و نویزدار بودن تصویر، تشخیص حتی سخت تر است.

الگوهای پوشش IR ضعیف هستند

اگرچه امروزه مشخصات برد IR دوربین مادون قرمز مداربسته بهبود یافته اند، اما الگوهای پوشش در بیشتر موارد بهبودی نداشته اند و بسیاری از دوربین ها کل میدان دید خود را پوشش نمی دهند. یا سوژه های واقع در مرکز را با نوردهی بیش از اندازه نشان می دهند. یا اینکه از هر دوی این مشکلات رنج می برند. گفته می شود که الگوی پوشش مشکل درجه یک مشاهده شده در مدل های دوربین یکپارچه با IR مورد آزمایش قرار گرفته، و بزرگترین ریسک برای کاربران دوربین یکپارچه با IR به حساب می آمد.

برای مثال، دوربین زیر نقطه ای روشن را در مرکز تصویر نشان می دهد که جزئیات سوژه را مبهم کرده است. در نقطه ی مقابل، لبه ی میدان دید بسیار تاریک و کم نور است و نویز مرئی نیز افزایش یافته است؛ بنابراین، دیدن ویژگی های چهره ی سوژه غیر ممکن شده است.

IR هوشمند در مقایسه با IR تطبیقی

بعضی از مدل های دوربین مادون قرمز مداربسته ویژگی هوشمند یا تطبیقی را معرفی کرده اند. در این زمینه هدف آن ها سازگاری بهتر با صحنه و یا کاهش نوردهی بیش از حد است. با هدف شفاف سازی در این نوشته، این ویژگی ها را تعریف می کنیم.

مادون قرمز هوشمند

مادون قرمز هوشمند ( به مانند نمونه مادون قرمز هوشمند دوربین های ویوتک) به صورت خودکار توان IR را با توجه به اشیای موجود در صحنه تنظیم می کند. برای جلوگیری از نوردهی بیش از حد به اشیاء نزدیک IR را کم نور می کند و برای اشیاء دور دست IR را مجددا به توان کامل باز می گرداند. ویدئوی ارائه شده تأثیرات این ویژگی را بر روی تصویر به نمایش می گذارد، که در آن صحنه تاریک تر می شود تا نور سوژه را در محوطه ی نزدیک جبران کند.

مادون قرمز تطبیقی

دوربین مادون قرمز مداربسته توان LED اینفرارد را تنظیم می کند و یا از چندین مجموعه LED برای تنظیم زاویه ی نورپردازی استفاده می کند تا آن را با میدان دید دوربین سازگار کند و امکان پوشش دهی متوازن تر کل صحنه را فراهم آورد. این نوع IR در دوربین های ثابت و  PTZها متداول است.

واژه شناسی تولید کننده

باز هم همانند سایر مشخصات دوربین مادون قرمز مداربسته هیچ استانداردی برای معنی این عبارات وجود ندارد و کاربران ممکن است با تغییر واژگان توسط تولید کننده دچار سر در گمی شوند. برای مثال، ویوتک مدل های دارای IR خود را چنین توصیف می کند: با فناوری منحصر به فرد IR تطبیقی، این دوربین نوری عریض و باریک را ارائه می دهد و امکان نورپردازی یکنواخت را در تاریکی کامل فراهم می کند تا کیفیت تصویر را بدون توجه به شرایط صحنه بهبود بخشد.

این در حالی است که اکسیس ویژگی نور IR مدل های برتر خود را OptimizedIR می نامد. زمانی که میدان دید در زمان نصب دوربین اکسیس با بزرگنمایی از راه دور و OptimizedIR تنظیم شد، زاویه ی نور پردازی به صورت خودکار با سطح بزرگنمایی مطابقت پیدا می کند. زاویه ی نورپردازی حرکات بزرگنمایی دوربین را دنبال می کند تا همیشه مقدار حداکثر نور را در تصویر ارائه دهد. سازگاری دیگری که توسط تکنولوژی OptimizedIR اکسیس انجام می شود مربوط به زمانی است که سوژه از دوربین دور است و کل محیط روشن می شود. زمانی که سوژه به دوربین نزدیک می شود، نوردهی سازگار و منطبق می شود. زمانی که سوژه کنار دوربین است، روشن دیده می شود، اما مقدار نوردهی بیش از اندازه نیست.

با این حال، بیشتر تولید کنندگان، همانند داهوا ، هایکویژن و پاناسونیک به سادگی ویژگی IR یکپارچه ی خود را «هوشمند» می نامند.

IR هوشمند ممکن است هرگز نتواند توان IR را تنظیم کند

آنچه باعث ابهام بیشتر می شود این است که ویژگی های IR هوشمند برخی از تولید کنندگان در واقع توان IR را تنظیم نمی کنند. در عوض، دوربین بهره و یا میزان نوردهی را برای جبران کیفیت سوژه های حاضر در صحنه تنظیم می کند. این امر در مدل اویجیلون H4 نشان داده شده است. LED های دوربین کم نور نمی شود، اما رابط وب آن نشان می دهد که بهره با ورود سوژه به صحنه کاهش می یابد.

در آزمایش ها، دوربین هایی که توان IR را تنظیم می کنند، نسبت به دوربین هایی که چنین امکانی ندارند، مزیت خاصی نشان نداده اند. تنظیم بهره و نوردهی در بیشتر مواقع به اندازه ی تنظیم IR مؤثر است. توجه داشته باشید که در حالت فعال بودن IR هوشمند، زمان بیشتری طول می کشد تا تصویر دوربین مجددا با روشنایی کامل تنظیم شود، که در ادامه بیشتر درباره اش بحث می کنیم.

تعیین دقیق این که یک دوربین از چه روشی استفاده می کند سخت است و معمولا به اندازه گیری توان IR نیاز دارد، زیرا بیشتر تولید کنندگان نحوه ی عملکرد IR هوشمندشان را فاش نمی کنند. همچنین، توجه داشته باشید که این ویژگی ها به طور معمول باید در داخل دوربین تعبیه شوند و با نورپردازهای خارجی IR سازگار نیستند. چرا که پردازش مورد نیاز برای تشخیص سوژه و تنظیم شدت IR در داخل دوربین انجام می شود.

مراقب تأخیرهای نوردهی باشید

در برخی از دوربین مادون قرمز مداربسته ، بازگشت تصویر به شرایط روشنایی کامل پس از تنظیم توان IR و یا بهره و نوردهی به زمان بیشتری نیاز دارد، اگر چه این وضعیت رایج نیست. در صورتی که سوژه ها از پشت یک شیء بزرگتر، که در پیش زمینه ی تصویر حرکت می کند، عبور کنند، این امر ممکن است باعث دیده نشدن آن ها شود. هیچ ارتباط مستقیمی بین این مسئله و تنظیم توان IR یا کمبود آن وجود ندارد. این امر در بیشتر مدل های آزمایش شده، هم با IR یکپارچه و هم بدون آن رخ داده است.

IR خیزش های پهنای باند را کاهش می دهد

به طور کلی، دوربین مادون قرمز مداربسته یکپارچه، در مقایسه با مدل های بدون  IR، در هنگام شب باعث کاهش پهنای باند دوربین مداربسته و خیزش های پهنای باند کمتر می شوند. زیرا IR اضافه شده باعث کاهش نویز ناشی از افزایش بهره می شود. به هر صورت، معرفی کدک های هوشمند باعث شده است ذکر یک مقدار میانگین مشخص برای این کاهش ها دشوار باشد. زیرا ممکن است بعضی از دوربین های بدون IR و دارای کدک هوشمند صحنه های کم نور را بهتر از مدل های غیر هوشمند یکپارچه با IR فشرده سازند.

چون کدک های هوشمند فشردگی و بازدهی I فریم (iFrame) را بر اساس آن چه در صحنه است، تنظیم می کنند، محیط های تاریک ممکن است تا حد زیادی فشرده سازی شوند، پهنای باند کاهش یابد، و زمانی که هیچ حرکتی در صحنه رخ نمی دهد، بازه ی I فریم (iFrame) افزایش پیدا کند. علاوه بر این، در برخی از موارد، مدل های یکپارچه با IR، در نور کم نسبت به نور کامل، حتی بیت ریت کمتری تولید کرده اند. زیرا جزئیاتی مانند حرکت برگ درختان کمتر قابل رویت هستند و فشرده سازی آن ها ساده تر است. همچنین، توجه داشته باشید دو عامل اصلی زیر بر تأثیر IR روی پهنای باند اثر می گذارند:

• روشنایی IR باید کل صحنه را پوشش دهد. اگر نواحی مشخصی از تصویر هنوز تاریک باشند، احتمالا دوربین کنترل بهره را برای روشن کردن این نواحی فعال می سازد و باز هم به پهنای باند بالاتری نیاز خواهد داشت.
• برای راحتی در کاهش مصرف پهنای باند در نور کم، از یک درپوش MBR / VBR به VBR استفاده کنید. بیت ریت های کمتر تأثیر محدودی بر روی کیفیت بصری خواهند داشت، چرا که خیزش پهنای باند برای کدگذاری نویز هیچ گونه جزئیات معنی داری را اضافه نمی کند.

مزایا و معایب دوربین مادون قرمز مداربسته یکپارچه با IR

مدل های دوربین مادون قرمز مداربسته یکپارچه با  IRدر مقایسه با IR خارجی مزایای متعدد هستند. این امر عامل محرک استفاده از آن ها بوده است. در زیر به شرح این موارد می پردازیم.

مزایا

هزینه ی کمتر

بسیاری از دوربین های مداربسته ارزان قیمت یکپارچه با IR هستند و این امر باعث شده این دوربین ها نسبت به دوربین های بدون IR و نیازمند نورپردازی خارجی، ارزان قیمت تر باشند.

نصب ساده تر

به دلیل اینکه IR در درون دوربین تعبیه شده است، برای نصب نیاز به تجهیزات اضافی نیست.

سهولت بیشتر در برق رسانی

دوربین مادون قرمز مداربسته یکپارچه با IR بیشتر مواقع از طریق استاندارد برق روی اترنت ۸۰۲٫۳af یا در برخی از نمونه ها استاندارد ۸۰۲٫۳at برق رسانی می شوند. نورپردازهای خارجی معمولا به ولتاژ کم مجزا، PoE، یا حتی برق شهری نیاز دارند.

ویژگی های پیشرفته

دوربین های با کیفیت بالا امکاناتی مانند IR هوشمند یا تطبیقی و تنظیم خودکار پهنای باند را ارائه می دهند، که معمولا در نورپردازی های خارجی IR افزونه امکان پذیر نیست.

معایب

با وجودمزایای اشاره شده ، دو ایراد اصلی در این زمینه وجود دارد که به آنها اشاره می کنیم.

برد کوتاه تر

با این که دوربین های یکپارچه با IR، با بردهای بلندتر متداول تر شده اند، و حتی بعضی از آنها به برد ۶۰۰ فوت یا بیشتر رسیده اند، برای نور پردازی در برد بسیار طولانی (بیش از ۱۰۰۰ فوت) به نورپردازهای مستقل نیاز است.

مسائل مربوط به حشرات

دوربین مادون قرمز مداربسته یکپارچه با IR ممکن است باعث جذب حشرات یا عنکبوت ها شوند. که نزدیک به لنزهای دوربین یا روی آن ها لانه سازی و میدان دید را تار می کنند. اگر چنین مشکلی وجود داشته باشد، باید از یک منبع نور مستقل استفاده کرد.

به دلیل رشد سریع بخش دوربین های یکپارچه با IR و ویژگی های پیشرفته ی آن ها، توجیه استفاده از منابع نوری IR مستقل دشوارتر شده است. مشخص ترین دلیل استفاده از منابع نوری مستقل فاصله های خیلی طولانی و IR نامرئی است، یعنی ویژگی هایی که در دوربین های یکپارچه با IR متداول نیستند. گرچه انتظار داریم این ویژگی ها نیز بهبود یابند.

نورپردازهای دارای نور سفید و مرئی چگونه هستند؟

هر چند که افزودن نور مرئی به صحنه باعث بهبود تصاویر در شرایط کم نور می شود، اما IR عموما به چند دلیل مورد توجه است

• قابلیت تشخیص کمتر: هر چند که نور سفید موجب ایجاد اثر نورافکن در محیط تحت پوشش می شود، IR به ندرت محسوس است (۸۵۰ نانومتر) و یا اصلا با چشم انسان قابل مشاهده نیست (۹۴۰ نانومتر). این بدان معنا است که مکان نصب دوربین در شب کمتر مشخص است و برای مهاجمین سخت می شود که بتوانند آن را تشخیص یا با آن مقابله کنند.
• آلودگی نوری کمتر: علاوه بر این، دوربین مادون قرمز مداربسته در ایجاد آلودگی نوری مشابه نور سفید نقشی ندارد. بسیاری از شهرداری ها قوانینی را برای این که نورهای بیرونی چقدر توان داشته باشند و راستا با نحوه ی پوشش آنها چگونه باشد وضع می کنند.
• زیبایی بهتر: در نهایت، معماران و طراحان نورپردازی ممکن است ترجیحشان استفاده از مادون قرمز باشد. زیرا بهتر قادرند طراحی نورپردازی را کنترل کنند. به این دلایل، نور سفید به جز در موارد خاص، خیلی کم مورد استفاده قرار می گیرد.

برای اطلاعات بیشتر در مورد دوربین دید در شب مادون قرمز می توانید به مباحث مطرح شده توسط نمایندگی ویوتک مراجعه نمایید.[/vc_column_text][/vc_column][vc_column width=”1/6″][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column width=”1/6″][/vc_column][vc_column width=”2/3″][cws_sc_vc_blog title=”مطالب مرتبط” post_tax=”post_tag” post__terms=”” post_post_tag_terms=”%d8%aa%d9%86%d8%b8%db%8c%d9%85%d8%a7%d8%aa-%d8%af%d9%88%d8%b1%d8%a8%db%8c%d9%86-%d9%85%d8%af%d8%a7%d8%b1%d8%a8%d8%b3%d8%aa%d9%87″ layout=”small” links_enable=”1″ items_pp=”5″][/vc_column][vc_column width=”1/6″][/vc_column][/vc_row]