تنظیمات دوربین مداربسته – شرکت نت ‌پرداز آذر

حفظ امنیت شبکه نظارت تصویری : باید ها و نباید ها

فوریه 15, 2021

توسط نت پرداز آذر مقالات

[vc_row][vc_column width=”1/6″][/vc_column][vc_column width=”2/3″][vc_column_text]

حفظ امنیت شبکه نظارت تصویری : باید ها و نباید ها

حفظ امنیت شبکه نظارت تصویری می تواند یک کار پر مشقت باشد. اما روش های متعددی وجود دارد که می تواند تا حد زیادی ریسک ها را کاهش دهد. به ویژه هنگامی که از این روش ها در ترکیب با یکدیگر استفاده شوند. در نوشته ی ” حفظ امنیت شبکه نظارت تصویری : باید ها و نباید ها ” به بررسی چندین تکنیک امنیتی -هم از نظر فیزیکی و هم منطقی- می پردازیم. این تکنیک ها برای حفظ امنیت شبکه های نظارت تصویری مورد استفاده قرار می گیرند و عبارتند از:

دستورالعمل های امن سازی شبکه؛
گذرواژه ها؛
یکپارچه سازی LDAP و Active Directory؛
شبکه های مجازی یا VLANها؛
تأیید هویت ۱X؛
غیرفعال سازی پورت های سوئیچ؛
غیرفعال سازی پورت های شبکه؛
غیرفعال سازی خدمات استفاده نشده؛
فیلتر کردن آدرسMAC ؛
پلاگ های قفل کننده؛
کنترل دسترسی فیزیکی؛
مدیریت امنیت شبکه برای سیستم های نظارت تصویری؛

بحران حفظ امنیت شبکه

امروزه حفظ امنیت شبکه بیش از پیش به یک مسئله ی حیاتی تبدیل شده است. زیرا آسیب پذیری های منتشر شده، هک ها و بات نت ها (Botnet) در حال افزایش هستند. تنها در عرض ۱ تا ۲ سال گذشته، آسیب پذیری های مهم و تأثیرات آن ها در محصولات چندین تولید کننده گزارش شده است. از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:

حمله ی بهره برداری از Backdoor هایک ویژن

یک Backdoor هارد کد شده است که به مهاجمان اجازه می دهد کنترل کامل دوربین های IP هایک ویژن (Hikvision) را در اختیار بگیرند.

آسیب پذیری هارد کد شده ی گواهی نامه های داهوا

لایسنس های هارد کد شده در سخت افزارهای دوربین های مداربسته و NVRها ی داهوا (Dahua) یافته شدند که امکان آپلود نرم افزارهای شرورانه را فراهم می آوردند.

آسیب پذیری امنیتی بحرانی اکسیس

آسیب پذیری امنیتی بحرانی اکسیس به مهاجمان اجازه می دهد که از راه دور یک اتصال پروتکل Telnet را راه اندازی کنند. با این کار، مهاجم می تواند دستگاه را کنترل، راه اندازی مجدد، روشن و خاموش و غیره نماید.

حمله ی سایبری بزرگ از طریق دوربین های هک شده ی داهوا

به عنوان بخشی از بات نت Mirai، دوربین های هک شده ی داهوا و سایر تولید کنندگان، سایت های اینترنتی بزرگ و حتی کل یک کشور را هک کردند.

در سال های گذشته، حوادث اندک و با فاصله ی زیاد از هم رخ می دادند و هایک ویژن مهم ترین هدف این حملات بود. با توجه به شدت این حوادث و افزایش تناوب آن ها، بسیار ضروری است که کاربران حداقل از اصول امنیت سایبری برای سیستم های نظارت تصویری و نحوه ی محافظت در برابر حملات ساده آگاه باشند.

دستورالعمل های حفظ امنیت شبکه

در کل صنعت فناوری اطلاعات، دستورالعمل های امن سازی و حفظ امنیت شبکه رایج هستند. این دستورالعمل ها توصیه هایی را برای ایجاد امن سازی هر چه بیشتر شبکه ارائه می دهند. بیشتر این توصیه ها یا بخش اعظمی از آن ها درباره ی شبکه های نظارت تصویری نیز کاربرد دارند. با این حال، ممکن است برخی از توصیه ها بالاتر و خارج از حیطه ی توانایی های شرکت های تجمیع گر دوربین مداربسته یا آنچه برای یک سیستم عملی است باشند. گفتنی است که عموما طرح های احراز هویت مجتمع: نظیر ۸۰۲٫۱X یکپارچه سازی LDAP، پایش SNMP با توجه به محدودیت های زمانی، بودجه ای و نیز ریسک محدود، ارزش پیاده سازی در بسیاری از سیستم ها را ندارند.

دستورالعمل های امن سازی مختص نظارت تصویری نادر هستند

برخلاف حوزه ی فناوری اطلاعات، دستورالعمل های امن سازی و حفظ امنیت شبکه ویژه ی نظارت تصویری بسیار نادر هستند و فقط تعداد انگشت شماری از چنین دستورالعمل هایی از سوی تولید کنندگان در دسترس قرار دارند. از جمله ی این دستورالعمل ها می توان به موارد زیر اشاره کرد.

توصیه های دقیق در باره ی هر یک از این دستور العمل ها متفاوت هستند. اما بیشتر آن ها، با توجه به اهمیت نصب و راه اندازی، به دو سطح پایه ای و پیشرفته تقسیم می شوند. برای مثال دستورالعمل اکسیس برای نسخه ی نمایشی تا شبکه های سازمانی بسیار امن متفاوت است. و شامل بهترین شیوه های اساسی، نظیر گذرواژه های قوی، به روزرسانی سخت افزار و غیر فعال سازی دسترسی ناشناس، از طریق شیوه های پیچیده تر، نظیر تأیید هویت ۸۰۲٫۱X، نظارت SNMP و سرورهای Syslogمی شود.

در حالی که این دستور العمل ها خاص تولید کننده هستند، دستور العمل های مربوط به دوربین یا VMS را ارائه می کنند. بسیاری از توصیه ها برای تمامی تولید کنندگان مفید هستند و در رده ی بهروش های صنعت فناوری اطلاعات و شیوه های مورد بحث در ادامه قرار می گیرند.

گذر واژه های قوی در حفظ امنیت شبکه

گذرواژه های قوی اساسی ترین تدبیر حفظ امنیت شبکه هستند. اما متأسفانه بسیاری از کاربران آن را نادیده می گیرند. بسیاری از سیستم های نظارت تصویری با استفاده از گذر واژه های پیش فرض بر روی همه ی تجهیزات شامل: دوربین ها، سوئیچ ها، دستگاه های ضبط کننده ها و غیره در محل نصب می شوند. اگر چه این عمل ممکن است کار متخصصان را برای دسترسی به دوربین ها آسان تر کند، اما هر کسی نیز می تواند به سادگی وارد بخش کنترل دوربین ها شود.

حداقل کاری که باید انجام شود این است که گذر واژه های پیش فرض تمامی دستگاه های شبکه ی نظارت تصویری، شامل دوربین ها، کلاینت ها و سرورها، باید از حالت پیش فرض تغییر کنند و جای خود را به گذر واژه های قوی بدهند. این گذرواژه ها باید در محلی امن ثبت شوند. این کار از دسترسی به شبکه با استفاده از حدس زدن گذر واژه های ساده ممانعت به عمل می آورد. بدین ترتیب نفوذ به سیستم ها به مهاجمی ماهرتر و روش های پیچیده تر نیاز خواهد داشت.

برخی از تولید کنندگان در اولین اتصال از کاربر می خواهند گذرواژه ی پیش فرض را تغییر دهند. در واقع، پروفایل Q استاندارد ONVIF تغییر گذرواژه ی پیش فرض را الزامی خواهد کرد، اما نحوه ی پیاده سازی آن مشخص نیست.

یکپارچه سازی LDAP و AD

با استفاده از یکپارچه سازی دایرکتوری LDAP و AD (Active Directory)، مجوزهای VMS به کاربران شبکه تخصیص داده می شوند. این مجوز ها تحت مدیریت یک سرور مرکزی هستند. این عمل Single Sign-on نیز نامیده می شود. از آنجایی که این حساب های کاربری در بیشتر مواقع قوانین گذرواژه ی قوی و انقضا را پیاده سازی می کنند، این یکپارچه سازی می تواند امنیت حسابهای محلی VMS را که فاقد این محدودیت ها هستند، بهبود ببخشد. این مسئله سر بار های مدیریتی را نیز کاهش می دهد. زیرا حساب های شخصی ایجاد و نگهداری نمی شوند.

معمولا استفاده از LDAP محدود به سیستم های بزرگتر و سازمانی است. زیرا در بسیاری از نصب های کوچک سرور LDAP پیاده سازی نمی شود. برخی از سیستم های کوچک یا متوسط، که در مؤسسات بزرگتر، به ویژه مراکز آموزشی و شرکت های بزرگ، نصب شده اند، ممکن است از LDAP استفاده کنند. زیرا این سازمان ها احتمالا از LDAP برای کنترل دسترسی به شبکه بهره می برند.

از نظر تئوری می توان از یکپارچه سازی LDAP و AD برای دوربین های IP استفاده کرد. اما در عمل این اتفاق نمی افتد. Active Directory، به عنوان طرح پیشنهادی مایکروسافت، تقریبأ توسط هیچ دوربین تحت شبکه ای پشتیبانی نمی شود. زیرا سیستم عامل اکثر آن ها معمولا لینوکس است. یک مدل دوربین IP ویندوز ادعا کرد که این کار را انجام داده است، اما نتوانست سهم قابل توجهی از بازار را به دست بیاورد.

فایروال ها و دسترسی از راه دور

بسیاری از سیستم های نظارت تصویری، برای پیشگیری از دسترسی غیر مجاز از راه دور و حفظ امنیت شبکه هرگز به اینترنت متصل نمی شوند. بلکه در یک شبکه ی LAN کاملا مستقل قرار می گیرند. این کار خطر نفوذ را کاهش می دهد. اما ممکن است سرویس کردن را دشوارتر کند. زیرا به روزرسانی های نرم افزاری و سخت افزاری، که معمولا به سادگی دانلود می شوند، در این حالت باید از طریق USB یا سایر وسایل بارگذاری شوند.

سیستم هایی که به اینترنت متصل هستند، معمولا در پشت فایروال قرار می گیرند تا ترافیک ورودی یا خروجی به آدرس های IP و پورت های خاص مجاز محدود شود. سایر ترافیک ها رد می شوند. در صورت پیاده سازی مناسب، این کار می تواند از اکثر حملات جلوگیری کند.

خطرهای دسترسی از راه دور در حفظ امنیت شبکه

برای دستگاه هایی که نیاز به دسترسی از راه دور دارند، VMSها و دوربین های یک یا چند پورت باز باید وجود داشته باشد. با این حال، هر پورت باز در واقع یک فرصت را برای مهاجم فراهم می آورد. این که دقیقا چه تعداد و کدام پورت ها باید باز باشند، با توجه به VMS متفاوت است. کاربران باید به اسناد تولید کننده مراجعه کنند تا بدانند که برای دسترسی از راه دور نگهداری یا مشاهده از راه دور، کدام پورت ها باید باز باشد.

دسترسی نظیر به نظیر (P2P) و ابری (Cloud)

در روشی دیگر حفظ امنیت شبکه، برخی از تولید کنندگان امکان دسترسی از راه دور «تلفن خانه ای» را فراهم می کنند، که یک تونل امن را از طریق اتصال Outbound، بدون نیاز به پورت های باز، فراهم می آورد. بسیاری از دوربین ها و دستگاه های ضبط از ارتباطات شبکه های نظیر به نظیر (P2P) و ابری (Cloud)، نظیر هایک ویژن EZVIZ، Eagle Eye Cloud VMS و Genetec Cloud برای دسترسی از راه دور استفاده می کنند. علاوه بر این، بسیاری از سرویس های راه دور دسکتاپ از فناوری های مشابه، نظیر LogMein، TeamViewer ، SplashTop و غیره استفاده می کنند.

شبکه های مجازی یا VLANها

شبکه های مجازی -که به اختصار VLAN نامیده می شوند- با تقسیم ترافیک بین چند شبکه ی مجازی، حفظ امنیت شبکه را بهبود می بخشند. بنا بر این، هر چند سرویس های دیگر، نظیر تجهیزات نظارت تصویری مبتنی بر IP یا ترافیک LAN شبکه ی عمومی اداری، ممکن است بر روی همان سوئیچ فیزیکی وجود داشته باشند، برای اهداف عملی، شبکه ها برای یکدیگر نامرئی و غیر قابل دسترسی خواهند بود. برای مثال، در تصویر زیر، ممکن است دوربین و NVR بر روی VLAN 1 ممکن است توسط رایانه ای اداری در یک VLAN جداگانه قابل دسترسی نباشند. یا اینکه کاربر NVR بر روی VLAN 1 نمی تواند ترافیک در VLAN رایانه (VLAN 2) را ببیند.

چگوگی عملکرد شبکه های مجازی یا VLANها

VLAN ها در حفظ امنیت شبکه معمولا با استفاده از بر چسب گذاری ۸۰۲٫۱Q راه اندازی می شوند، که به هر فریم حاوی اطلاعات VLAN یک هدر اضافه می کند. این هدر توسط سوئیچ تفسیر می شود و ترافیک فقط به سمت دستگاه های دیگر واقع در همان VLAN فوروارد می شود.

توجه داشته باشید در حالی که ممکن است ترافیک در VLANها قطع نشود، اما محدودیت های پهنای باند هنوز هم وجود دارد. استریم های ویدئویی بزرگ متعدد ممکن است تأثیر منفی بر عملکرد VOIP و برنامه های اداری داشته باشند. در حالی که انتقال فایل های بزرگ ممکن است بر روی شبکه ی نظارت تصویری تأثیر بگذارد. به همین دلیل، VLAN ها اغلب همراه با کیفیت خدمات (Quality of service) استقرار می یابند، که برای مثال ترافیک شبکه و ارسال بسته های ویدئویی پیش از انتقال فایل را اولویت بندی می کند. بنابراین کیفیت ویدئو تحت تأثیر قرار نمی گیرد.

غیر فعال سازی پورت های استفاده نشده ی سوئیچ برای حفظ امنیت شبکه

یکی دیگر از روش های ساده اما معمولا نادیده گرفته شده برای حفظ امنیت شبکه و سوئیچ از دسترسی دستگاه های غیر، مجاز غیر فعال کردن تمام پورت های استفاده نشده است. این کار ریسک افرادی را که سعی دارند با اتصال پچ کورد به سوئیچ یا جک استفاده نشده ی شبکه به زیر شبکه ی امنیتی دسترسی پیدا کند، از بین می برد. گزینه ی غیرفعال کردن پورت های خاص یکی از گزینه های معمول در سوئیچ های مدیریتی کم هزینه و سازمانی است.

این اقدام، هر چند که در کاهش تعداد نقاط دسترسی بالقوه مؤثر است، اما لزوما مانع از دسترسی غیرمجاز به شبکه و حفظ امنیت شبکه نمی شود. زیرا ممکن است شخصی یک دستگاه (دوربین، ایستگاه کاری، چاپگر) را از یک پورت یا جک مجاز جدا کند و به پورت آن دسترسی پیدا کند. مگر این که تمهیدات دیگری نظیر فیلتر کردن MAC یا ۸۰۲٫۱X اندیشیده شده باشند.

غیر فعال کردن پورت های استفاده نشده ی شبکه

همان گونه که در آزمایش دوربین های مداربسته تحت شبکه مشخص شده، بسیاری از دوربین ها در حالی به بازار عرضه می شوند که پورت های غیر ضروری شبکه ی آن ها نظیر: FTP SSH، Telnet و غیره آن ها فعال است. این پورت ها اهداف مورد علاقه ی هکرها هستند. یک اسکن سریع ۳۰ ثانیه ای از یک دوربین IP محبوب چندین پورت باز، غیر از پورت های مورد انتظار برای دسترسی به وب و استریم ویدئویی را نشان می دهد.

این پورت ها باید هر جا امکان داشته باشد غیرفعال شوند تا حفظ امنیت شبکه تامین و از حملات احتمالی جلوگیری به عمل آید.

غیرفعال کردن سرویس های استفاده نشده برای حفظ امنیت شبکه

سرویس های غیر ضروری برای مشاهده ی ایستگاه های کاری و سرورها باید خاموش شوند تا حفظ امنیت شبکه تامین شود. این سرویس ها ممکن است شامل برنامه های به روز رسانی مخصوص سازنده، سرویس های به روز رسانی مختلف مایکروسافت، وب سرویس ها و غیره باشند. این سرویس های غیر ضروری ممکن است به عنوان یک در پشتی برای هکرها یا ویروس ها عمل کنند، پردازنده و حافظه ی بیشتری مصرف کنند و زمان راه اندازی سیستم را افزایش دهند. این سرویس ها باید غیر فعال شوند یا به گونه ای برنامه ریزی شوند که شروع به کار آن ها به صورت دستی باشد، چنان که در تصویر زیر درباره ی ویندوز دیده می شود.

به روزرسانی های سیستم عامل و سخت افزار

به روز رسانی سیستم عامل و سخت افزار به موضوع بحث برخی کاربران تبدیل شده است. برای مثال، برخی از آن ها معتقدند که هر به روز رسانی موجود ویندوز را باید نصب کرد. در حالی که عده ای دیگر اصرار دارند که این به روز رسانی ها ممکن است برای نرم افزار VMS یا یکپارچه سازهای دوربین مشکل ساز شود. با این حال، این به روزرسانی ها (به ویژه به روزرسانی های ویندوز) اغلب حاوی وصله هایی (پچ هایی) برای آسیب پذیری های امنیتی جدیده کشف شده، مانند Heartbled SSL، هستند، که میلیون ها رایانه را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار می دهند. پچ های این آسیب پذیری های مهم باید نصب شوند تا حفظ امنیت شبکه تامین شود.

نصب سایر به روزرسانی های معمول تر اختیاری است. کاربرانی که به طور ویژه نگران مسائل سازگاری هستند باید با نمایندگی دوربین مداربسته، دستگاه ضبط و VMS خود تماس بگیرند تا توصیه های آن ها را در خصوص به کار گیری یا عدم به کار گیری به روزرسانی ها بدانند.

فیلتر کردن آدرس MAC

فیلتر کردن آدرس MAC این قابلیت را فراهم می سازد که فقط یک لیست خاص از دستگاه ها بتوانند به سوئیچ متصل شوند. با این قابلیت، سایر دستگاه های وصل شده به سوئیچ نادیده گرفته می شوند. حتی اگر آن پورت قبلا توسط یک دستگاه معتبر استفاده شده باشد. فیلتر کردن MAC تنها با استفاده از سوئیچ های مدیریتی امکان پذیر است. در شبکه های نظارت تصویری، مدیریت فیلتر کردن آدرس MAC معمولا به سادگی انجام می شود. زمانی که تمامی دوربین ها، کلاینت ها و سرورها متصل می شوند، این قابلیت فعال می شود و آدرس های MAC دستگاه های متصل شده به لیست مجاز (لیست سفید) اضافه می شوند.

در این حالت، خدمات تعمیر و نگهداری اضافی چندانی مورد نیاز نیست، زیرا دستگاه های موجود در شبکه ی نظارت تصویری به ندرت تغییر می کنند. در شبکه های دیگری که در بیشتر مواقع دستگاه هایی به آنها اضافه یا از آنها حذف می شوند، اداره کردن این فیلترینگ برای ادمین های شبکه پر زحمت تر و دشوارتر خواهد بود. در تصویر زیر می توانید گزینه های فیلتر کردن MAC را در یک رابط سوئیچ مدیریتی معمولی مشاهده کنید.

۸۰۲٫۱X

۸۰۲٫۱X دستگاه هایی را که می خواهند به شبکه متصل شوند مکلف می کند تا اعتبارنامه های متناسب را داشته باشند تا مجاز به دسترسی به شبکه شوند. بدین ترتیب بخشی از حفظ امنیت شبکه مسر می شود. این کار دسترسی دستگاه های تصادفی یا مهاجمان را به شبکه مسدود می سازد. با استفاده از ۸۰۲٫۱X ، یک درخواست کننده تلاش می کند تا از طریق یک سوئیچ یا WAP به شبکه متصل شود. سپس، تصدیق گر اعتبارنامه های درخواست کننده را با یک سرور، که سرور احراز هویت نامیده می شود، بررسی می کند. این کار معمولا با استفاده از پروتکلی به نام RADIUS انجام می شود و بر این اساس امکان دسترسی اعطا یا سلب می شود.

در حالی که ۸۰۲٫۱X امنیت بالایی را برای سیستم فراهم می آورد، راه اندازی یک شبکه برای پشتیبانی از این قابلیت می تواند بسیار پرزحمت و گرفتار کننده باشد. برای چنین شبکه ای، نه تنها دستگاه های متصل شده نظیر دوربین ها، WAPها و غیره باید از قابلیت یکپارچه سازی ۸۰۲٫۱X پشتیبانی کنند، بلکه تمامی سوئیچ ها نیز باید این پشتیبانی را به عمل آورند. هر یک از این دستگاه ها باید به صورت جداگانه برای ۸۰۲٫۱X پیکربندی شوند، که زمان این پیکربندی به زمان نصب افزوده می شود. با توجه به این عوامل، که باعث افزایش هزینه و سربارهای مدیریتی می شوند، ۸۰۲٫۱X حتی در پیچیده ترین شبکه های نظارت تصویری سازمانی، به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند.

پلاگهای قفل کننده

لایه ی دیگری از حفظ امنیت شبکه، که به صورت فیزیکی از اتصال دستگاه های غیر مجاز یا دستکاری در کابل کشی شبکه جلوگیری می کند، پورت پلاگ ها و قفل های کابل هستند. این دستگاه ها به صورت مکانیکی کابل را به سوئیچ، پچ پنل یا جک دیواری قفل می کنند یا پورت های استفاده نشده ی سوئیچ را پر می کنند و تنها با یک ابزار اختصاصی می توان آنها را برداشت.

گر چه این نوع قفل ها در متوقف کردن دستکاری های غیرمجاز معمول کارایی دارند، اما شکست ناپذیر یا غیر قابل تخریب نیستند. یک نفوذگر با مهارت می تواند آن ها را با زور خارج کند یا با صرف وقت کافی آن ها را شل کند. به همین دلیل، این قفل های پورت نباید تنها عنصر امنیتی باشند و باید فقط به عنوان بخشی از یک برنامه ی امنیتی خوب شبکه در نظر گرفته شوند.

قفل های در و دسترسی فیزیکی

در نهایت، روش های حفظ امنیت شبکه و کنترل دسترسی به مناطق آسیب پذیرتر اتاق ها، کمدها یا رک هایی که معمولا سرورها و سوئیچ های نظارت تصویری در آنها نصب می شوند، را الزامی می سازند. با کاهش دسترسی بالقوه به این مناطق، می توان از بسیاری از ریسک های تهدیدات مشخص یا حتی آسیب های سهوی جلوگیری کرد. اگر نتوان درها را ایمن کرد، باید بتوان قفسه ی رک ها یا محفظه ی سوئیچ ها را ایمن سازی نمود. بسیاری از کابینت های مدرن IT دارای تجهیزات امنیتی به عنوان گزینه های استاندارد هستند. در نتیجه، امروزه بسیاری از اماکن از تجهیزات کنترل دسترسی حال، حتی کلیدهای مکانیکی معمولی و قفل ها نیز می توانند تا حد زیادی از مناطق حساس محافظت کنند.

مدیریت امنیت شبکه برای سیستم های نظارت تصویری

اگر چه تمامی مراحل گفته شده می توانند به تنهایی حفظ امنیت شبکه را بهبود دهند، اما زمانی که به عنوان بخشی از یک خط مشی امنیتی مکتوب (و اجرایی) قرار می گیرند، کارایی بیشتری خواهند داشت. در نظارت تصویری، تعیین این خط مشی امنیتی بر عهده ی نصاب است. اما معمولا از سوی یکی از دو منبع زیر مشخص می شود:

کاربر نهایی: هنگامی که شبکه ی نظارت تصویری بخشی از شبکه ی LAN بزرگتر شرکتی یا سازمانی است، کاربران نهایی به احتمال فراوان کنترل خط مشی امنیتی را برای تمامی دستگاه های شبکه در دست خواهند داشت و ممکن است این الزامات را برای شرکت های تجمیع گر (برای تقویت یا تضعیف امنیت) وضع کنند.
شرکت تجمیع گر: اگر کاربر نهایی خط مشی امنیتی نداشته باشد، شرکت تجمیع گر نصب کننده ممکن است یک خط مشی امنیتی را به عنوان بخشی از مستندات خود ایجاد کند و پیروی از آن را، برای اجرایی شدن ضمانت نامه و محدود کردن مسئولیت خود در صورت نقض آن، الزامی سازد.

[/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%b4%d8%a8%da%a9%d9%87″ layout=”1″ links_enable=”1″][/vc_column][vc_column width=”1/6″][/vc_column][/vc_row]

ONVIF در نظارت تصویری : چیستی، کارکردها و محدودیت ها

فوریه 14, 2021

توسط نت پرداز آذر مقالات

[vc_row][vc_column width=”1/6″][/vc_column][vc_column width=”2/3″][vc_column_text]

ONVIF در نظارت تصویری : چیستی، کارکردها و محدودیت ها

ONVIF در نظارت تصویری به عنوان یک رابط برای اتصال دوربین های IP و سیستم های VMS شناخته شده است. اما سوال های دیگری نیز در رابطه با آن وجود. از جمله این سوال ها می توان به موارد زیر اشاره نمود.

آیا ONVIF یک استاندارد است؟
چرا از ONVIF باید استفاده کرد؟
ONVIF چه کاری انجام می دهد؟
ONVIF از چه مواردی تشکیل شده است؟
چه نهادی از ONVIF پشتیبانی می کند؟
معنی ONVIF چیست؟
انواع ONVIF کدام ها هستند؟
مقایسه ی T ,G ,S ,Q.
ONVIF چقدر خوب کار می کنند؟
آیا ONVIF با ۲۶۵ کار می کند؟
در مورد ویژگی های پیشرفته چطور؟

در نوشته ی ” ONVIF در نظارت تصویری : چیستی، کارکردها و محدودیت ها” به تمام این پرسش ها پاسخ می دهیم. همچنین در این نوشته به کلیه مباحث در رابطه با کلیده واژه هایی زیر نیز پرداخته شده است.

Onvif چیست؟
منظور از onvif چیست؟
دوربین های onvif؟
نرم افزار دوربین مداربستهonvif؟
استاندارد onvif چیست؟
نرم افزار onvi؟

توجه داشته باشید که اگر با APIها آشنا نیستید، ابتدا باید باید نوشته ی “واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) و SDK در دوربین های مداربسته” مطالعه کنید. زیرا درک قابلیت های ONVIF به آگاهی از این که APIها چگونه کار می کنند، بستگی دارد.

ONVIF در نظارت تصویری به عنوان یک استاندارد

ONVIF در نظارت تصویری در واقع یک سازمان تجاری است که در سال ۲۰۰۸ و توسط اکسیس (Axis) ، بوش (BOSCH) و سونی در سال ۲۰۰۸ با بیش از ۵۰۰ عضو ایجاد شده است و ویژگی های API را برای یکپارچه سازی محصولات امنیتی توسعه داده است. این ویژگی ها توسط صدها تولید کننده و بیش از ۵۰۰۰ دستگاه نظارت تصویری مورد استفاده قرار می گیرند. ONVIF (Open Network Video Interface Forum) با توجه به حمایت گسترده ای که از آن شده است، به عنوان یک عامل واقعی عمل می کند و در عمل آن را باید «استاندارد» دانست. ONVIF و PSIA در سال ۲۰۱۳ به عنوان بخشی از یک استاندارد اروپایی در نظر گرفته شده اند. هر چند که تأثیر این امر مشخص نیست. در این جا جزئیات فنی ONVIF بر اساس یک مصاحبه که IPVM با آنها انجام داده است، ذکر می شود.

مقایسه ی ONVIF و PSIA

در سال ۲۰۰۸ دو سازمان تجاری (ONVIF و PSIA) با یک هدف مشابه، یعنی تدوین استانداردهای «قابلیت عملکرد متقابل» در حوزه ی امنیت فیزیکی کار خود را شروع کردند. در حالی که ابتدا PSIA (Physical Security Interoperability Alliance) به بازار عرضه شد، اما ONVIF از حمایت منسجم تری در میان تولید کنندگان پیشروی دوربین های IP (به ویژه اکسیس) برخوردار شد. و آن ها را در تولید محصولاتی که از مشخصات آن استانداردها پشتیبانی می کنند به پیشروی غیر قابل تحملی رهنمون شد. اگر چه PSIA همچنان حضوری مداوم داشته و بر روی توسعه ی استانداردهای دسترسی و نفوذ متمرکز شده است، اما ONVIF در نظارت تصویری برنده ی طولانی مدت در زمینه ی قابلیت همکاری VMS و دوربین IP بوده است.

چرا ONVIF ؟

انجام یکپارچه سازی های سفارشی بین دوربین های IP و سیستم های VMS زمان بر و پر هزینه است. بدتر از آن این که در بازار متفرقی نظیر بازار سیستم های نظارت تصویری، که در آن صدها محصول پیشنهادی از سوی تولید کنندگان در حال استفاده است، این وضعیت بر انبوه یکپارچه سازی ها تأثیرگذار است. حتی برای شرکت های بزرگ نیز بسیار سخت است که بتوانند در چنین محیطی به کار خود ادامه دهند. مشکل حاد دیگر این است که فعالیت تولید کنندگان دوربین های جدید به صورت گسترده و به واسطه ی عدم یکپارچگی با VMS های پر کاربرد متوقف شده است. با استفاده از ONVIF در نظارت تصویری هدف این است که هر طرف تنها یک بار محصول خود را بر اساس ONVIF تولید می کند و پس از آن می تواند با هر محصول دیگر سازگار با ONVIF یکپارچه شود.

ONVIF در نظارت تصویری چه کاری انجام می دهد؟

ONVIF در نظارت تصویری به صورت تفصیلی تعیین می کند که فرستنده های ویدئویی شبکه (نظیر دوربین های IP و انکدرها) چگونه می توانند با کلاینت های شبکه های ویدئویی (نظیر نرم افزارهای VMS و NVR) یکپارچه شوند. ONVIF یک API است که جزئیات ده ها روش را در قالب یک هسته و مشخصاً خدمات متعدد ارائه می دهد. قابلیت های عملکردی ONVIF نظیر قابلیت های APIهای اختصاصی تولید کنندگان دوربین هستند، که نحوه ی تأیید هویت کلاینت ها تغییر آدرس هایIP، درخواست ارسال تصویر، پن، تبلت، زوم، ارسال رویدادها و غیره را تعریف می کنند. تفاوت اصلی این است که این مشخصات می توانند توسط بسیاری از تولید کنندگان به کار بروند.

ONVIF و APIهای اختصاصی

دوربین های IP و سیستم های VMS می توانند هم از ONVIF در نظارت تصویری و هم از APIهای اختصاصی خود استفاده کنند. چون ONVIF نسبتا جدید است، بیشتر تولید کنندگان مجبور بوده اند همچنان از APIهای اختصاصی خود استفاده کنند. علاوه بر این، تولید کنندگان می توانند با استفاده از API اختصاصی خود قابلیت های متفاوت یا گسترده تری را ارائه دهند. یک نمونه از این قابلیت های اصلاح اعوجاج تصاویر پانورامایی است، که برای بسیاری از دوربین های چشم ماهی و ۳۶۰ درجه اهمیت زیادی دارد.

قابلیت های عملکرد تفصیلی ONVIF

باید توجه داشت که ONVIF در نظارت تصویری از طیف وسیعی از قابلیت های عملکردی پشتیبانی می کند. نقشه ی مشخصات آن ها خدمات ویژه ای را که ONVIF از آنها پشتیبانی می کند، مانند کنترل دستگاه IO، کنترل PTZ، ضبط، تجزیه و تحلیل ویدئویی و مشخص می کند. در مورد اصلی پشتیبانی از تصویر برداری و مالتی مدیا است، که امکان پیکربندی و تنظیم ده ها ویژگی ویدئو و دوربین را فراهم می کنند.

ONVIF و NTSC/PAL

به طور خلاصه می توان گفت که ONVIF در ویدئوی IP معادل NTSC/PAL است. هر چند که ONVIF قابلیت های بسیار پیشرفته تری را با پیچیدگی بسیار بیشتر ارائه می دهد NTSC/PAL هر دو یک سویه هستند و یک استریم ویدئویی یکنواخت را تعریف می کنند. این امر، همراه با قدمت بیش از ۵۰ ساله استفاده از آن را بسیار ساده و قابل اعتماد ساخته است. با این حال، رزولوشن و فریم ریت در آن قفل شده است و هیچ قابلیت کنترلی وجود ندارد. اگر می خواستید از I/O، PTZها، ابزارهای تحلیل ویدئو، تنظیمات دوربین و غیره استفاده یا آن ها را کنترل کنید، این کار را باید به صورت جداگانه انجام می دادید. زیرا چنین امکاناتی در مشخصات آن استانداردها وجود نداشت. ONVIF در نظارت تصویری یک راه حل جایگزین در سطح بالا است. اما با خود مزایا و مشکلات زیادی نیز به همراه دارد.

دستگاه و کلاینت های محصولات پشتیبانی کننده از ONVIF

محصولات پشتیبانی کننده از ONVIF در نظارت تصویری به دو نوع اساسی تقسیم می شوند:

دستگاه ها: بیشتر مواقع یک دوربین IP، محصولی است که به درخواست هایONVIF پاسخ می دهد. گاهی نیز انکدرها، دستگاه های ضبط یا پنل های کنترل دسترسی دستگاه به شمار می آیند.
کلاینت ها: بیشتر مواقع یک دستگاه ضبط کننده یا VMS، محصولی است که درخواست های ONVIF را ایجاد می کند.

رایج ترین سناریو شامل کلاینت هایی نظیرExacq ، Genetec ، Milestone و غیره است که یک درخواست ONVIF را به دوربین های IP، نظیر اکسیس، بوش، Sony و غیره می دهند. گاهی اوقات VMS یا دستگاه ضبط می تواند به عنوان دستگاه عمل کند. یعنی ویدئو را پخش می کند و به درخواست های سیستم های دیگر پاسخ می دهد.

انواع ONVIF

درک تفاوت بین انواع ONVIF در نظارت تصویری بسیار مهم است. مهم ترین مسئله ایجاد تمایز بین نسخه های قدیمی تر و بایگانی شده و نسخه های جدیدتر است. ONVIF تا به حال ۲ بار به صورت عمده انتشار یافته است، که شامل نسخه ی x.1 و x.2 می شود. هر محصولی که سازگار با نسخه ی x.1 بوده در حال حاضر بایگانی شده است. در آزمایش ها مشخص شد که محصولات بایگانی شده احتمالا دارای مشکلات یکپارچه سازی بسیار بیشتری هستند. در واقع از انتهای سال ۲۰۱۵، ONVIF حتی نمایش محصولات بایگانی شده را متوقف کرد.

پروفایل های ONVIF

در حال حاضر ONVIF در نظارت تصویری از یک سری پروفایل استفاده می کند، که امکان سازگار کردن محصولات را به منظور پشتیبانی از چند پروفایل فراهم می کند. پروفایل های اصلی، به ترتیب، عبارتند از:

پروفایل S : قدیمی ترین پروفایل با گسترده ترین پشتیبانی است، که ویژگی هایی مانند استریمینگ ویدئویی، مبانی ارسال تصویر ویدئویی از دوربین به VMS یا دستگاه ضبط کننده، را پوشش می دهد. پروفایل S همان چیزی است که همه ی محصولات از آن پشتیبانی می کنند.
پروفایل G : پروفایلی است که پشتیبانی از دسترسی به تصویر ذخیره شده به آن افزوده شده است. برای مثال، این پروفایل می تواند از بازیابی و ارسال تصویر از یک دوربینIP، با ذخیره سازی آنبورد (Onboard) به VMS یا دستگاه ضبط پشتیبانی کند. تا ماه می سال ۲۰۱۶، محصولات بسیار معدودی با آن سازگاری داشتند.
پروفایل Q : پروفایلی جدیدتر است که هدف آن ساده کردن یافتن دوربین ها و بهبود امنیت از طریق حذف گذرواژه های پیش فرض است. در پایان سال ۲۰۱۶، این پروفایل به صورت رسمی تصویب شد، اما تولید کنندگان پشتیبانی کننده از آن کم تعداد هستند.
پروفایل T : جدیدترین پروفایل ONVIF (منتشر شده در سال ۲۰۱۸) است که پشتیبانی از ۲۶۵ به آن افزوده شده است.

پشتیبانی از کدک ها

امروزهONVIF در نظارت تصویری (از طریق پروفایل S ) از کُدک های دوربین های مداربسته چون MPEG، MPEG-4 و H.264 پشتیبانی می کند. این پروفایل از کدک های دیگر نظیر استانداردهای باز H.265 یا JPEG2000 یا کدک های اختصاصی نظیر MxPEG موبوتیکس پشتیبانی نمی کند.

از H.265 پشتیبانی می شود، اما آزمایش ساز گاری انجام نشده است

از نسخه ی ۲.۴ (ژوئن ۲۰۱۶) به این سو، توسعه دهندگان می توانند از H.265 و دیگر کدک هایی که پیش از این توسط سرویس جدید Media2 پشتیبانی نمی شدند پشتیبانی کنند. این مشخصات جدید از IANA Media Types استفاده می کند. استانداردهایی که شامل فرمت های نظارت تصویری مانند H.264، H.265 و MJPEG برای تعریف کدک ها هستند. بنا بر این، در آینده می توان بدون بازنویسی مجدد پروفایل، افزونه های جدید را سازگار کرد.

با این حال، سرویس Media2 تا زمان انتشار پروفایل T در پروفایلی گنجانده نشده بود، که در سه ماهه ی نخست سال ۲۰۱۸ انتشار یافت. هر چند که تولید کنندگان پیش از این تاریخ پشتیبانی از H.265 را اضافه کردند، اما غیر از اتصال دوربین ها و دستگاه های ضبط برای مشاهده ی کار کردن آن ها، هیچ راهی برای آزمایش مناسب وجود نداشت.

خدمات و ویژگی ها

علاوه بر موارد گفته شده، ONVIF در نظارت تصویری خدمات مختلفی را شامل می شود که بسیاری از آن ها اختیاری بوده یا کمتر پشتیبانی می شوند. سه مورد مهم تر از بین این خدمات عبارتند از:

خدمات تجزیه و تحلیل.
خدمات PTZ .
خدمات I/O .

باید به خاطر داشته باشید که یکپارچه سازی های اختصاصی مستقیم در بیشتر مواقع این یکپارچه سازی های کمتر رایج و در عین حال پیشرفته را پوشش می دهند. در سوی مقابل، بسیاری از پیاده سازی های ONVIF این کار را انجام نمی دهند و همین امر می تواند باعث نا امیدی شود.

ادعاهای دروغین در مورد سازگاری با ONVIF

روش صحیح و مشروع برای به دست آوردن سازگاری با ONVIF برای یک تولید کننده این است که از نسخه ی فعلی ابزار آزمایش ONVIF استفاده کند و نتایج قبولی در آزمون ها را به ONVIF ارسال نماید. اگر چه بیشتر تولید کنندگان این روند را طی می کنند، اما در طول زمان ONVIF دچار سهل انگاری در راستای اجباری کردن سازگاری بوده است، که نتیجه ی آن زیاد شدن تعداد ادعاهای جعلی از سوی تولید کنندگان در این ارتباط است. به ویژه درباره ی انتخاب و خرید محصولات بسیار ارزان و بینام، که ادعای سازگاری با ONVIF را دارند، مراقب باشید. با نگاه کردن به فهرست رسمی ONVIF می توانید این ادعاها را به سرعت بررسی کنید.

محصولاتی چون: دوربین مداربسته ویوتک، دوربین مداربسته بوش، دوربین مداربسته مایلسایت از جمله مواردی هستند که در فهرست رسمی ONVIF مشاهده می شوند.

خودتان می توانید سازگاری با ONVIF را آزمایش کنید

آزمایش سازگاری با ONVIF در نظارت تصویری توسط خود تولید کنندگان انجام می شود و از سوی ONVIF یا هر نهاد ثالثی تأیید یا رد نمی شود. هر تولید کننده ای از ابزار آزمایش ONVIF استفاده می کند. این ابزار آزمایش بسیار ابتدایی است و چندان قوی نیست. اگر این آزمون با موفقیت انجام شود، تولید کننده گزارش قبولی در آن را تهیه می کند و ONVIF آن را در فهرست مربوطه ی خود انتشار می دهد.

مبانی کار ONVIF در تولید

این نکته قابل توجه است که ONVIF در طیف وسیعی از محصولات در دسترس است و به طور کلی، دست کم در اصول اولیه، عمل می کند. تقریبا همه ی تولید کنندگان مهم از آن پشتیبانی می کنند و در حال حاضر بیش از ۷۰۰۰ دستگاه از آن پشتیبانی می کند. بر اساس آزمایش IPVM بر روی ۱۴ تولید کننده دوربین و ۵ ضبط کننده برای اتصال و ارسال استریم ویدئویی از دوربین به VMSها، ONVIF در ۹۰ درصد مواقع به درستی عمل می کرد. بزرگترین مشکلات مربوط به محصولات بایگانی شده بود. این مشکلات به ویژه در تشخیص حرکت به چشم می آید، که در آن ها هیچ یکپارچه سازی در قیاس با محصولات پروفایل، که در آن ها میزان عملکرد صحیح بیش از ۵۰ درصد بود، به درستی عمل نمی کرد.

مشکلات ویژگی های پیشرفته

در حالی که ONVIF در اصول اتصال و ارسال استریم ویدئویی از دوربین ها به دستگاه های ضبط قوی عمل می کند، اما در ویژگی های پیشرفته ای نظیر تشخیص حرکت ریسک قابل ملاحظه ی خطا دارد. علاوه بر این، تولید کنندگان VMS به طور معمول باید یک یکپارچه سازی سفارشی برای پشتیبانی از تشخیص حرکت از طریق ONVIF هر تولید کننده ی خاص اضافه کنند. همه ی موارد کنترل PTZ، I/O و تجزیه و تحلیل ویدئو نیز، حتی با پروفایل جدیدتر S از مشکلات یکپارچه سازی مشابه یا بغرنج تر رنج می برند.

مراقب مشکلات VMD باشید

رایج ترین مشکل دنیای واقعی این است که استریم ویدئویی ONVIF در نظارت تصویری خوب است. اما نمی تواند رویدادهای VMD (Video Motion Detection) را از دوربین به ضبط کننده ارسال کند. این مسئله به ویژه به این دلیل مشکل آفرین که بسیاری از VMS ها هنوز VMD را در سمت سرور ارائه نمی دهند، در حالی که ضبط حساس به حرکت هم اکنون رایج است.

توصیه هایی در مورد استفاده

توصیه ی ما این است که اگر ترکیبی از ONVIF در نظارت تصویری و اختصاصی پشتیبانی می شود، از رابطه ای اختصاصی استفاده کنید. زیرا این کار ریسک را کاهش می دهد و بیشتر ویژگی های پیشرفته را نیز فراهم می آورد. با این حال، هنگامی که به دوربین های جدید یا VMSها نگاه می کنیم، پشتیبانی از ONVIF یکی از عوامل مهم برای توسعه ی استفاده از آن است. این نکته بدیهی است که باید ترکیب ترجیح داده شده مورد آزمایش و تأیید قرار گیرد. اما احتمال دارد ONVIF در آسان شدن یکپارچه سازی دستگاه های ناسازگار قبلی به شما کمک کند.

توجه: این مطلب ابتدا در سال ۲۰۱۴ نوشته شده اما در سال ۲۰۱۶ به میزان قابل توجهی بازنویسی شده است تا پیشرفت های ONVIF را انعکاس دهد و نیز جزئیات بیشتری به آن اضافه شود.[/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=”1″ links_enable=”1″][/vc_column][vc_column width=”1/6″][/vc_column][/vc_row]

واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) و SDK در دوربین های مداربسته

فوریه 13, 2021

توسط نت پرداز آذر مقالات

[vc_row][vc_column width=”1/6″][/vc_column][vc_column width=”2/3″][vc_column_text]

واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) و SDK در دوربین های مداربسته

در حالی که واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) (Application Programming Interfaces) برای پلتفرم های باز نقش کلیدی دارند، اما بیشتر اوقات در مباحث امنیت فیزیکی درک درستی از آن ها وجود ندارد و به شکل اغراق آمیز به آن پرداخته می شود. در شرایطی که واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) می توانند مزایای بسیاری به همراه داشته باشند، استفاده از آن ها بسیار پیچیده تر از آن چیزی است که معمولا در تماس های فروش و مجلات گفته می شود.

هدف واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) در امنیت فیزیکی ایجاد امکان همکاری برای سیستم های مختلف است. مثال هایی از این همکاری ها عبارتند از:

یکپارچه سازی دوربین های IP یا ابزارهای تحلیلی با VMS.
یکپارچه سازی DVRو NVR با سیستم کنترل دسترسی.
یکپارچه سازی سیستم هشدار با سیستم نظارت مرکزی.
ساخت یک سیستم PSIM که با تمام سیستم های امنیتی یکپارچه می شود.

بیشتر مواقع نام APIها را در مباحث پیش از فروش می شنوید. جایی که مشتری یا شرکت تجمیع گر از فروشنده می پرسد: “آیا سیستم شما با X کار می کند؟”، که X می تواند هر سیستم امنیتی تولید شده توسط هر تعداد تولید کننده باشد. پاسخ روتین فروشنده به پرسش فوق معمولا چنین است: حتما، ما یک API برای این کار داریم. این یکی از خطرناک ترین و گمراه کننده ترین اظهار نظرها در تمام مبحث امنیت فیزیکی است. به دلیل رواج بسیار، بهتر است بررسی APIها را شروع کنیم.

هیچ چیز مثل واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) نیست

هر چیزی مانند واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) نیست. APIهای متعددی وجود دارند. سیستم های بزرگتر صدها API دارند. به طور کلی، برای هر عملکرد در یک سیستم یک API وجود دارد. اگر بخواهید تصویر زنده تماشا کنید، باید از API ویدئوی زنده استفاده کنید. اگر می خواهید زمان را تغییر دهید، باید از API تغییر زمان استفاده کنید. می خواهید فریم ریت برای ضبط را افزایش دهید؟ پس باید از API فریم ریت ضبط استفاده کنید. به این دلیل می توان گفت که هیچ چیزی مانند هیچ چیز مثل واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) نیست.

همه ی عملکردها یک API ندارند

فرض کنید به یک فهرست از تمام هشدارهای نظارت بر سلامت از طریق یک برنامه ی دیگر نیاز دارید. این برنامه ممکن است یک API داشته باشد. اما API خاصی برای ارسال هشدارهای بهداشتی نداشته باشد. همان طور که می توانید تصور کنید چون بیشتر سیستم های امروزی صدها عملکرد دارند، پس امری عادی است که این عملکرد از طریق یک API واحد قابل دسترسی نباشند. این اتفاق بیشتر در زمان یکپارچه سازی دوربین ها و VMSها رخ می دهد. API یک دوربین ممکن است فاقد عملکردهای معین پیکربندی پیشرفته (نظیر تنظیم سرعت شاتر، کنترل بهره، ABF، روز شب و غیره) باشد. حتی اگر دو دستگاه را یکپارچه کنید، ممکن است با محدودیت های سختی مواجه شوید. اگر می خواهید عملکردی را در سیستم بگنجانید، باید امکان انجام این کار را بررسی کنید. پس توجه داشته باشید که همه ی عملکردها یک واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) ندارند.

داشتن یک API حتما به این معنا نیست که با سیستم شما کار خواهد کرد

فرض کنید می خواهید یک VMS پیشرو را با یک سیستم کنترل دسترسی یکپارچه کنید. هر دوی آن ها ممکن است API داشته باشند. اما هیچ تضمینی وجود ندارد که این دو محصول بتوانند با یکدیگر همکاری کنند. این که هر دو شرکت دارای API باشند یک پیش نیاز برای یکپارچه سازی است. اما هرگز کافی نیست. شرکت ها ممکن است یکپارچه سازی با محصولات رقبا را مسدود یا آن را دشوار کنند. آیا می خواهید سیستم مدیریت ویدئویی XProtect شرکت Milestone را در مرکز امنیتی Genetec یکپارچه کنید؟ آنها هر دو دارای API هستند و از نظر فنی این کار میسر است. اما بسیار بعید است که اجازه ی این کار را به شما بدهند. زیرا آنها دسترسی به APIهای خود را کنترل می کنند.

هزینه های API ها

در حالی که واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) به طور معمول برای سرویس های وب رایگان هستند یا برای هر استفاده هزینه ی کمی دریافت می کنند، اما برخی از تولید کنندگان تجهیزات امنیتی در بیشتر مواقع هزاران دلار صرفا برای صدور مجوز دسترسی مطالبه می کنند. این حالت به ویژه زمانی رخ می دهد که سیستم مورد نظر یک سیستم پیشرفته ی نظارت ویدئویی، کنترل دسترسی یا هشدار دهنده باشد.

مسئله ی بعدی این است که حتی اگر مجوز استفاده از API شرکت دیگری را داشته باشید، باز هم تضمینی وجود ندارد که آن API کار کند. برخلاف سرویس های وب بزرگ، نظیر گوگل یا آمازون، تنها تعداد محدودی از شرکت ها از این APIها استفاده می کنند. بدین معنا که این APIها ممکن است توسعه نیافته باشند یا مشکلات غیر مستندی داشته باشند. این مسئله ما را به نکته ی بعدی سوق می دهد.

انجام یکپارچه سازی زمان می برد

فروشندگان اغلب مدعی می شوند که فقط چند هفته برای یکپارچه سازی کافی است. این سخن گاهی ممکن است درست باشد. اما در بیشتر موارد جزئیات کسب و کار و مسائل فنی می تواند به میزان چشم گیری زمان یکپارچه سازی را طولانی تر کند. در واقع، بر خلاف APIهای سرویس های وب، به ندرت می توانید واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) را از اینترنت دریافت کنید. این کار اغلب نیازمند درخواست رسمی و بررسی از سوی شریک یکپارچه سازی مورد نظر است. علاوه بر این، هنگام یکپارچه سازی سیستم با API یک سیستم امنیتی، نمی توانید به سادگی از گوگل یا StackOverflow برای حل مشکلات استفاده کنید. تنها افرادی که احتمالا می توانند مشکلات فنی را برطرف کنند، در درون تیم تولید کننده ی همان سیستم امنیتی حضور دارند.

به همین ترتیب، مراقب زمان و هزینه ای که برای چنین پروژه هایی متعهد می شوید باشید. این کار نوعی ریسک است که در بیشتر موارد تا زمان بررسی کامل جزئیات فنی در مورد این که “هر فروشنده چگونه APIهای خود را پیاده سازی می کند.” ناشناخته باقی می ماند و غیر قابل شناخت است. به طور کلی، هر چند احتمالا این پروژه ها در نهایت موفق خواهند شد، اما زمان و هزینه ی آن ها ممکن است متفاوت باشد.

تغییرات واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) ممکن است به شکست شما منجر شود

با گذشت زمان، واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) دقیقا همانند محصولات تغییر می کنند. تفاوتی که وجود دارد این است که تغییر APIها می تواند باعث نابودی سیستم شما شود. دلایل تغییر عبارتند از:

حذف باگ ها؛
بهبود کارایی؛
اضافه کردن قابلیت های جدید؛

با این حال، سیستم های دیگر به این APIها وابسته هستند. فرض کنید سیستم شما با نسخه ی ۳.۱ فروشنده ی B کار می کند. اکنون نسخه ی ۳.۲ فروشنده ی B عرضه می شود. اما این نسخه باعث می شود API خراب شود. به عبارت دیگر، نسخه ی جدید با نسخه ی قدیمی سازگار نیست. به این ترتیب، اگر شما فروشنده ی B را به نسخه ی ۳.۲ ارتقاء دهید، ممکن است سیستم تان به شکلی ناگهانی دیگر با فروشنده ی B کار نکند. در نتیجه، مرکز فرماندهی امنیتی شما دیگر تصویر ویدئویی را نشان نمی دهد، دسترسی را امکان پذیر نمی کند، یا سایر موارد و فقط باید به روزرسانی شود.

این مشکل بیشتر مواقع با دوربین ها اتفاق می افتد. هنگامی که یک دوربین را وصل می کنید و کار نمی کند، بیشتر فروشندگان می گویند “به یک سخت افزار جدید نیاز دارید.” حتی اگر این دو تولید کننده برای سال ها با یکدیگر یکپارچه بوده باشند. این اتفاق معمولا به این دلیل رخ می دهد که تغییرات اعمال شده در API اتصال موجود را قطع کرده است.

شما محدود به آنچه که API انجام می دهد هستید

در صورتی که یک مشتری بسیار بزرگ نباشید، مقید به آنچه که واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) به هر نحوی انجام می دهد خواهید بود. در بیشتر مواقع این APIها جوابگوی نیازتان هستند. با این حال، اگر نیازمند تغییراتی برای کاربرد خاص خود باشید، دستیابی به آن سخت است. باید مطمئن شوید که فردی در تیم فنی شما حضور دارد که از توانمندی ها و ضعف های API آگاه است. به این ترتیب، می توانید هر گونه مشکلات بالقوه ی آینده را پیش بینی کنید. اگر نیاز به اعمال تغییری باشد، اعمال آن تغییر و آزمایش های مربوط مدت زیادی به طول خواهد انجامید. زیرا فروشنده باید مطمئن شود که هزاران سازمان امنیتی دیگر، که از این API استفاده می کنند، با مشکل مواجه نخواهند شد.

علاوه بر این، اگر آن ها به این جمع بندی برسند که فقط شما به این تغییر احتیاج دارید، اولویت کمتری برای آن در نظر می گیرند. مگر این که پیشنهادی هنگفت یا چمدانی پر از پول روی میز قرار دهید.

نمونه ای از واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API)

شناخته شده ترین و پرکاربردترین API در صنعت نظارت تصویری VAPIX اکسیس است. نسخه ی فعلی آن به بیش از ۲۰ بخش مختلف، با عملکردهای متعدد در درون هر بخش، تقسیم شده است. برای مثال، می توانید به سند ۳۸ صفحه ای PTZ API مراجعه کنید تا ببینید چگونه می توانید دوربین های گردان را با پارامترها و مقادیر مورد نیاز برای پن، تیلت و زوم کنترل کنید.

برای کنترل کامل یک دوربین IP اکسیس به صدها عملکرد مختلف و پیاده سازی ویژگی های متعدد نیاز است. در فضای اینترنت، هزاران API مختلف به معنای واقعی کلمه موجود است. APIهای وبینار، API های ایمیل، APIهای نقشه برداری و غیره از آن جمله هستند.

API ها در برابر SDK ها

در بیشتر مواقع، هنگام بحث درباره ی یکپارچه سازی نرم افزاری، اصطلاحات API و SDK در کنار یکدیگر به کار می روند. اما در تعریف این دو می توان تفاوت ها را به شرح زیر عنوان نمود:

واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API): کد منبعی مبتنی بر مشخصات است که در حالت حداقلی برای یکپارچه سازی دو سیستم به آن نیاز خواهید داشت.
کیت توسعه ی نرم افزار یاSDK (Software Development Kit): مجموعه ای از ابزارهای مستندسازی و توسعه ی نرم افزار است که از شرکت های ثالث در استفاده از API کمک و از آنها پشتیبانی می کند.

برای سیستم های امنیتی و نظارتی، معمولا به همراه API به یک SDK نیاز خواهید داشت تا نحوه ی استفاده از API را درک کنید. علاوه بر این، بر خلاف APIهای وب، که نسبتا سبک هستند و به راحتی از زبان ها و چارچوب های مختلف قابل فراخوانی هستند، سیستم های امنیتی اغلب به چار چوبی ویژه (اغلب NET. یا جاوا) نیاز دارند و ابزارهایی برای استفاده ی ساده از این چارچوب ها فراهم می کنند.

API ها و استانداردها

تمام مثال هایی که تا کنون از واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) ذکر کرده ایم APIهای اختصاصی بوده اند، که توسط شرکت های خاص توسعه یافته و کنترل می شوند. هر API به طور معمول (و دستکم تا اندازه ای) نسبت به APIهای دیگر متفاوت است. حتی اگر این API کارهای APIهای دیگر را انجام دهد (نظیر درخواست یک ویدئوی زنده، دریافت هشدار و غیره). به همین دلیل، برای یکپارچه سازی با چند سیستم زمان زیادی نیاز است. زیرا این کار باید بارها و بارها برای هر دوربین، VMS، دستگاه ضبط و انجام شود.

هنگامی که از استانداردهایی نظیر ONVIF در نظارت تصویری سخن به میان می آید، در واقع APIهایی هستند که بخش وسیعی از تولید کنندگان می توانند از آن ها استفاده کنند. اگر هر API اختصاصی «زبان» خاص خود را داشته باشد، ارائه ی استانداردی نظیر ONVIF به معنای یک زبان جهانی است. اگر هر تولید کننده ی به آن زبان (API) سخن بگوید، دیگر نیازی به فراگیری زبان های منحصر به فرد در جهان نخواهد بود. استانداردها هنوز هم API هستند، فقط APIهایی که خوشبختانه تمامی طرفین از آن ها استفاده خواهند کرد تا نحوه ی برقراری ارتباط بین سیستم ها استاندارد سازی شود.[/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]

پردازش تصویر دیجیتال و فیلم : مروری بر چیستی و کار کردها

فوریه 8, 2021

توسط نت پرداز آذر مقالات

[vc_row][vc_column width=”1/6″][/vc_column][vc_column width=”2/3″][vc_column_text]

پردازش تصویر دیجیتال و فیلم : مروری بر چیستی و کار کردها

پردازش تصویر دیجیتال و فیلم امروزه از جمله موضوعات داغ در زمینه تحقیق و توسعه به شمار می آیند. پردازش تصویر مشتمل بر هر نوعی از پردازش سیگنال است که منبع آن یک تصویر مانند عکس یا فریم های ویدئویی باشد. خروجی پردازش تصویر می تواند یک تصویر یا مجموعه ای از مشخصات یا پارامترهای مربوط به تصویر باشد. بیشتر تکنیک های پردازش تصویر دیجیتال شامل اصلاح تصویر به عنوان یک سیگنال دو بعدی با استفاده از روش های استاندارد پردازش سیگنال بر روی آن است. پردازش ویدئو مورد خاصی از پردازش سیگنال است، که در آن سیگنال های ورودی و خروجی فایل های ویدئویی یا استریم های ویدئویی هستند. از تکنیک های پردازش ویدئو در دستگاه های تلویزیون، دستگاه های ضبط ویدئو، دی وی دی ها، دوربین مداربسته، NVR ها، DVR ها، فرمت های کدگذاری ویدئو، دستگاه پخش ویدئو و سایر دستگاه ها استفاده می شود.

پردازش تصویر معمولاً به پردازش تصویر دیجیتال اشاره دارد. اما پردازش تصویر نوری و آنالوگ نیز امکان پذیر است. در نوشته ی “پردازش تصویر دیجیتال و فیلم : مروری بر چیستی و کار کردها” ما در مورد عناصر پردازش تصویر دیجیتال بحث خواهیم کرد. همچنین در مورد عناصر پردازش فیلم دیجیتال نیز بحث نموده و در آخر فن آوری ها و تکنیک های فعلی را در زمینه ها مرور می کنیم.

پردازش تصویر دیجیتال چیست؟

تصاویر دیجیتال توسط دستگاه های فیزیکی چون: دوربین های عکاسی و فیلمبرداری، دستگاه های اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی و دوربین مداربسته تولید می شوند. تصاویر تولید شده با این روش ها عموما برای اهداف مختلفی چون: سرگرمی، پزشکی، تجاری و صنعتی کاربرد دارند. از سوی دیگر این تصویر ها کاربرد های بسیاری در زمینه های: نظامی، غیرنظامی (به عنوان مثال کنترل ترافیک)، امنیتی و علمی نیز دارند. هدف در هر حالت این است که یک مشاهده گر انسانی یا ماشینی اطلاعات مفیدی درباره صحنه ی تصویر برداری استخراج نماید. نمونه ای از یک کاربرد صنعتی در شکل نشان داده شده است.

شکل ۱- پردازش تصویر دیجیتال برای بررسی صحت ابعاد و بررسی سطح درگیری و نقص استفاده می شود.

در چنین مواردی غالباً تصویر خام مناسب نبوده و باید به نوعی پردازش شود. چنین پردازشی را بهبود تصویر یا ارتقا تصویر (Image Enhancement) می نامند. لازم به ذکر است که پردازش توسط ناظر برای استخراج اطلاعات، تجزیه و تحلیل تصویر (Image Analysis) نامیده می شود. گفتنی است ارتقا تصویری و تجزیه و تحلیل آن به وسیله شاخص های زیر ارزیابی می شود:

خروجی ها.
اطلاعات تصاویر در مقایسه با اطلاعات صحنه.
چالش های و روش های استفاده شده.

عموما بهبود و ارتقا تصویر با استفاده از مواد شیمیایی و تجهیزات الکترونیکی انجام می شود. این در حالی است که تجزیه و تحلیل تصاویر بیشتر توسط انسان و یا به صورت الکترونیکی انجام می پذیرد.

جایگاه پردازش تصویر در علم الکترونیک

پردازش تصویر دیجیتال زیر مجموعه ای از علم الکترونیک است که در آن تصویر به آرایه ای از اعداد صحیح کوچک تبدیل می شود که پیکسل نامیده می شوند. این پیکسل ها نمایانگر کمیت های فیزیکی مانند درخشش صحنه هستند که توسط رایانه ها و سایر تجهیزات سخت افزاری پردازش شده و در حافظه دیجیتال (تجهیزات ذخیره سازی) ذخیره شده اند. پردازش تصویر دیجیتال به عنوان یک پیشرفت در عرصه نظارت تصویری امکان تجزیه و تحلیل خودکار را به بار آورده است. از سوی دیگر این فناوری همچنین موجب کاهش هزینه ها و افزایش عملکرد رایانه های شخصی شده است.

باید توجه داشت که یک تصویر تنها نمایش دهنده خصوصیات فیزیکی مشهود نیست. بلکه این تصویر انتقال دهنده یک تعامل پیچیده بین چندین فرآیند فیزیکی است. از جمله این فرآیند ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

شدت و توزیع تابش نور.
فیزیک اثر متقابل تابش نور بر ماده موجود در صحنه.
روابط هندسی تابش و انعکاس نور از ۳ بُعدی به ۲ بُعدی.
مشخصات الکترونیکی سنسور تصویر.

بینایی انسان در برابر پردازش تصویر دیجیتال

بر خلاف ترجمه یک مقاله که در آن هیچ الگوریتم و نظریه ای قطعی برای استخراج اطلاعات قابل تدوین نیست، در دنیای علم الکترونیک الگوریتم هایی با پشتیبانی تئوری های علمی برای ترجمه زبان پیشرفته کامپیوتر به زبان ماشین وجود دارد. دید انسان بسیار پیچیده تر از هر چیزی است علم امروزی قادر به مهندسی آن است. بنابراین باید توجه نمود که یک برنامه پردازش تصویر دیجیتال بر اساس نوع نگاه انسان ارزیابی نشود. شاید اولین اصل راهنما این باشد که انسان در قضاوت بهتر است و ماشین آلات در اندازه گیری بهتر هستند. از این رو می توان به این مسل اشاره نمود که تعیین موقعیت و اندازه دقیق یک قطعه خودرو در یک نوار نقاله برای پردازش تصویر دیجیتال مناسب است. در حالی که درجه بندی سیب یا چوب بسیار برای آن بسیار چالش برانگیز است. البته باید دقت داشت که این موضوع برای پردازش تصویر غیرممکن نیست.

در این راستا بهبود تصویر (Image Enhancement) -که معمولاً به محاسبات عددی زیاد و قضاوت کمی نیاز دارد- برای پردازش تصویر دیجیتال مناسب است.

چالش افزایش هزینه های پردازش تصویر

علاوه بر چالش های بیشماری که به هنگام بازیابی اطلاعات یک تصویر قدیمی مواجه می شویم، افزایش هزینه های پردازش تصویر دیجیتال می تواند مشکلات را چندین برابر افزایش دهد. عموما تعداد محدودی از کاربران به این موضوع اهمیت می دهند که یک نرم افزار صفحه گسترده (Spreadsheet) به جای اینکه در ۳۰۰ میلی ثانیه باز شود در ۲۰۰ ملی ثانیه باز شود. اما در مقابل بیشتر برنامه های کاربردی صنعتی به این نیاز دارند تا در محدودیت های زمانی چرخه فعالیت ماشین آلات، به حداقل های زمانی اهمیت قائل شوند. لازم به ذکر است که برنامه های بسیاری مانند: بهبود تصویر اولتراسوند (Ultrasound)، دوربین های مداربسته ی سازمان طرح ترافیک و تثبیت کننده دوربین فیلمبرداری (Camera Stabilizer) وجود دارد که نیاز به پردازش جریان واقعی جریان ویدئو دارند.

برای مواجه شدن با چنین چالش هایی تصور کنید که یک استریم ویدئویی از یک دوربین فیلمبرداری تک رنگ استاندارد حدود ۱۰ میلیون پیکسل در ثانیه تولید می کند. از سوی دیگر یک رایانه معمولی را در حال تاپ تصور کنید که ۵۰ دستورالعمل ماشین را در ۱۰۰ نانومتری اجرا می کند. این زمان معادل زمان پردازش یک پیکسل است. به همین دلیل بسیاری از نرم افزارهای پردازش تصویر دیجیتال با توجه به هزینه های زیاد توسعه نمی یابند. از این رو در چنین مواردی ما با چالش سه جانبه ی طراحی یک چیز “خوب، سریع و ارزان” مواجه هستیم.

کاربرد پردازش تصویر دیجیتال

پردازش تصویر دیجیتال در زمینه های بینایی رایانه‌ای، تشخیص چهره، شناسایی شاخص ها، سیستم هشدار خروج از خط، تصویر سازی غیر واقعی (Non-photorealistic rendering)، پردازش تصاویر پزشکی، پردازش تصویر میکروسکوپ پردازش تصویر مورفولوژیکی، سنجش از دور (Remote Sensing) و غیره اعمال می شود.

بینایی رایانه‌ای

بینایی رایانه‌ای دانش و فناوری ماشین هایی است که از پردازش تصویر دیجیتال استفاده می کند. به عنوان یک رشته علمی، بینایی رایانه مربوط به تئوری ساخت سیستم های مصنوعی (Theory for Building Artificial Systems) است که اطلاعات را از تصاویر به دست می آورد. در مباحث بینایی رایانه‌ای داده های تصویر می تواند اشکال مختلفی داشته باشد. مانند توالی ویدئو، نمایش از چندین دوربین یا داده های چند بعدی از یک اسکنر پزشکی. دید رایانه ای به عنوان یک رشته فناوری، به دنبال استفاده از تئوری ها و مدل های خود در ساخت سیستم های دید رایانه است. نمونه هایی از برنامه های دید رایانه ای شامل سیستم هایی برای:

فرآیندهای کنترل (به عنوان مثال: یک ربات صنعتی یا یک وسیله نقلیه خودکار).
تشخیص رویدادها (به عنوان مثال: برای نظارت تصویری یا شمارش افراد).
سازماندهی اطلاعات (به عنوان مثال: برای نمایه سازی پایگاه داده تصاویر و نمایش توالی تصویر).
مدلسازی اشیا یا محیط ها (به عنوان مثال: بازرسی صنعتی ، تجزیه و تحلیل تصویر پزشکی یا مدل سازی توپوگرافی).
تعامل (به عنوان مثال: درگاهی برای تعامل کامپیوتر و انسان).

بینایی رایانه ای مکملی برای دید بیولوژیکی

بینایی رایانه ای همچنین می تواند به عنوان یک مکمل برای دید بیولوژیکی (Biological Vision) توصیف شود. در بینش بیولوژیکی، درک بینایی انسان و حیوانات مختلف مورد مطالعه قرار می گیرد و در نتیجه مدل هایی از نحوه عملکرد این سیستم ها از نظر فرایندهای فیزیولوژیکی ایجاد می شود. از طرف دیگر، بینایی رایانه ای سیستم بینایی مصنوعی را که در نرم افزار و یا سخت افزار پیاده سازی شده است را مطالعه و توصیف می کند. تبادل بین رشته ای بین دید بیولوژیکی و رایانه ای برای هر دو زمینه به طور فزاینده ای مثمر ثمر بوده است. حوزه های فرعی بینایی رایانه شامل: بازسازی صحنه، تشخیص رویدادها، ردیابی ویدئو، تشخیص شی، یادگیری، نمایه سازی، برآورد حرکت و بازیابی تصویر است.

برنامه های بینایی رایانه و پردازش تصویر دیجیتال در حوزه های پزشکی

یکی از برجسته ترین زمینه های کاربرد بینایی رایانه، پزشکی یا پردازش تصویر دیجیتال پزشکی است. این حوزه با استخراج اطلاعات از داده های تصویر به منظور تشخیص پزشکی یک بیماری مشخص می شود. به طور کلی داده های تصویری به صورت تصاویر میکروسکوپی ، تصاویر اشعه ایکس ، تصاویر آنژیوگرافی، تصاویر اولتراسونیک و تصاویر توموگرافی است. نمونه ای از اطلاعاتی که می توان از طریق چنین داده های تصویری استخراج کرد شامل: تشخیص تومورها، تصلب شرایین یا سایر تغییرات بدخیم است. همچنین این فرایند می تواند در رابطه با اندازه گیری ابعاد اندام، جریان خون و غیره باشد. این حوزه ی کاربردی همچنین با ارائه اطلاعات جدید (به عنوان مثال در مورد ساختار مغز یا در مورد کیفیت درمان های پزشکی) از تحقیقات پزشکی پشتیبانی می کند.

عملکرد بینایی رایانه و پردازش تصویر دیجیتال در صنعت

دومین زمینه کاربرد بینایی رایانه و پردازش تصویر دیجیتال در صنعت است که گاهی اوقات دید ماشینی (Machine vision) نامیده می شود. در این حوزه اطلاعات با هدف پشتیبانی از یک “فرآیند تولید” استخراج می شود. یک مثال واضح موارد مربوط به کنترل کیفیت است که در آن جزئیات یا محصولات نهایی به طور خودکار مورد بازرسی قرار می گیرند تا نواقص آن شناسایی شود. مثال دیگر اندازه گیری موقعیت و جهت گیری جزئیاتی است که باید توسط ربات (Robot) انتخاب شود.

برنامه های نظامی بزگترین عرصه عملکرد بینایی رایانه و پردازش تصویر دیجیتال

برنامه های نظامی احتمالاً یکی از بزرگترین زمینه ها برای بینایی رایانه و پردازش تصویر دیجیتال محسوب می شوند. نمونه های بارز آن شناسایی سربازان یا وسایل نقلیه دشمن و هدایت موشک است. سیستم های پیشرفته تر برای هدایت موشک، موشک را به جای هدف خاص به منطقه می فرستند و با رسیدن موشک به منطقه بر اساس داده های تصویری محلی، هدف انتخاب می شود. مفاهیم مدرن نظامی، مانند “آگاهی از میدان جنگ” حاکی از آن است که سنسورهای مختلف از جمله سنسور تصویر، مجموعه ای غنی از اطلاعات را در مورد صحنه جنگ ارائه می دهند که می تواند برای پشتیبانی از تصمیمات استراتژیک استفاده شود. در این حالت پردازش خودکار داده ها برای کاهش پیچیدگی و همجوشی اطلاعات از چندین حسگر برای افزایش قابلیت اطمینان استفاده می شود.

تصویر ۲ – کانسپت هنرمند از مریخ نورد در مریخ ، نمونه ای از یک وسیله نقلیه زمینی بدون سرنشین. به دوربین های استریو نصب شده در بالای Rover توجه کنید.

پردازش تصویر دیجیتال در اختیار وسایل نقلیه خودکار

یکی از زمینه های جدیدتر کاربرد پردازش تصویر دیجیتال درصنعت وسایل نقلیه خودکار است که شامل شناورها، وسایل نقلیه زمینی (ربات های کوچک چرخ دار، ماشین یا کامیون)، وسایل نقلیه هوایی و پهباد ها (UAV) است. در این صنایع سطح خودمختاری وسایل نقلیه کاملاً مستقل (بدون سرنشین) تا خودروهایی که سیستم های مبتنی بر بینایی رایانه ای و پردازش تصویر دیجیتال برخوردارند و از راننده یا خلبان در موقعیت های مختلف پشتیبانی می کنند، متغیر است. وسایل نقلیه کاملاً خودمختار معمولاً از بینایی رایانه ای برای مسیریابی یا تولید نقشه محیط آن (SLAM) و تشخیص موانع استفاده می کنند. همچنین می تواند برای تشخیص وقایع خاص برای کار خاصی استفاده شود. برای مثال می توان به یک پهپاد که به دنبال آتش سوزی در جنگل است اشاره نمود.

چندین تولید کننده اتومبیل سیستم هایی مبتنی بر بینایی رایانه ای و پردازش تصویر دیجیتال را برای رانندگی خودکار اتومبیل ها به نمایش گذاشته اند. اما این فناوری هنوز به سطحی نرسیده است که بتوان آن را در بازار عرضه کرد. نمونه های زیادی از وسایل نقلیه خودمختار نظامی از موشک های پیشرفته گرفته تا پهپادها برای انجام ماموریت های مجدد یا هدایت موشک وجود دارد. اکتشافات فضایی امروزه با وسایل نقلیه خودمختار (Autonomous) با استفاده از دید رایانه انجام می شود.

تشخیص چهره

تشخیص چهره (Face Detection) یک فناوری رایانه ای و پردازش تصویر دیجیتال است که مکان و اندازه چهره انسان را در تصاویر تعیین می کند. این فناوری ویژگی های صورت را تشخیص داده و هر چیز دیگری مانند ساختمان ها، درختان و بدن را نادیده می گیرد. تشخیص چهره را می توان به عنوان یک مورد خاص از تشخیص شی در تصویر (Object-Class Detection) در نظر گرفت. در “تشخیص شی در تصویر” وظیفه فناوری این است که مکان ها و اندازه های همه اشیا موجود در یک تصویر را که متعلق به یک کلاس مشخص است را پیدا کند. به عنوان مثال می توان به بالا تنه عابر پیاده و اتومبیل اشاره کرد. تشخیص چهره را می توان یک مورد کلی برگرفته “تشخیص شی در تصویر” دانست که در این حوزه بومی شده است.

الگوریتم های اولیه تشخیص چهره در شناسایی چهره های انسان بر روی پیشانی متمرکز بودند. در حالی که الگوریتم های جدیدتر سعی در حل مشکلی کلی تر و تشخیص چهره از چند نما دارند. یعنی تشخیص چهره هایی که یا در امتداد محور افقی صورت ناظر چرخانده می شوند (چرخش درون صفحه)، یا در امتداد محور عمودی به صورت چپ به راست (چرخش خارج از صفحه)، یا در هر دو محور چرخانده می شوند.

نحوه عملکرد الگوریتم های تشخیص چهره

بسیاری از الگوریتم های پردازش تصویر دیجیتال در حوزه تشخیص چهره به صورت دستگاه اعداد دو دویی یا باینری (Binary Number) عمل می کنند. به این معنی که محتوای قسمت معینی از تصویر به شاخص تبدیل می شود و پس از آن طبقه بندی کننده ای که روی نمونه های صورت آموزش داده شده است، تصمیم می گیرد که آیا آن منطقه خاص از تصویر یک صورت است یا خیر.

در این فرآیند اغلب از یک روش کشویی پنجره (Window-Sliding Technique) استفاده می شود. یعنی طبقه بندی کننده برای طبقه بندی قسمت های تصویر در همه مکان ها و مقیاس ها به جستجوی شکل چهره یا غیر چهره (الگوی پس زمینه) می پردازد. تشخیص چهره در زیست ‌سنجشی (Biometrics) اغلب به عنوان بخشی از سیستم تشخیص چهره (Facial Recognition System‎) شناخته می شود. همچنین از آن در نظارت تصویری و سامانه دوربین های مداربسته، رابط کاربری یا واسط رایانه انسان (Human Computer Interface) و مدیریت پایگاه داده تصاویر استفاده می شود. برخی از دوربین های دیجیتال اخیرا از تشخیص چهره برای فوکوس خودکار استفاده می کنند. برای مطالعه بیشتر در مورد تشخیص چهره با فوکوس خودکار به نوشته Canons5is رجوع کنید. همچنین تشخیص چهره برای انتخاب مناطق مورد علاقه در نمایش اسلایدهای عکس که از جلوه کن برنز (Ken Burns Effect) در مقیاس گسترده استفاده می کنند، مفید است.

شناسایی شاخص (Feature Detection)

در بینایی و پردازش تصویر دیجیتال رایانه ای، مفهوم تشخیص شاخص (Feature Detection) به روش هایی اشاره دارد که هدف آن ها محاسبه جزئیات (Abstractions) در تصویر و بررسی منطقه ای در هر نقطه از تصویر است که آیا یک شاخص تصویری از نوعی شناخته شده در آن نقطه وجود دارد یا خیر. شاخص های بدست آمده زیر مجموعه های تصویر خواهند بود که غالباً به صورت نقاط جدا شده، منحنی های به هم پیوسته یا بخش های منفرد مشخص می شوند.

شکل ۲- خروجی الگوریتم، تشخیص گوشه ها

تعریف شاخص در بینایی رایانه ای

هیچ تعریف جهانی یا دقیقی از آنچه که یک شاخص (Feature) را تشکیل می دهد وجود ندارد و تعریف دقیق آن اغلب به مشکل یا نوع کاربرد آن بستگی دارد. باید توجه داشت که یک شاخص به عنوان بخشی جالب (Interesting) از یک تصویر تعریف می شود. همچنین از شاخص ها به عنوان نقطه شروع بسیاری از الگوریتم های بینایی رایانه و پردازش تصویر دیجیتال استفاده می شود. از آنجا که شاخص ها به عنوان نقطه آغازین و اصلی الگوریتم های بعدی مورد استفاده قرار می گیرند، عملکرد صحیح الگوریتم منوط به ردیابی و شناسایی صحیح اولیه شاخص ها خواهد بود. در نتیجه شاخص مطلوب برای یک ردیاب (Detector) تکرارپذیری آن است. به عبارت دیگر یعنی این که آیا همان شاخص در دو یا چند تصویر متفاوت از یک صحنه شناسایی می شود یا نه.

نحوه شناسایی شاخص در الگوریتم های پردازش تصویر

تشخیص شاخص یک عملیات پردازش تصویر دیجیتال سطح پایین است. یعنی معمولاً به عنوان اولین عمل بر روی تصویر انجام می شود و هر پیکسل را بررسی می کند تا مشخص شود آیا در آن پیکسل شاخص وجود دارد یا خیر. اگر این بخش، بخشی از یک الگوریتم بزرگتر باشد الگوریتم معمولاً فقط تصویر بخشی که شاخص ها در آن قرار دارند را بررسی می کند. به عنوان یک پیش نیاز داخلی برای شناسایی شاخص ها، تصویر ورودی معمولاً توسط یک هسته گاوسی (Gaussian Kernel) در مقیاس خود نرم می شود و یک یا چند تصویر از ویژگی ها محاسبه می شود.

گاهی اوقات هنگامی که تشخیص شاخص از نظر محاسباتی پر هزینه باشد و محدودیت های زمانی هم وجود داشته باشد، ممکن است از الگوریتم سطح بالاتری برای هدایت مرحله تشخیص شاخص استفاده شود. در این شرایط فقط در قسمت های خاصی از تصویر به دنبال شاخص ها می گردند.

انواع ردیاب های شاخص در الگوریتم های بینایی رایانه ای

با توجه به اینکه که بسیاری از الگوریتم های بینایی رایانه ای و پردازش تصویر دیجیتال از ردیابی شاخص به عنوان مرحله اولیه استفاده می کنند، تعداد بسیار زیادی از ردیاب های شاخص ایجاد شده اند. این ردیاب ها از نظر شاخص های شناسایی شده، پیچیدگی محاسبات و تکرار پذیری بسیار متفاوت هستند. در یک دید کلی این ردیاب ها را می توان با برخی همپوشانی ها به گروه های زیر تقسیم کرد.

لبه ها

در پردازش تصویر دیجیتال لبه ها در نقاطی قرار گرفته اند که آن محل، بین دو ناحیه تصویر یک مرز وجود دارد. به طور کلی، یک لبه می تواند شکلی قراردادی داشته باشد. حتی ممکن است شامل نقاط اتصال باشد. در عمل، لبه ها معمولاً به عنوان مجموعه ای از نقاط در تصویر تعریف می شوند که از یک شیب بزرگ (Gradient Magnitude) برخوردار هستند. بعلاوه، برخی از الگوریتم های نقاط شیب بزرگ را بهم متصل می کنند تا توصیف کاملتری از لبه را تشکیل دهند. چنین الگوریتم هایی معمولاً برخی از محدودیت ها را در مورد خصوصیات لبه بررسی می کنند. مانند شکل، صاف بودن و مقدار شیب. به طور کلی می توان گفت که لبه ها ساختاری یک بعدی دارند.

گوشه ها (Corners / Interest Points)

اصطلاح گوشه ها و نقطه توجه (Interest Points) در بینایی رایانه ای و پردازش تصویر دیجیتال تا حدودی به جای یکدیگر استفاده می شوند و به ویژگی های نقطه مانند در یک تصویر اشاره دارند. این ویژگی ها عموما دارای ساختار دو بعدی محلی هستند. نام گوشه (Corners) از زمان الگوریتم های اولیه برای تشخیص لبه ایجاد شده و سپس لبه ها را تجزیه و تحلیل کرد تا تغییرات سریع جهت را پیدا کند. این الگوریتم ها سپس به گونه ای توسعه یافتند که دیگر به آشکار سازی لبه ها نیازی نبود. برای مثال می توان به نمونه هایی در رابطه با جستجوی سطوح بالای انحنا در شیب تصویری اشاره نمود.

بعدها مشخص شد که الگوریتم ها قسمت هایی از تصویر را نیز که با تعاریف مرسوم گوشه نبودند، به عنوان گوشه شناسایی می کنند. چنین مواردی در رابطه با لکه های کوچک روشن در پس زمینه به کرات مشاهده شده است. چنین نقاطی اغلب به عنوان نقطه توجه شناخته می شوند. ولی در اصطلاح رایج به آن ها گوشه اطلاق می شود.

لکه ها (Blobs)

از لکه ها می توان با توصیفی به صورت “مناطق مورد توجه یا نقاط مورد متوجه” نیز در پردازش تصویر دیجیتال یاد نمود. لکه ها در مقایسه با گوشه ها، توصیف مکملی برای ساختار تصویر را از نظر بخش بندی ارائه می دهند. با این وجود این نقاط اغلب تحت عنوان نقطه ترجیحی (Preferred Point) و با مفهوم مرکز ثقل (Center of Gravity) نیز شناخته می شوند. ردیاب های لکه می توانند مناطقی را در یک تصویر تشخیص دهند که خیلی صاف بوده و توسط ردیاب گوشه ای قابل تشخیص نیستند.

برای مثال نمونه ای از عملکرد تشخیص شاخص ها به شیوه ی کوچک سازی تصویر و تشخیص گوشه با ردیاب گوشه را در نظر بگیرید. در این شرایط ردیاب به نقاطی واضح که در تصویر کوچک شده اند عکس العمل نشان می دهد. این در شرایطی است که ممکن است در تصویر اصلی آن محل ها را به صورت صاف شناسایی نماید. در چنین مواردی است که تفاوت میان ردیاب گوشه و ردیاب لکه تا حدودی مبهم می شود.

پُشته (Ridge)

برای اجسام کشیده شده مفهوم برجستگی یک ویژگی طبیعی است. از دیدگاه عملی یک پشته را می توان به عنوان یک منحنی یک بعدی در نظر گرفت که نمایانگر یک محور تقارن است. علاوه بر این، این پشته دارای یک ویژگی عرض خط الراس محلی است که با هر نقطه خط الراس دیگر مرتبط است. متأسفانه، از نظر الگوریتمی استخراج ویژگی های پشته از کلاس های کلی تصاویر در سطح خاکستری دشوارتر از ویژگی های لبه، گوشه یا لکه است. با این وجود، از ردیاب های پشته غالباً در پردازش تصویر دیجیتال برای شناسایی جاده در تصاویر هوایی و شناسایی رگ های خونی در تصاویر پزشکی استفاده می شود.

سیستم هشدار خروج از خط (Lane Departure Warning System)

در اصطلاحات حمل و نقل جاده ای، سیستم هشدار خروج از خط، نوعی مکانیزم پردازش تصویر دیجیتال است که برای هشدار دادن به راننده تدارک دیده شده است. این مکانیزم هنگام حرکت خودرو به خارج از خط خود در آزاد راه ها و جاده ها طراحی شده است. اولین سیستم هشدار خروج از خط تولید در اروپا سیستمی بود که توسط Iteris برای کامیون های تجاری مرسدس آکتروس ساخته شد. این سیستم در سال ۲۰۰۰ آغاز به کار کرد و اکنون در اکثر کامیون های فروخته شده در اروپا موجود است.

در سال ۲۰۰۲ سیستم Iteris در کامیون های Freightliner Trucks در آمریکای شمالی در دسترس قرار گرفت. در همه این سیستم ها یک صدای زنگ در کنار وسیله نقلیه ای که از لاین خارج می شود، به راننده در مورد حرکت غیر عادی هشدار می دهد. گفتنی است در صورت استفاده از چراغ های راهنمای گردش به چپ یا راست، هیچ هشداری اعلام نمی شود. امروزه سیستم های هشدار دهنده خروج از خط در صنعت حمل و نقل بسیار پیشرفته تر هستند.

فناوری های نوین در عرصه امنیت جاده ای

Viewnyx از جمله مجموعه هایی است که از فناوری های مبتنی بر ویدئو و پردازش تصویر دیجیتال برای کمک به ناوگان حمل و نقل استفاده می کند. این مجموعه ابتدا به علل اصلی تصادف (خطای رانندگی، حواس پرتی و خواب آلودگی) می پردازد. در مرحله دوم، این مجموعه با ارائه گزارش های ارزیابی ریسک راننده و ناوگان، به مدیران ایمنی جهت پیشگیری از رفتارهای خطرناک دوره های آموزشی برگزار می کند.

سامانه Lookout که مبتنی بر پردازش تصویر دیجیتال و ویدئو است و در حال حاضر توسط ناوگان آمریکای شمالی استفاده می شود دو نوع سیستم اصلی وجود دارد:

سیستم هایی که در صورت ترک وسیله نقلیه توسط راننده، به راننده هشدار می دهند.
سیستم هایی که پس از هشدار به راننده و در صورت عدم اقدام، به طور خودکار اقداماتی را برای اطمینان از ماندن خودرو در خط خود انجام می دهند.

تصویر سازی غیر واقعی (Non-Photorealistic Rendering)

تصویر سازی غیر واقعی (Non-Photorealistic Rendering) بخشی از گرافیک رایانه ای است که بر روی امکان ایجاد طیف گسترده ای از سبک های بیانی برای هنر دیجیتال تمرکز دارد. بر خلاف گرافیک رایانه ای سنتی که تمرکز خود را بر روی واقع گرایی متمرکز کرده است، تصویر سازی غیر واقعی از سبک های هنری مانند نقاشی، طراحی، تصویر فنی و کارتون های متحرک الهام گرفته و به شدت نیازمند پردازش تصویر دیجیتال است. تصویر سازی غیر واقعی در فیلم ها و بازی های ویدئویی به صورت Toon Shaders و همچنین در تصویرگری معماری و انیمیشن های آزمایشی ظاهر شده است. یک نمونه از کاربردهای مدرن این روش انیمیشن سایه دار Cel است.

پردازش تصویر دیجیتال پزشکی

تصویر برداری پزشکی تکنیک و فرآیندی است که برای تولید تصاویر از بدن انسان (بخش ها و عملکرد آن) با اهداف بالینی (روش های پزشکی به دنبال کشف، تشخیص یا بررسی بیماری) یا علوم پزشکی (از جمله مطالعه آناتومی و فیزیولوژی طبیعی) استفاده می شود. پردازش تصویر دیجیتال پزشکی به عنوان یک رشته و به معنای وسیع آن بخشی از تصویربرداری بیولوژیکی است که شامل:

رادیولوژی.
پزشکی هسته ای.
علوم رادیولوژی تحقیق.
آندوسکوپی.
ترموگرافی پزشکی (پزشکی).
عکسبرداری پزشکی و میکروسکوپ،

می شود. در پردازش تصویر دیجیتال پزشکی تکنیک های اندازه گیری و ضبط که در درجه اول برای تولید تصاویر طراحی نشده اند (مانند الکترو انسفالوگرافی (EEG) ، مگنتوآنسفالوگرافی (MEG) ، الکتروکاردیوگرافی (EKG) و سایر موارد)، اما داده های حساس را تولید می کنند، به عنوان اشکال تصویربرداری پزشکی دیده می شود.

پردازش تصویر ریخت‌شناسی ریاضیاتی

ریخت‌ شناسی ریاضیاتی یا Mathematical Morphology (MM) یک تئوری و تکنیک برای تجزیه و تحلیل و پردازش ساختارهای هندسی است که بر اساس تئوری مجموعه ها، نظریه شبکه، توپولوژی و توابع تصادفی ساخته شده است. MM معمولاً در پردازش تصویر دیجیتال اعمال می شود. اما می تواند در نمودارها، مش های سطحی، جامدات و بسیاری از ساختارهای مکانی دیگر نیز به کار رود. مفاهیم فضایی مداوم توپولوژیکی و هندسی مانند اندازه، شکل، تحدب، اتصال و فاصله ژئودزیک را می توان با MM در دو فضای پیوسته و گسسته مشخص کرد. MM در ابتدا برای تصاویر باینری ساخته شد و بعداً به توابع و تصاویر در مقیاس خاکستری گسترش یافت.

سنجش از دور

سنجش از دور به اموری اطلاق می شود که موجب کسب اطلاعات کوچک یا وسیع از یک شی یا پدیده با استفاده از دستگاه ضبط یا تجهیزات وایرلس که در تماس فیزیکی یا نزدیک با جسم نیستند، می شود. در عمل سنجش از دور مجموعه ای از فنونی است که با استفاده از دستگاه های مختلف برای جمع آوری اطلاعات از یک شی یا منطقه مشخص به کار گرفته می شود. بنا بر این ، سیستم های ماهواره ای رصد زمین یا هوا، سیستم شناور در اقیانوس، تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI)، توموگرافی انتشار پوزیترون (PET)، اشعه ایکس (X-RAY) و کاوشگرهای فضایی همه نمونه هایی از سنجش از دور هستند.

در کاربردهای مدرن، این اصطلاح به طور کلی به استفاده از فن آوری های سنسور تصویر از جمله: ابزارهایی که در هوا پیما ها و فضا پیما ها و همچنین در الکترو فیزیولوژی استفاده می شوند، اشاره دارد.

فیلم دیجیتال

در مهندسی برق و علوم کامپیوتر پردازش تصویر دیجیتال و پردازش ویدئو یک مورد خاص از پردازش سیگنال است. از تکنیک های پردازش ویدئو در دستگاه های تلویزیون، دستگاه های ضبط ویدئو، دی وی دی، کدک های ویدئویی، دستگاه پخش ویدئو، دوربین های مداربسته و NVR ها استفاده می شود.

نتیجه

پردازش تصویر دیجیتال عمل بررسی تصاویر به منظور شناسایی اشیا و قضاوت در مورد اهمیت آنها است. برای نمونه تحلیلگر تصویر داده های سنجش از دور را مطالعه می کند. این فناوری از طریق فرایند منطقی به شناسایی، طبقه بندی، اندازه گیری و ارزیابی اهمیت اشیا فیزیکی و فرهنگی، الگوها و ارتباط فضایی می پردازد. از سوی دیگر پردازش ویدئو نیز یک مورد خاص از پردازش سیگنال به شمار می آید. در این فرآیند نیز به مانند پردازش تصویر دیجیتال اطلاعات شامل سیگنال های ورودی و خروجی فایل های ویدئویی یا جریان های ویدئویی هستند.

تکنیک های پردازش ویدئو در دستگاه های تلویزیون، دوربین های مداربسته، NVR ها، پخش کننده های ویدیو و سایر دستگاه ها استفاده می شود. این فناوری امروزه یکی از اساسی ترین بخش های دستگاه نظارت تصویری به شمار آمده و موجب ارتقا سطح امنیتی و حفاظتی مجموعه ها شده است.[/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_post_tag_terms=”%da%a9%d8%af%da%a9-%d9%87%d8%a7%db%8c-%d9%81%d8%b4%d8%b1%d8%af%d9%87-%d8%b3%d8%a7%d8%b2%db%8c” layout=”small” links_enable=”1″ items_pp=”5″][/vc_column][vc_column width=”1/6″][/vc_column][/vc_row]

محاسبه ی فضای ذخیره سازی و پهنای باند دوربین مداربسته

فوریه 7, 2021

توسط نت پرداز آذر مقالات

[vc_row][vc_column width=”1/6″][/vc_column][vc_column width=”2/3″][vc_column_text]

محاسبه ی فضای ذخیره سازی و پهنای باند دوربین مداربسته

محاسبه ی فضای ذخیره سازی و پهنای باند دوربین مداربسته کاری پیچیده است. به همین دلیل ممکن است کاربران بی تجربه پهنای باند را کمتر از مقدار واقعی تخمین بزنند و همین امر منجر به کاهش طول مدت زمان ضبط فیلم و ذخیره سازی یا بارگذاری بیش از حد بر روی شبکه شود. رایج ترین روش متخصصان برای تخمین فضا و تجهیزات ذخیره سازی مورد نیاز این است که از ابزارهای محاسباتی تولید کننده یا شرکت های ثالث استفاده کنند. با این حال، این ابزار در برابر عوامل پیچیده ای که پهنای باند و فضای ذخیره سازی را تحت تأثیر قرار می دهند، بسیار ساده است. در این نوشته، مسائل کلیدی توضیح داده شده و توصیه های خود را برای دقیق تر کردن محاسبات فضای ذخیره سازی مورد نیاز ارائه می دهیم.

استفاده از ماشین حساب در محاسبه ی فضای ذخیره سازی

به رغم احتمال بالای اشتباه ماشین حساب ها محاسبه ی فضای ذخیره سازی و پهنای باند دوربین مداربسته، بیشتر کاربران از آن ها استفاده می کنند. استفاده از این ابزارها، حتی برای تازه کارها نیز ساده است. این ماشین حساب ها معمولا فقط اطلاعات پایه ای، نظیر تعداد دوربین های رزولوشن و فریم ریت را از کاربر درخواست می کنند و بلافاصله تخمینی را ایجاد می کنند. در یک نظرسنجی اعضای IPVM، مشخص شد که اکثر افراد از ابزار محاسبات فضای ذخیره سازی بهره می برند، که به تفکیک در شکل زیر نشان داده شده است.

با این حال، تقریبا غیر ممکن است که این ابزارهای محاسباتی منعکس کننده ی طیف وسیعی از شرایطی که دوربین ها تحت آن ها نصب می شوند و نیز تنوع مدل های دوربین ها باشند. برای مثال، وقتی از کاربران پرسیده شده که یک دوربین P1080 با کدک H.264 از چه میزان پهنای باندی استفاده می کند؟ نتایج زیر به دست آمد. توجه کنید که تخمین پهنای باند مصرفی، حتی با وجود یکسان بودن رزولوشن، فریم ریت و کدک، تا چه اندازه متفاوت است.

با این که پاسخ ها تا ۳۰۰ درصد اختلاف داشت، اما باز هم پاسخ تمامی پاسخ دهندگان ممکن است «صحیح» باشد. تفاوت در مدل دوربین های مداربسته استفاده شده و محل نصب دوربین ها می تواند به راحتی منجر به اختلافی عظیم در پهنای باند یا فضای ذخیره سازی واقعی مصرف شده گردد. این همان چیزی است که ماشین حساب آن ها را منعکس نمی کند.

دقیق ترین روش محاسبه ی فضای ذخیره سازی

برای محاسبه ی پهنای باند و فضای ذخیره سازی به شکلی دقیق، سه توصیه ی مهم وجود دارد.

دوربین ها را در صحنه های مختلف آزمایش و پهنای باند مصرفی را اندازه گیری کنید.
پیچیدگی صحنه را برای هر زاویه ی دید پیشنهاد شده ثبت کنید.
نحوه ی تأثیرگذاری تنظیمات کلیدی دوربین را بر مصرف پهنای باند و فضای ذخیره سازی درک کنید.

این سه نکته برای به دست آوردن تخمینی صحیح ضروری است و به کاربران کمک خواهد کرد تا از اشتباهات سر نوشت ساز در محاسبات خود جلوگیری کنند. برای مثال، ممکن است یک ماشین حساب برای یک صحنه مقدار ۲ مگابیت در ثانیه را تخمین زده باشد. اما بر اساس تجربیات گذشته و آگاهی از عملکرد دوربینی خاص، متوجه شوید که بیت ریت ارسالی احتمالا بیش از ۴ مگابیت در ثانیه خواهد بود، که به معنی افزایش ۱۰۰ درصدی نسبت به تخمین ماشین حساب است.

آزمایش دوربین ها

به دلایلی که گفته شد، دانستن میزان پهنای باند مصرفی و محاسبه ی فضای ذخیره سازی هر مدل دوربین، که در صحنه های مختلف، از ساده تا پیچیده، نصب شده است اهمیت ویژه ای دارد.

ساده ترین: دیوار سفید.
ساده: راهروی خالی.
متوسط: یک لابی یا بخش پذیرش با نورپردازی خوب.
پیچیده: پارکینگ.
پیچیده تر: تقاطع پر تردد.

برای آزمایش این موارد ابتدا بیت ریت هر یک از این سطوح، پیچیدگی سطح نور و اسکرین شاتی از تصویر دوربین های مداربسته را ثبت کنید. پس از این کار، این نتایج می تواند به عنوان پایگاه داده ای از اندازه گیری ها و اسکرین شات ها برای رجوع آسان جهت مقایسه استفاده شود. مطمئن شوید که به زمان های خیزش یا افت شدید پهنای باند (زمان های خاص روز، تحرک شدید در صحنه و غیره) توجه کافی کرده اید. در صورت لزوم تنظیمات خاص را ثبت کنید.

پیچیدگی ضبط و تاثیر آن بر محاسبه ی فضای ذخیره سازی

توصیه می کنیم در محاسبه ی فضای ذخیره سازی و در زمان بازدید از محل نصب دوربین های مداربسته پیچیدگی صحنه را دنبال کنید. چند لحظه زمان برای مشاهده ی میزان ترافیک، حرکت شاخ و برگ ها، وجود یا عدم وجود نور مناسب، و سایر عوامل صحنه، که ممکن است بر روی پهنای باند تاثیرگذار باشند، اختصاص دهید. پس از مشاهده ی صحنه، زاویه ی دید مورد نظر دوربین و سطح پیچیدگی صحنه را ثبت کنید و برای مراجعات بعدی از آن عکس بگیرید. این کار می تواند به سادگی جدول زیر باشد.

پس از این که این جدول را ایجاد کردید، می توانید آن را با پهنای باند واقعی حاصل از صحنه های آزموده شده مقایسه کنید. اسنپ شات های دوربین های آزمایش شده را می توان به راحتی با عکس های گرفته شده از صحنه ی پیشنهاد شده مقایسه کرد تا امکان مقایسه ی دقیق تر فراهم شود.

پیچیدگی های بیشتر محاسبه ی فضای ذخیره سازی

عوامل متعددی وجود دارند که باعث پیچیده تر شدن محاسبه ی فضای ذخیره سازی می شوند و ممکن است تغییرات جزئی تا شدید در بیت ریت ایجاد کنند. این عوامل را می توان به شرح زیر عنوان نمود:

تفاوت مدل های دوربین های مداربسته.
سطح کوانتیزاسیون یا فشرده سازی.
کدک های هوشمند.
تشخیص حرکت و ابزارهای تحلیلی.
ساعات شب / شرایط کم نور.

تفاوت مدل های دوربین

تصور نکنید چون محاسبه ی فضای ذخیره سازی و پهنای باند را برای یک دوربین آزمایش کرده اید، می توانید این یافته ها را به دوربین های دیگر با همان رزولوشن و فریم ریت تعمیم دهید. این کار را حتی در دوربین های یک تولید کننده نیز نمی توان انجام داد. مدل های مختلف دوربین ها، حتی مدل های یک تولید کننده، می توانند بیت ریت های بسیار متفاوتی تولید کنند.

برای مثال، تصویر زیر دو دوربین اکسیس Q1604 و اکسیس M3004 را مقایسه می کند. هر دوی آنها P720، ۳۰ فریم در ثانیه، تنظیم شده برای میدان دید افقی در حدود ۲۰ فوتی و فشرده سازی در حدود Q28 بودند. با وجود این که این عوامل در این محیط داخلی با نور مناسب استانداردسازی شده اند، اما بیت ریت دوربین Q1604 برابر با ۴۸۸ کیلوبیت در ثانیه بود. در حالی که دوربین M3004 پهنای باند ۱٫۳۳ مگابیت در ثانیه، یعنی تقریبا سه برابر پهنای باند بیشتری را مصرف می کرد.

توصیه: گستره ی وسیعی از انواع دوربین ها را آزمایش کنید. این تفاوت ها، وقتی از تولید کننده ای به تولید کننده ی دیگر می رسیم، حتی شدیدتر از مثال های فوق می شوند. به همین دلیل، آگاهی از پهنای باند استفاده شده توسط هر مدل دوربین اهمیت بسیار دارد.

کوانتیزاسیون یا فشرده سازی

حتی اگر از دو مدل دوربین مشابه -که از کدکH.264 و رزولوشن یکسان بهره می برند- استفاده کنید، باز هم سطوح فشرده سازی، با اختلاف قابل توجه می توانند باعث تفاوت های چشم گیر در محاسبه ی فضای ذخیره سازی و مصرف پهنای باند شوند. همچنین، در نظر داشته باشید که تولید کنندگان سطوح فشرده سازی بسیار متفاوتی را بدون هیچ گونه استانداردسازی خاصی به عنوان پیش فرض در نظر می گیرند. این مسئله محاسبه ی فضای ذخیره سازی بر مبنای یک مدل را غیر دقیق می سازد.

بر اساس نتایج آزمایش های IPVM، کوانتیزاسیونی در حدود ۲۸ تا ۳۰ تقریبأ نقطه ی تعادل مطلوب بین کیفیت تصویر و پهنای باند است. سطوح بالاتر کوانتیزاسیون بر روی کیفیت تصویر تأثیر منفی دارند. در حالی که سطوح پایین تر پهنای باند را افزایش می دهند. این در شرایطی است که عملا بهبودی در کیفیت تصویر پدید نمی آید. استاندارد سازی دوربین های مداربسته در این سطح امکان دستیابی به نتایج قابل کنترل تری را نسبت به مقادیر پیش فرض تولید کننده فراهم می سازد.

کدک های هوشمند چگونه بر محاسبه ی فضای ذخیره سازی اثر می گذارند؟

دوربین ها در گذشته تقریبا همیشه از تنظیماتی ثابت برای فشرده سازی، بازه ی I فریم و فریم ریت بهره می بردند. این امر انجام محاسبه ی فضای ذخیره سازی را ساده تر می کرد. اما با معرفی کدک های هوشمند در چند سال گذشته، دوربین ها می توانند این تنظیمات را به صورتی پویا و با توجه به آنچه که در صحنه وجود دارد، مدیریت کنند.

کدک های هوشمند در کل از سه روش اصلی استفاده می کنند (البته همه ی دوربین ها از هر سه روش استفاده نمی کنند) که در زیر توضیح مختصری در مورد آنها رائه می شود.

فشرده سازی پویا

با این روش کدک های هوشمند می توانند به جای استفاده از یک سطح فشرده سازی یکسان در کل میدان دید، فشرده سازی را بر روی اجسام ثابت و پس زمینه افزایش و برای سوژه های متحرک و پیش زمینه کاهش دهند. به این ترتیب، به طور کلی پهنای باند کاهش می یابد.

بازه ی پویای I فریم

در حالی که استریم های ویدئویی H.264 به طور معمول از یک بازه ی ثابت I فریم استفاده می کنند (برای مثال، ۱ ثانیه یا ۳۰ فریم)، کدک های هوشمند هنگامی که هیچ حرکتی در صحنه وجود ندارد، فاصله ی بین I فریم ها را افزایش می دهند. و بلافاصله پس از شروع فعالیت در صحنه آن را کاهش می دهند. با توجه به اندازه ی بسیار کوچکتر Pفریم ها، با این روش پهنای باند به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می کند.

فریم ریت پویا

نهایتا این که برخی کدک های هوشمند، در زمانی که حرکتی در صحنه وجود ندارد، فریم ریت را کاهش می دهند و آن را به حداقل ۱ فریم در ثانیه یا مقدار آستانه ی تنظیم شده توسط کاربر می رسانند.

در آزمایش هایی که IPVM انجام داده است، مشخص شده که استفاده از یک یا چند مورد از این سه روش باعث صرفه جویی در بیت ریت تا ۹۵ درصد خواهد شد. در کمترین حالت، فشرده سازی پویا، حتی در صحنه های بسیار شلوغ و پر جنب و جوش، بیت ریت را بین ۱۰ تا ۱۵ درصد کاهش می دهد.

متأسفانه، پیش بینی دقیق نتیجه ی استفاده از یک کدک هوشمند در یک صحنه ی مشخص امکان پذیر نیست. حتی حرکت های کوچک، نظیر سایه یا شاخ و برگ درختان، ممکن است فعالیتی کافی برای جلوگیری از عملکرد پویای I فریم و فریم ریت محسوب شوند. در نتیجه، بهترین کار این است که دوربین و کدک هوشمند را در صحنه ای که برای آن در نظر گرفته شده است آزمایش کنید.

توصیه می کنیم، در صورتی که موفق به چنین کاری نشدید، بیت ریت کدک هوشمند را تنها به میزان حداقلی (یعنی ۵ تا ۱۵ درصد) کاهش دهید تا از برآورد کمتر از واقع و متعاقبا بارگذاری بیش از اندازه بر روی حافظه ی ذخیره سازی جلوگیری به عمل آورید.

عملکرد تجزیه و تحلیل تصویر و تشخیص حرکت به منظور محاسبه ی فضای ذخیره سازی

تنظیم اشتباه تشخیص حرکت و تجزیه و تحلیل تصویر می تواند به یکی از بزرگ ترین علل اشتباه در محاسبه ی فضای ذخیره سازی تبدیل شود. برای مثال، اگر در صد حرکت واقعی را در یک اتاق سرور تخمین بزنید، احتمالا به یک عدد بسیار پایین (کمتر از ۵ درصد) خواهید رسید. با این حال، LED های چشمک زن محافظ های صفحه نمایش، بازتابش ها و غیره می توانند باعث شوند ضبط تصاویر در حالت حساس به حرکت تقریبا به صورت مستمر انجام شود و نتایج میدانی بسیار بدتر از برآوردها خواهند شد.

کاربران باید در چنین شرایطی باید آماده باشند تا به شکلی منظم و مستمر VMD (Visual Molecular Dynamics) و ابزارهای تجزیه و تحلیل تصویر را بهینه سازی کنند. بررسی و بهینه سازی باید حداقل در حدود یک هفته پس از نصب انجام شود. پس از چنین زمانی می توان برخی از معیارهای عمومی پهنای باند و فضای ذخیره سازی را تعیین و آن ها را بررسی کرد.

با این حال، تغییرات در فصل، محوطه ی تحت پوشش، دکوراسیون دفتر و غیره باز هم ممکن است باعث شود که محاسبه ی فضای ذخیره سازی اولیه نا درست باشد. بنا بر این کاربران باید به صورت دوره ای (تقریبا بین ۶۰ تا ۹۰ روز) یا به محض اعمال تغییرات عمده این تنظیمات را بررسی کنند و در صورت لزوم تنظیمات مورد نیاز را انجام دهند.

مصرف پهنای باند در ساعات شب و شرایط کم نور

با برابر بودن سایر شرایط، در نور کم یا ساعات شب، محاسبه ی فضای ذخیره سازی تغییر یافته و پهنای باند بالا می رود. این افزایش پهنای باند گاهی مواقع بسیار بالاتر (برای مثال، ۱۰ برابر بیشتر از روز) می شود. روش ساده و آسانی برای تخمین این افزایش وجود ندارد، زیرا چند عامل در آن نقش دارند. در زیر به تعدادی از این عوامل خواهیم پرداخت.

سطوح نویز قابل مشاهده

به عنوان یک قاعده ی سرانگشتی تقریبی، هرچه نویز بیشتری بر روی تصویر قابل مشاهده باشد، پهنای باند بیشتری مصرف می شود. البته این نویز را می توان با برخی از تکنیک های تقلیل نویز دیجیتال یا DNR (Digital Noise Reduction) جبران کرد.

IR یکپارچه

در نور پایین دوربین های یکپارچه با IR پهنای باند بیشتری را نسبت به روز مصرف می کنند. اما باز هم این افزایش به مقدار قابل توجهی کمتر از دوربین های بدون IR است. با این حال، این امر تحت تأثیر کیفیت و بازه ی پوشش IR و پیچیدگی صحنه قرار دارد.

حساسیت دوربین به نور کم

برخی از دوربین ها، خواه به دلیل پردازش تصویر بهتر در نور کم یا به واسطه ی داشتن سنسور تصویر بزرگتر یا داشتن لنز هایی با عد F (F-Stop) پایین تر، نسبت به دیگر دوربین ها در شب پهنای باند بسیار کمتری مصرف می کنند.

به منظور پیش بینی بهتر پهنای باند شبانه، به کاربران توصیه می کنیم بیت ریت را در ساعات شب کراندار کنند. حتی زمانی که کران های تعیین شده بسیار کمتر از بیت ریت های بی کران است، باز هم در عمل کیفیت دو تصویر بسیار شبیه به هم خواهد بود، زیرا سطوح بالای نویز دیجیتال و تصاویر تیره تر، به اندازه ی تصاویری با نور کامل، از افزایش فشرده سازی رنج نمی برند.

نمونه های ماشین حساب ذخیره سازی

بسیاری از تولید کنندگان دوربین و VMS ماشین حسابی را جهت محاسبه ی فضای ذخیره سازی و پهنای باند برای محصولات خود ارائه می دهند. ویژگی های دقیق این ماشین حساب ها، با در نظر گرفتن سطوح مختلف پیچیدگی و سفارشی سازی، با یکدیگر متفاوت است. سه نمونه ی متداول، که به صورت آنلاین و رایگان در دسترس هستند (بدون نیاز به ورود به سیستم به مانند برخی دیگر)، مورد بررسی قرار گرفته اند:

ابزار Supercircuits

ابزار محاسبه ی پهنای باند Supercircuits، که در بیشتر جستجوهای گوگل جزو نتایج اول ذکر می شود، ابزاری ساده با ورودی ها و پارامترهای محدود است.

اگر ماشین حساب سر راستی می خواهید و با دوربین ها هم آشنایی ندارید، این ابزار برای محاسبه ی فضای ذخیره سازی مناسب است. اما این ماشین حساب نمی تواند تفاوت مدل های دوربین، صحنه ها، سطوح فعالیت در صحنه و غیره را مد نظر قرار دهد. همچنین، در این ماشین حساب فرض بر این است که رابطه ای خطی بین فریم ریت و پهنای باند وجود دارد. یعنی دو برابر شدن تعداد فریم باعث دو برابر شدن پهنای باند می شود. با وجود این، باید در نظر داشته باشید که در عمل معمولا چنین فرضی درست نیست.

ابزار طراحی اکسیس

ابزار طراحی اکسیس (Axis Design Tool) برای محاسبه ی فضای ذخیره سازی پیچیده تر از Supercircuits است. این ابزار گزینه هایی برای پخش زنده، پیوسته و استریم های ضبط رویداد، نمونه های ویدئویی از صحنه های مختلف، تنظیمات فشرده سازی و کدک و غیره دارد. علاوه بر این، ابزار طراحی اکسیس امکان سفارشی سازی چند تنظیم مختلف را فراهم می کند. بنا بر این، کاربران می توانند آن را مطابق با شرایط آزمایش خود در جهان واقعی تنظیم کنند. دو عنصر غیر متداول که ابزار طراحی اکسیس از آنها پشتیبانی می کند، سطوح فشرده سازی ویژه و صحنه ها هستند.این سطوح فشرده سازی ویژه و صحنه ها داخل کادر های قرمز رنگ تصویر زیر مشخص شده اند.

انتخاب سناریو ها با ابزار طراحی اکسیس

ابزار طراحی اکسیس اجازه می دهد تا صحنه هایی که سناریو نامیده می شوند، از بین صحنه ها انتخاب شوند. از این طریق مصرف پهنای باند برنامه ریزی شده به صورت پویا تنظیم می شود. برای مثال، یک ایستگاه راه آهن پهنای باند بیشتری نسبت به پلکان استفاده می کند، که معمولا در حالت VBR تنظیم می شود. تصویر زیر گزینه ها و ویدئوهای نمونه ای را که ابزار طراحی اکسیس ارائه می دهد، نشان می دهد.

با این حال، حتی در ابزار طراحی اکسیس نیز انتخاب سناریوها گاهی سناریوی مورد نظر را انعکاس نمی دهد. برای مثال، سناریوی “تقاطع” دارای ترافیک بسیار پایینی است و پیش زمینه های خالی زیادی در تصویر وجود خواهد داشت، که باعث می شود پهنای باند کمتر از سناریوی پلکان باشد.

تقاطع های دیگر ممکن است مشابه این سناریو بوده، اما شلوغ تر باشد. در این صورت پهنای باند آن بسیار بالاتر خواهد بود. این امر باعث نمی شود که عملکرد ابزار اکسسیس را اشتباه بدانیم. اما نشان دهنده ی چالش های اساسی تخمین پهنای باند به صورت انتزاعی و غیر عملی است. همچنین سناریوهای اکسیس از حالت های کم نور و غیر کم نور پشتیبانی می کنند. اما فرض های اکسیس ساده انگارانه هستند و به این نکته توجهی ندارند که دوربین هایی یکپارچه با IR تقریبا همیشه در نور کم پهنای باند کمتری نسبت به آنهایی که بدون IR هستند مصرف می کنند.

معایب ابزار طراحی اکسیس

نکته ی نهایی این که در آزمایش ها، ابزار طراحی اکسیس به طور کلی پهنای باند مشابهی را برای همه دوربین های دارای رزولوشن و تنظیمات مشابه در نظر می گیرد و اختلاف ها بین مدل های مختلف با استفاده از سنسورها را در نظر نمی گیرد.

ماشین حساب پیکربندی Exacq

ماشین حساب پیکربندی Exacq همانند بسیاری از پیاده سازی های VMS امکان انتخاب مدل های گوناگون یک تولید کننده ی دوربین را فراهم می آورد. مزیت اصلی این ابزار در این است که می توانید مدل های تحت پشتیبانی را بررسی و از بین آن ها انتخاب کنید. هم چنین، محاسبه ی فضای ذخیره سازی و حداکثر پهنای باند مدل ها به طور خودکار توسط این ابزار انتخاب می شود. برای مثال:

با این حال، یکی از مسائل مهم این است که محاسبه ی فضای ذخیره سازی و پهنای باند تخمین زده شده در عمل بسیار زیاد است. برای مثال، پهنای باند مصرفی هر کدام از این دوربین های ۳ مگا پیکسلی با فریم ریت ۱۵ فریم در ثانیه ۷٫۵ مگابیت در ثانیه تخمین زده می شود. این در حالی است که، حتی بدون استفاده از کدک های هوشمند هم این نتیجه در عمل غیر عادی است. باید توجه داشت که بسیاری از ماشین حساب های ارائه دهندگان فضای ذخیره سازی و سرور مقادیر بسیار بیشتری از مقادیر معمول را در نظر می گیرند. که معمولا به عنوان یک تمهید ایمنی برای جلوگیری از اعتراض خریداران نسبت به برآورده نشدن مشخصات مورد نیاز برای ذخیره سازی انجام می شود.

خلاصه

اگر بخواهید محاسبات پهنای باند و محاسبه ی فضای ذخیره سازی شما صحیح باشند، باید مدل های دوربین مورد نظر خود را در مکان هایی که قصد استفاده از آن ها را دارید آزمایش کنید. گرچه این کار ممکن است چند ساعت زمان ببرد، اما برای هر پروژه ای که حجم قابل توجهی فضای ذخیره سازی نیاز دارد. تخمین زدن توسط خودتان، به جای وابستگی به ماشین حساب هایی که نمی توانند به طور کامل و دقیق دوربین ها و صحنه ها را باهم تطبیق دهند، باعث صرفه جویی در زمان شما خواهد شد و از بروز مشکلات آتی جلوگیری خواهد نمود.

[/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]

مدت زمان ضبط فیلم دوربین مداربسته: چالشی برای تجهیزات ذخیره سازی

فوریه 6, 2021

توسط نت پرداز آذر مقالات

[vc_row][vc_column width=”1/6″][/vc_column][vc_column width=”2/3″][vc_column_text]

مدت زمان ضبط فیلم دوربین مداربسته: چالشی برای تجهیزات ذخیره سازی

مدت زمان ضبط فیلم در دوربین های مداربسته یکی از دغدغه های اصلی کسانی است که از تجهیزات نظارتی بهره می برند. آمار ها نشان می دهد که تا مدت زمان “۱ ماه” پر کاربرد ترین مدت زمان ذخیره سازی نظارت ویدئویی بوده است. با این حال برخلاف گذشته کاهش قابل توجهی در شمار سیستم هایی که از مدت زمان “۲ هفته” استفاده می کردند رخ داده و بسیاری به ۱ ماه یا بیش از آن روی آورده اند. از سوی دیگر، میانگین مدت زمان ذخیره سازی چندان بالا نرفته است و بسیاری از پاسخ دهندگان به وضوح بیان کرده اند که بدون توجه به هزینه های ذخیره سازی، «یک ماه» مدت زمانی کافی است.

در این نوشته با عنوان “مدت زمان ضبط فیلم دوربین مداربسته: چالشی برای تجهیزات ذخیره سازی”، آمار و ارقام و توضیح شرکت های تولید کننده و نمایندگی دوربین مداربسته را درباره ی تصمیم گیری در زمینه ی مدت زمان ذخیره سازی تجزیه و تحلیل می کنیم.

مرور آمار و ارقام در مورد مدت زمان ضبط فیلم

در یک نظرسنجی از حدود ۱۵۰ شرکت تولید کننده دوربین مداربسته به عنوان پاسخ دهنده، تقریبأ ۷۰ درصد آن ها میانگین مدت زمان ذخیره سازی را حدود یک ماه گزارش کردند. و درصد تقریبا مشابهی از آن ها مدت زمان کمتر یا بیشتری را عنوان نمودند.

انتظارات کاربران دوربین های مداربسته در رابطه با مدت زمان ضبط فیلم

توضیح مشترک شرکت های تجمیع گر دوربین مداربسته در مورد مدت زمان ضبط فیلم این بود که «یک ماه» به مدت زمان مورد انتظار مشتری تبدیل شده است. آن ها عمده نظرات خود را به شرح زیر عنوان نموده اند:

به نظر می رسد ۳۰ روز به یک استاندارد تبدیل شده باشد. اگر دلایل دیگری برای نیاز به مقدار کمتر یا بیشتر از آن وجود داشته باشد، معمولا مربوط به نوعی استاندارد قانونی خواهد بود که به بیش از ۳۰ روز زمان نیاز خواهد داشت.
۳۰ روز به نظر درک درستی از سرعت ضبط و مدت زمان ذخیره سازی مناسب تجاری است.
در کل، برای صنایعی که قوانین مشخصی در این حوزه ندارند، به نظر نمی رسد منطق محکمی برای نیاز به مدت زمان بیشتر یا کمتر از ۳۰ روز وجود داشته باشد.
بیشتر مشتری ها استانداردهای ۳۰ روزه دارند. بعضی از مشتری ها، به دلیل استاندارد های خاص صنعت خود، نیاز به زمان بیشتر دارند.

بازیابی تصاویر مورد خود در مدت زمان یک ماه

با توجه به انتظارات مشتریان می توان اظهار داشت که عرف های کلی در مورد مدت زمان ضبط فیلم به این دلیل شکل گرفته اند که بیشتر کاربران که قادر به یافتن و بازیابی تصاویر مورد نیاز خود در مدت زمان یک ماه بوده اند.

با توجه به این که لازم است متوجه بروز اتفاق در محل بشوید، توصیه می کنیم بیشترین مدت زمانی را که خارج از دفتر خود هستید و میانگین زمانی را که طول می کشد یک تکنسین به تقاضای شما پاسخ دهد انتخاب کنید.
بیشتر مردم می گویند ۳۰ روز. اما قبول دارند که دو هفته نیز زمان کافی برای مشخص کردن تمام اتفاقاتی است که روی داده است. به طوری که می توانند تصاویر ضبط شده را مرور کنند یا بک آپ گیری کنند.
به جای این که از مشتری بپرسم چه مدت زمانی می خواهد تصاویر ذخیره شود، از او می پرسم که چقدر طول می کشد تا یک اتفاق گزارش یا مشاهده شود؟ معمولا این کارها طی چند روز انجام می شوند. طولانی ترین مدت زمان یک هفته بوده است. با دو برابر کردن این مدت زمان، مشتری قادر خواهد بود بیشتر تصاویر بیشتر وقایع را بازبینی کند و سپس آن ها را در یک دستگاه ذخیره ساز دیگر ذخیره یا از آنها پشتیبان گیری کند.

نگاه سازمان ها به مدت زمان ضبط فیلم

برخی از کارشناسان در مورد نگاه سازمان ها به مدت زمان ضبط فیلم به گونه ی دیگری است. آن ها نظر خود را به ظرح زیر عنوان کرده اند.

برای بسیاری از افراد، این تصمیم گیری تیری در تاریکی است (هرچه بیشتر، بهتر). اما معمولا ما سعی می کنیم آن ها را در مسیری سوق دهیم تا درک کنند از نقطه نظر اتفاقی که می افتد، چه مقدار زمان ضبط مورد نیاز است. سازمان های بزرگتر، در صورتی که حادثه یا واقعه ای چندان واضح نبود، مدتی بعد متوجه آن می شوند، در حالی که شرکت های کوچکتر معمولا اگر اتفاقی بیافتد، سریع متوجه می شوند. با کاهش هزینه های ذخیره سازی و بهبود فشرده سازی، دستیابی به دوره های ذخیره سازی طولانی تر امکان پذیرتر شده و مشتریان معمولا مدت زمان بیشتری می خواهند، نه این که آن را کاهش دهند.
هزینه برای مشتری با بودجه و یا ماهیت نیازمندی های مشتری، مؤسسات مالی و بعضی از هتل ها به مدت زمان ذخیره سازی (روز) بیشتر و در بعضی مناطق به ضبط مستمر احتیاج دارند.

الزامات قانونی مدت زمان ضبط فیلم

الزامات قانونی، که هم ممکن است مدت زمان ضبط فیلم را محدود سازند و هم مدت زمان ذخیره سازی بیشتر را الزامی سازند، در موارد بسیار معدودی تأثیر گذار هستند. نمونه ای از این قوانین در کشور ها به شرح زیر عنوان شده است.

در بیشتر موارد قوانین محلی محدودیتی سی روزه دارند.
در کویت، قوانین جدید دولت حاکم ذخیره سازی ۱۲۰ روزه را الزامی ساخته اند.
افرادی هستند که به دلیل بعضی قوانین یا سیاست ها باید ذخیره سازی ۳۰ روزه داشته باشند. به نظر نمی رسد که این افراد بیش از نیاز خود را خریداری کنند.
برخی از الزامات ذخیره سازی جنبه ی اجباری دارند. برای مثال، در قوانین ایالت کلرادوی آمریکا، ۴۰ روز ذخیره سازی الزامی است. در قانون ایالت واشنگتن نیز ۴۵ روز ذخیره سازی ضروری است.
ما در سایت های مراقبت های پزشکی زیادی کار کرده ایم و از سوی مسئولان ذخیره سازی ۳۰ روزه حکم شده است.

محدودیت های فیزیکی مدت زمان ضبط فیلم

برخی از شرکت های تجمیع گر در رابطه با مدت زمان ضبط فیلم از محدودیت هایی فیزیکی تجهیزات ذخیره سازی مورد استفاده سخن می گویند:

در حال حاضر ما از نظر تولید کنندگان NVR محدودیت داریم، زیرا آن ها بر روی هارد دیسک های (HDD) ضبط می کنند و اندازه و هزینه ی این دیسک ها محدودیت آفرین است. ما سعی می کنیم ذخیره سازی را در یک قطعه (و نه در قطعات مختلف) نگهداری کنیم.
با در دسترس قرار گرفتن هارد دیسک های ۴ ترابایتی و حتی اندازه های بزرگتر، دست یابی به ذخیره سازی ۶۰ روزه آسان تر شده است. با این حال، آپشن های RAID و عوامل دیگر همانند فضای فیزیکی تک ممکن است این الزامات را تغییر دهند.

بزرگترین عامل محدود کننده فیزیکی

بزرگترین عامل محدود کننده مدت زمان ضبط فیلم (همانند همه ی موارد امنیتی دیگر) هزینه است. در بیشتر مکان ها زمانی که قرار است تصاویر وارد سرور سازمانی شوند، هزینه و بودجه ی ذخیره سازی چندان به چشم نمی آید. بنا بر این، فضای ذخیره سازی زیادی در اختیار خواهیم داشت. اما برای نصب های کوچک معمولا بیشتر این سرورها با مشکل فضاهای ذخیره سازی زیاد مواجه هستند. سرورها معمولا تنها ۱ یا ۲ فضا برای نصب هارد دیسک دارند. بنابر این، یک عامل محدود کننده در آن جا وجود خواهد داشت.
ما عموما از چهار هارد دیسک ۴ ترابایتی ۵/۳ اینچی مخصوص سیستم های نظارتی برای هر سرور استفاده می کنیم. این هارد دیسک ها هم اکنون دارای بهترین نسبت هزینه به ظرفیت هستند و ما انتظار داریم که گاهی از هارد دیسک های ۶ ترابایتی نیز استفاده کنیم. سرور VMS ما برای پروژه های کوچک تر تا ۴ هارد دیسک را پشتیبانی می کند. بنا بر این، حتی با وجود مشکل افزونگی هارد دیسک، هیچ مشکلی با نگهداری ۳۰ روزه نداریم.

بیشتر DVR و NVR ها از تعداد محدودی هارد دیسک ها پشتیبانی می کنند. این موضوع عموما برای سیستم های کوچک با یک یا دو هارد دیسک رایج است. این امر می تواند مدت زمان ذخیره سازی را محدود کند؛ به ویژه این که آن دستگاه ها ارزان قیمت هستند و ارتقای آن ها هزینه ی زیادی در پی دارد.

بررسی های هزینه از نظر تولید کنندگان دوربین مداربسته

هزینه همچنان اصلی ترین جنبه ی منفی برای مدت زمان ضبط فیلم طولانی تر است. چرا که بسیاری از شرکت های تجمیع گر هزینه را به عنوان محدودیت اصلی عنوان کرده اند. آنها نظر خود را در رابطه با هزینه ها این چنین بیان کرده اند:

قیمت تجهیزات ذخیره سازی.
بودجه ی کاربر نهایی، هزینه ی هر ترابایت و سرورها.
بیشتر سیستم ها کوچک هستند و بنا بر این هزینه مهم است.
هزینه همیشه عامل اصلی است. بیشتر سیستم ها از شکلی از RAIDاستفاده می کنند و ما از هارد دیسک های سطح مصرف کننده استفاده نمی کنیم.
هزینه ی ذخیره سازی معمولا دلیل اصلی محدود شدن تعداد روزهای ذخیره شده است.
هزینه ی آرایه های بزرگ ذخیره سازی RAID مورد نیاز در دوربین هایی با مگاپیکسل بالاتر و فریم ریت ۲۰ تا ۳۰ فریم در ثانیه.
در بیشتر مواقع، هزینه ی ذخیره سازی در یک محیط RAID محدودیت آفرین است.

آیا هزینه ها در مدت زمان ضبط فیلم دخیل نیست؟

با این حال، بر خلاف سال های گذشته، برخی شرکت های تولید کننده دوربین مداربسته به شکل قابل توجهی کمتر با محدودیت های هزینه ای مواجه بودند. تعداد زیادی از آن ها تأکید دارند که هزینه مانع مهمی در مدت زمان ضبط فیلم محسوب نمی شود. آنها نظر خود را در این رابطه اینچنین بیان داشته اند:

در بیشتر مواقع هزینه های ذخیره سازی نگرانی اصلی نیستند. زیرا قیمت هارد دیسک ها به نسبت پایین آمده است و بسیاری از دوربین های جدید بسیار کارآمدتر از مدل های قبلی هستند.
نسبت اندازه به قیمت هارد دیسک باعث شده نگهداری کوتاه مدت تر دیگر چندان مقرون به صرفه نباشد.
با کاهش هزینه های ذخیره سازی و بهبود فشرده سازی، دوره های نگهداری طولانی تر قابل دست یابی هستند و مشتریان معمولا زمان ذخیره سازی بیشتر می خواهند.
معمولا هزینه مهم است. اگرچه ذخیره سازی واقعا یک بخش بسیار ارزان این معادله شده است. بنا بر این، هیچ دلیلی برای مضایقه در مدت زمان ذخیره سازی وجود ندارد.

هزینه ی هارد دیسک برای هر ترابایت قطعأ کمتر از ۵ سال پیش است (تقریبأ ۵۰ درصد کمتر). علاوه بر این، افزایش کدک های هوشمند نیز کاهش بیش از ۵۰ درصدی در مصرف فضای ذخیره سازی به بار آورده است.

چه مدت مدت زمان ضبط فیلم مناسب است؟

این ها آمار و ارقام مربوط به شرکت های تولید کننده دوربین مداربسته هستند. شاید یک ماه مدت زمان ضبط فیلم برای اکثر افراد به نظر مناسب باشد. اما با توجه به نیازها (برای مثال، این که آیا شما بانکی هستید که از کلاهبرداری انجام شده بعد از ۴۵ روز گزارش دریافت می کنید و غیره) ممکن است به ذخیره سازی طولانی مدت تری نیاز داشته باشید. با وجود این، به سختی می توان ضبط کمتر از یک ماه را بر حسب صرفه جویی هزینه ای توجیه کرد. به خصوص این که نصب های جدید از دوربین های کدک هوشمندی استفاده می کنند، که بر اساس آزمایش ها استفاده از آن ها را توصیه می شود.

برای کسب اطلاعات به روز در مورد مباحث زیر می توانید با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

[/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]

استریم های ویدئویی دوربین های مداربسته

فوریه 2, 2021

توسط نت پرداز آذر مقالات

[vc_row][vc_column width=”1/6″][/vc_column][vc_column width=”2/3″][vc_column_text]

استریم های ویدئویی دوربین های مداربسته : مقایسه ی VBR ، CBR و MBR

استریم های ویدئویی دوربین مداربسته تأثیر زیادی بر روی کیفیت و پهنای باند دارد. این مسئله تنها به انتخاب کدک هایی چون H.264 یا H.265 ختم نمی شود. صرف نظر از کدک مورد استفاده، باید بتوان نحوه ی مدیریت تغییرات در پیچیدگی صحنه توسط استریم های ویدئویی دوربین های مداربسته را نیز انتخاب کرد. سه حالت اصلی برای استریمینگ ویدئویی (VBR، CBR و MBR) و یک ویژگی مرتبط (کدک های هوشمند) وجود دارد، که به میزان قابل توجهی بر پهنای باند مورد نیاز دوربین مداربسته تأثیر می گذارند. در این نوشته که با عنوان”استریم های ویدئویی دوربین های مداربسته : مقایسه ی VBR ، CBR و MBR” تهیه شده، به مقایسه این استریم ها خواهیم پرداخت.

استریم های ویدئویی VBR ، CBR و MBR

در اینجا به منظور آشنایی بیشتر با انواع استریم های ویدئویی دوربین های مداربسته تعریف مختصری از VBR ، CBR و MBR عنوان می شود.

CBR مخفف عبارت Constant Bit Rate، به معنای بیت ریت ثابت است و هدف آن دست یابی به یک سطح پهنای باند ثابت است، که برای این کار تغییر کیفیت تصویر ویدئویی مجاز است.
VBR مخفف عبارت Variable Bit Rate، به معنای بیت ریت متغیر است و در آن بیت ریت مجاز به تغییر است. اما سطح کیفیت تصویر ویدئویی ثابت نگه داشته می شود.
MBR مخفف عبارت Maximum Bit Rate، به معنای بیت ریت حداکثری است که در آن تغییر بیت ریت تا حداکثر مقدار تعیین شده مجاز است، که می توان آن را VBR کراندار (Bounded) در نظر گرفت.

با توجه به نیازتان باید تعیین کنید که آیا بیت ریت می تواند تغییر کند. اگر بله میزان تغییر آن تا چه حد می تواند باشد؟

نحوه ی تغییر پیچیدگی صحنه

استریم های ویدئویی دوربین های مداربسته از نظر پیچیدگی می تواند به نحو چشم گیری تغییر کنند. اگر دوربینی داشته باشید که در طول روز بر روی یک دیوار سفید زوم شده باشد، صحنه ای بسیار ساده ای خواهیم داشت. برای داشتن سطح کیفی خوب، استریم ویدئویی اچ دی P720 با فریم ریت (Frame Rate) ۳۰ فریم در ثانیه به پهنای باند ۲۰۰ کیلوبیت در ثانیه نیاز خواهد داشت. در نقطه ی مقابل، اگر دوربینی داشته باشید که به یک تقاطع پر تردد نگاه می کند، صحنه ای بسیار پیچیده خواهید داشت.

با فرض تنظیماتی دقیقا مشابه صحنه ی قبلی، ممکن است به بیست برابر پهنای باند بیشتر (۴۰۰۰ کیلوبیت در ثانیه) نیاز داشته باشید تا کیفیت را در همان سطح خوب حفظ کنید. هر چه صحنه پیچیده تر شود، بیت های بیشتر پهنای باند بیشتر مورد نیاز خواهد بود تا همان سطح کیفیت حفظ شود. در این جا اهمیتی ندارد که کدک شما تا چه حد خوب و یا پیشرفته است.

چالش های نظارت تصویری

چالش عملی اصلی استریم های ویدئویی در نظارت تصویری این است که پیچیدگی صحنه ممکن است حتی در یک دوربین و فقط در طی چند ساعت به میزان قابل توجهی تغییر کند. تنظیم دوربین مداربسته برای استفاده از پهنای باند کمتر باعث خواهد شد کیفیت تصویر از دست برود. از سوی دیگر تنظیم دوربین برای استفاده از پهنای باند بسیار زیاد باعث اتلاف مقدار قابل توجهی فضای ذخیره سازی خواهد شد.

مسائل مرتبط با پیاده سازی دوربین IP

دو عامل رایج دیگر انتخاب دوربین مداربسته بر اساس استریم های ویدئویی را چالش برانگیزتر می سازند. این دو عامل را می توان به شرح زیر توصیف نمود.

پیش فرض های متفاوت: تولید کنندگان دوربین، هم از حیث حالت های کدگذاری و هم از نظر بیت ریت مورد استفاده، پیش فرض های بسیار متفاوتی دارند. همین طور، حتی در صورتی که فریم ریت و رزولوشن دو دوربین یکسان باشد، باز هم ممکن است عملکرد آن ها در استفاده از پهنای باند به شکل چشم گیری متفاوت باشد.
ترمینولوژی متفاوت (اصطلاحات متفاوت): بیشتر تولید کنندگان از اصطلاحات استاندارد VBR ، CBR یا MBR استفاده نمی کنند و در بیشتر مواقع با خلق واژه های جدید و متفاوت، باعث سر در گمی کاربران می شوند. این واژه ها به سادگی می توانند باعث سوء برداشت یا اشتباه کاربران در مورد کنترل های مجاز شوند.

ازاستریم های ویدئویی MBR استفاده کنید

توصیه ی IPVM در مورد استریم های ویدئویی این است که از استریمینگ MBR که گاهی آن را VBR کراندار نامیده می شود، استفاده کنید. زیرا MBR ترکیبی از بهترین مزایای کد گذاری VBR و CBR را ارائه می کند. در زیر به چندی از مزایای استفاده از MBR اشاره می شود.

مزایای استفاده از MBR

کدگذاریMBR در مقایسه با تنظیمات معمول CBR باعث کاهش مصرف پهنای باند به میزان ۳۰ تا ۷۰ درصد می شود. این کاهش به این دلیل رخ می دهد که به دوربین مداربسته اجازه ی کاهش پهنای باند مورد استفاده در شرایط ساده بودن صحنه داده می شود. این در حالی است که CBR همیشه در یک بیت ریت ثابت قفل می شود.

کدگذاری MBR در مقایسه با تنظیمات معمول VBRمی تواند مصرف پهنای باند را به مقدار ۲۰ تا ۵۰ درصد کاهش دهد. MBR این کار را با جلوگیری از مصرف بیش از اندازه و انفجاری پهنای باند VBR و اعمال سطح حداکثری پهنای باند انجام می دهد. در این حالت به احتمال زیاد عملا شاهد کاهش کیفیت تصویر نخواهیم بود. زیرا به هر حال جزئیات تصویر ضبط شده در یک صحنه ی تاریک کاهش می یابد.

علاوه بر موارد مذکورMBR امکان استفاده ی بهتر از کدک های هوشمند را فراهم می آورد. در حالی که CBR این کار را نمی کند. با توجه به این که کدک های هوشمند در آزمایش ها باعث صرفه جویی هایی در پهنای باند شدند (به طور میانگین بیش از ۵۰ درصد) این مورد یک دلیل متقاعد کننده ی دیگر برای استفاده از MBR است.

صرفه جویی های بیشتر کدک های هوشمند

در چند سال گذشته، کدک های هوشمند متداول شده اند و بسیاری از تولید کنندگان دوربین این کدک ها را در دوربین های خود گنجانده اند. کدک های هوشمند فشرده سازی را با توجه به آنچه که در صحنه است، تغییر می دهند. بنابراین، بخش های ثابت پس زمینه ی تصویر ممکن است بسیار فشرده و دارای کیفیت پایین باشند. در حالی که تصویر سوژه های متحرک با فشرده سازی کمتر ارائه می شود. همچنین، آن ها می توانند بازه ی I فریم را تغییر دهند و زمانی که فعالیت ناچیزی در صحنه وجود دارد باعث کاهش بازه ی I فریم و مصرف پهنای باند کمتر شوند.

چون کدک های هوشمند فشرده سازی، بازه ی I فریم و سایر تنظیمات کدک را تغییر می دهند، ذاتا نیازمند VBR یا MBR هستند و به طور کلی با CBR مورد استفاده قرار نمی گیرند. در حقیقت، بیشتر دوربین ها هنگام استفاده از کدک های هوشمند، به صورت خودکار حالت استریم های ویدئویی را به VBR تغییر می دهند. توجه داشته باشید که برخی دوربین ها این امکان را فراهم می آورند که پس از فعال شدن کدک هوشمند، استریم های ویدئویی به صورت CBR تنظیم شود. اما آزمایش ها نادرستی این گزاره را نشان دادند. چرا که استریم های ویدئویی هنگام استفاده از VBR با کدک های هوشمند واکنشی مشابه داشتند.

گزینه های پیکربندی تولید کننده

نمودار زیر مرجع سریعی را ارائه می کند که می توانید وضعیت پشتیبانی تولید کنندگان از روش های مختلف استریمینگ را بررسی کنید در ادامه، گزینه های پیکربندی کدگذاری هر تولید کننده را بررسی می کنیم.

ارکانت ویژن

دوربین های مداربسته ارکانت ویژن (Arecont Vision) از هر سه حالت استریم های ویدئویی پشتیبانی می کنند. در این دوربین های مداربسته حالت پیش فرض MBR با کران بالای ۱۰٫۰۰۰ کیلوبیت در ثانیه است. ارکانت ویژن این کران را حد سرعت (Rate Limit) می نامد. که در تصویر نشان داده شده است. توجه داشته باشید که برخی از نسخه های قدیمی تر دوربین های مداربسته ارکانت ویژن فقط از VBR پشتیبانی می کنند، و هیچ راهی برای تعیین کران بالای بیت ریت و همچنین استفاده از حالت CBR در آن ها وجود ندارد.

اویجیلون

دوربین های کنونی اویجیلون (Avigilon) به صورت پیش فرض از استریم های ویدئویی MBR استفاده می کنند و هیچ راهی برای استفاده از استریم های ویدئویی CBR یا VBR وجود ندارد. در دوربین های اویجیلون، پهنای باند مصرفی تا بیت ریت حداکثری تنظیم شده توسط بیت ریت ماکزیمم، که به عنوان کران بالا عمل می کند، تغییر خواهد کرد.

اکسیس

دوربین مداربسته اکسیس در حال حاضر برای استریم های ویدئویی از دو رابط وب متفاوت استفاده می کند. زیرا هنوز بسیاری از دوربین ها به رابط کاربری مبتنی بر HTML5 جدید انتقال نیافته اند. با این حال، در هر دو رابط وب قدیمی و جدید اکسیس پیش فرض تنظیمات به یک شکل و آن هم VBR بدون کران بالا است، که در تصویر زیر از رابط جدید نشان داده می شود. گزینه ی Maximum Bitrate این امکان را فراهم می آورد که بیت ریت تا مقدار حداکثر تعیین شده تغییر کند. توجه داشته باشید که اکسیس هرگز از CBR “واقعی” پشتیبانی نکرده است. پیش از این نیز تنظیمات بیت ریت ثابت آن ها در واقع همان MBR با برچسب CBR بود.

بوش

نسبت به تمامی دوربین هایی که تا کنون بررسی کرده ایم دوربین مداربسته بوش پیچیده ترین گزینه های پیکربندی را برای اینکد کردن دارد. به طور کلی بوش می تواند هر ۳ حالت را انجام دهد. با این حال، باید چگونگی تنظیم فیلدهای Target bitrate و Maximum Bit Rate را بدانیم، که در شکل زیر نشان داده شده است:

برای تنظیم MBR کافی است حداکثر بیت ریت را به همان میزانی که در نظر دارید تنظیم کنید. میزان بیت ریت هدف عملأ حداقل بیت ریت است. اگر می خواهید تنظیمات به VBR بدون کران بالا نزدیک تر باشد، باید بیت ریت هدف را پایین و حداکثر بیت ریت را بالا تنظیم کنید. این مقدار را می توانید حداکثر تا ۴۰ , ۰۰۰ کیلوبیت در ثانیه تنظیم کنید. به این ترتیب، امکان تغییرات گسترده ی بیت ریت فراهم می شود. معمولا دوربین ها هرگز به این بیت ریت ۴۰ مگابیت در ثانیه نمی رسند.

در نهایت، اگر بخواهید به مقداری نزدیک به CBR دست پیدا کنید، بیت ریت هدف و حداکثر بیت ریت را به هم نزدیک کنید. این کار باعث می شود پهنای باند در بازه ای بسیار محدود باقی بماند. دوربین مداربسته بوش امکان نزدیک شدن این دو عدد را به اندازه ی ۱۰ درصد اختلاف فراهم می سازد. برای مثال، می توانید بیت ریت هدف و حداکثر بیت ریت را به ترتیب ۵۰۰۰ و ۵۵۰۰ تعیین کنید.

داهوا

دوربین مداربسته تحت شبکه داهوا (Dahua) از استریم های ویدئویی MBR و CBR پشتیبانی می کنند. لازم به ذکر است که استریم های ویدئویی پیش فرض داهوا CBR است. کاربران می توانند بیت ریت های حداکثری از پیش تعریف شده را انتخاب کنند یا این که خودشان آن را وارد کنند. در این دوربین ها هیچ راهی برای دستیابی به استریم های VBR بدون کران وجود ندارد.

هانوا

مدل های جدید دوربین مداربسته هانوا (Hanwha) دارای استریم های ویدئویی CBR و یک حالتی دیگر هستند که آن را VBR برچسب گذاری کرده اند. با این حال، برخلاف پیاده سازی های واقعی VBR، در دوربین های هانوا هیچ راهی برای ثابت کردن فشردگی دوربین وجود ندارد و هم بیت ریت و هم کوانتیزاسیون تغییر می کنند.

با این همه، مدل های قدیمی تر هانوا از CBR و MBR پشتیبانی می کنند و کران بالای بیت ریت آن ها حداکثر می تواند ۳۰ مگابیت در ثانیه باشد.

هایک ویژن

دوربین مدار بسته هایک ویژن تحت شبکه (Hikvision) نیز از استریم های ویدئویی MBR (پیش فرض) و CBR پشتیبانی می کنند. در آن ها هیچ راهی برای دستیابی به VBR بدون کران وجود ندارد.

پاناسونیک

دوربین مداربسته تحت شبکه پاناسونیک (Panasonic) از CBR و MBR (پیش فرض) پشتیبانی می کنند. توجه داشته باشید که در این دوربین ها نیز هیچ راهی برای رسیدن به VBR بدون کران وجود ندارد. اما می توان در حد بسیار بالایی (۲۴ مگابیت در ثانیه یا بالاتر، بسته به مدل) تنظیم کرد. دوربین مداربسته تحت شبکه پاناسونیک شامل حالت های دیگری نیز هست. اما توصیه می کنیم که همانند دیگر دوربین ها از MBR بهره ببرید. توجه داشته باشید که مدل های جدید پاناسونیک با نام i-PRO EXTREME یکی از معدود دوربین هایی هستند که به صورت پیش فرض از H.265 برای استریم اصلی خود بهره می برند. کاربران باید مراقب این مسئله باشند. زیرا اگر VMS ها و NVR ها از این استریم پشتیبانی نکنند، اتصال دوربین به آن ها با مشکل روبرو خواهد شد.

پلکو

دوربین مداربسته پلکو (Pelco) از هر ۳ حالت استریم های ویدئویی پشتیبانی می کند. اما از حالتی که آن را CVBR (Constrained Variable Bit Rate) می نامد، استفاده می کنند. به طور کلی CVBR نوعی کدک CBR است که اجازه می دهد بیت ریت به طور جزئی تغییر کند که تقریبا به اندازه ی ۱۰ درصد بالاتر یا پایین تر خواهد بود. همینطور، این حالت کم و بیش همان حالت CBR است. مطابق شکل زیر، بیت ریت ویژه یا هدف در فیلد بیت ریت تنظیم می شود:

حداکثر بیت ریتی که در تصویر نشان داده شده به عنوان حجم حداکثر یا کران حجم عمل می کند.

سونی

سونی (Sony Video Security Products) نیز از هر ۳ حالت استریم های ویدئویی پشتیبانی می کند. اما چون سونی از سال ۲۰۱۳ یا ۲۰۱۴ پشتیبانی خود را از این سه حالت آغاز کرده است، بنا بر این ممکن است دوربین های قدیمی که سخت افزارشان به روزرسانی نشده است از VBR یا MBR پشتیبانی نکنند. برای فعال کردن MBR در دوربین مداربسته سونی، ابتدا باید VBR را انتخاب کنید و سپس حداکثر بیت ریت مجاز را به طور مناسب وارد کنید. در این تصویر این عمل نشان داده شده است.

تصویر زیر هر ۳ حالت را برای سونی نشان می دهد.

با این حال، توجه داشته باشید که در دوربین های نسل هفتم سونی شامل SNC-VM772R و SNC-VB770 هیچ راهی برای تثبیت فشرده سازی هنگام تنظیم دوربین بر روی حالت VBR وجود ندارد. به جای آن تنها میزان بیت ریت هدف تعیین می شود. با این حال، حتی این تنظیمات نیز گیج کننده هستند. چرا که در آزمایش ها، صرف نظر از میزان فعالیت در صحنه، دوربین پهنای باند کمتری نسبت به بیت ریت هدف مصرف کرده و هرگز به کران بالای بیت ریت نرسیده است.

یونی ویو

دوربین مدرابسته یونی ویو (Uniview) از استریم های ویدئویی MBR(اگرچه بانام VBR) و CBR پشتیبانی می کنند. حداکثر بیت ریت محدود به حد بالای ۱۶ مگابیت در ثانیه است، که در تصویر زیر نشان داده شده است.

ویوتک

دوربین مداربسته ویوتک (VIVOTEK) از VBR پشتیبانی می کند. این استریم ویدئویی در رابط کاربری به نام Fixed quality مشخص می شود. همچنین ویوتک نسخه ای از MBR که آن را Constrained bitrate می نامد نیز پشتیبانی می کند. Constrained bitrate عملکردی مشابه با VBR دارد. در این مورد دوربین فشردگی را در یک سطح مشخص تثبیت می کند و بیت ریت آزادانه تا حد مشخص شده (حداکثر تا ۴۰ مگابیت در ثانیه) مطابق تصویر تغییر می کند. زمانی که بیت ریت به این حد نزدیک می شود، فشرده سازی با فریم ریت ممکن است تغییر کند، که در بخش Policy تصویر زیر نشان داده شده است.

کار با دوربین های CBR

اگر چه اکنون دوربین هایی که فقط از استریم های ویدئویی CBR پشتیبانی کنند نادر هستند، اما ممکن است کاربران هنوز با مدل های جدید آشنا نشده باشند. یا ممکن است که سیستم هایی را ببینید که هنوز فقط از CBR استفاده می کنند. در این مورد، در این بخش توصیه هایی ارائه شده است از همان ابتدا، تولید کنندگان دوربین های CBR به طور معمول بیت ریت پیش فرض را روی مقداری بالا نسبت به کاربردهای معمول تنظیم می کردند. این بدان معنا است که کیفیت تصویر باید خوب به نظر برسد. جنبه ی منفی نیز این است که در حال هدر دادن پهنای باند هستید. با حالت CBRتعیین مقدار بیت ریت مناسب با یکی از دو رویکرد زیر قابل انجام است. با استریم های ویدئویی CBRتعیین مقدار بیت ریت مناسب با یکی از دو رویکرد زیر قابل انجام است.

رویکرد های تعیین مقدار بیت ریت در اسریم ویدوئویی CBR

بیت ریت را روی مقدار بالا تنظیم کنید و به این ترتیب از هر گونه مشکلات کیفی اجتناب کنید. اما در نظر داشته باشید که احتمالا حدود ۳۰ تا ۷۰ درصد از پهنای باند مورد استفاده را هدر داده اید.
پیچیدگی صحنه و کیفیتی را که نیاز دارید با آزمودن چند سطح پهنای باند در زمان های متفاوت روز ارزیابی کنید. سپس یکی از این آنها را انتخاب کنید.

به هر ترتیبCBR کاربران را مجبور می کند به یک حدی رضایت دهند. اگر صحنه در تمام ساعات شبانه روز و ایام هفته یکنواخت باقی نماند، یکی از دو مشکل هدر رفتن پهنای باند یا افت کیفیت در برخی از ساعات روز رخ خواهد داد. این ایراد ساده نیست و به همین دلیل است که بیشتر افراد MBR را ترجیح می دهند. زیرا MBR کار بر اساس حدس و گمان و احتمال بروز خطا را حذف می کند.

تأثیراستریم های ویدئویی VBR و CBR بر روی کیفیت

هر دو استریم های ویدئویی VBR و CBR بر روی سطوح فشرده سازی تأثیر می گذارند و این امر جنبه ای مهم و نادیده گرفته شده از استریمینگ ویدئویی است. بدون توجه به رزولوشن انتخابی (نظیر P1080، P720 و غیره) مقدار فشرده سازی تصاویر تغییر می کند و هرچه فشرده سازی بیشتر شود، تصویر بی کیفیت تر به نظر خواهد رسید. با استفاده از VBR سطح فشرده سازی ثابت باقی می ماند و پهنای باند تغییر می کند تا تضمین شود که هر صحنه در آن سطح فشرده می شود.

با CBR پهنای باند ثابت می شود. بنابراین سطح فشرده سازی باید در زمان تغییر صحنه تنظیم شود.

نکته: این مطلب در سال ۲۰۱۷ به روزرسانی شده تا پیشرفت هایی که در کدک های هوشمند رخ داده و تغییراتی که در پیکربندی ها و امکانات تولید کنندگان اعمال شده در آن گنجانده شود.

برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد استریم های ویدئویی دوربین مداربسته مایلسایت و دوربین مداربسته کی دی تی با کارشناسان ما در ارتباط باشید. [/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_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]

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

ژانویه 30, 2021

توسط نت پرداز آذر مقالات

[vc_row][vc_column width=”1/6″][/vc_column][vc_column width=”2/3″][vc_column_text]

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:

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.
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]

کدک های هوشمند تحول بنیادین در دوربین های مداربسته

ژانویه 27, 2021

توسط نت پرداز آذر مقالات

[vc_row][vc_column width=”1/6″][/vc_column][vc_column width=”2/3″][vc_column_text]

کدک های هوشمند تحول بنیادین در دوربین های مداربسته

کدک های هوشمند امروزه به جریان اصلی مبدل شده اند. در حالی که زمانی این عبارت شعار بازاریابی تلقی می شد، اما اکنون اکثریت قریب به اتفاق تولید کنندگان، حداقل روی برخی از دوربین هایشان، کدک های هوشمند را ارائه می کنند.

نام های استفاده شده برای بازاریابی متغیر هستند. از آن جمله می توان به زیپ استریم (Zip Stream)، اسمارت کدینگ (Smart Coding)، H.264+ و اسمارت استریم Smart Stream II ویوتک اشاره نمود. نکته ی بسیار مهم این که این پیاده سازی ها و صرفه جویی پهنای باند توسط آن ها تفاوت چشم گیری با هم دارند. در این مطلب توضیح می دهیم که کدک های هوشمند قصد دارند چه کاری انجام دهند و رایج ترین پیاده سازی ها را معرفی خواهیم کرد.

در نوشته ” کدک های هوشمند تحول بنیادین در دوربین های مداربسته” به مطالب زیر خواهیم پرداخت:

تکنیک های فشرده سازی ایستا، بازه ی I فریم و فریم ریت.
اساس کدک هوشمند.
فشرده سازی پویا.
بازه ی پویای I فریم یا GOP .
فریم ریت یا فریم ریت پویا.
مناطق فشرده سازی ایستا.
DNR هوشمند.
سازگاری با VMS (سیستم مدیریت ویدئویی یا نرم افزار دوربین مداربسته) و NVR .
پشتیبانی تولید کننده.
توصیه های حاصل از آزمایش ها.
ریسک های مرتبط با پهنای باند دوربین مداربسته.
دور نمای کدک هوشمند.

بررسی کدک های معمولی

بر خلاف کدک های هوشمند در کدک های معمولی، سه پارامتر کلیدی معمولا روی مقادیر ثابت تنظیم می شوند. این سه پارامتر مشتمل بر موارد زیر هستند:

سطح فشرده سازی (که گاهی کیفیت یا کوانتیزاسیون نامیده می شود).
بازه ی I فریم (که گاهی GOP یا GOV نامیده می شود).
فریم ریت (FPS یا فریم در ثانیه).

حتی اگر از این موارد آگاهی نداشته باشید، تولید کنندگان در تصمیم های خود برای تعیین مقادیر پیش فرض به آن ها توجه می کنند.

تأثیرات فشرده سازی ثابت

کدک های «معمولی»، بدون در نظر گرفتن آنچه نمایش داده می شود، یک سطح فشرده سازی برای کل استریم ویدئویی تنظیم می کنند. برای مثال، اگر صحنه ی مورد نظر یک راهرو باشد هم افراد متحرک و هم دیوارها، زمین، درب و دیگر بخش های پس زمینه در سطح مشابهی در هر فریم فشرده می شوند.

تأثیرات بازهی ثابت I فریم

تأثیرات بازهی ثابت I فریم اساسی ترین تفاوت بین کدک های امروزی (یعنی H.264 و H.265) و کدک های قدیمی تر، نظیر MJPEG، این است که آن ها یک تصویر مشابه را بارها و بارها ارسال نمی کنند. به جای این کار، یک فریم کامل به نام I فریم ارسال می شود و سپس فقط به روزرسانی های کوچکی از بخش هایی از صحنه که دچار تغییر شده است که به آنها P فریم می گویند، ارسال می گردند.

در کدک های استاندارد، بازهی I فریم ثابت است. این امر به این معنی است که دوربین همیشه یک فریم را به صورت دوره ای (معمولا در بازه ی زمانی یک ثانیه ای) ایجاد خواهد کرد. در این سناریو، اگر فرم ریت استریم ۳۰ فریم در ثانیه باشد، یک فریم ارسال می شود و متعاقب آن ۲۹ P فریم ارسال می گردد، و سپس این عمل تکرار می شود. ایراد بازه ی ثابت I فریم در این است که ممکن است میزان فعالیت در صحنه تغییر کند. گاهی ممکن است یک راهرو برای یک ساعت خالی باشد. در طول این زمان، ارسال یک فریم در هر ثانیه بیهوده است. به یاد داشته باشید که I فریم ها نسبت به P فریم ها پهنای باند به مراتب بیشتری مصرف می کنند، که این مقدار تقریبأ به ده برابر Pفریم می رسد.

اما هنگامی که افراد زیادی در راهرو قدم می زنند، بازه ی I فریم باید کوتاه تر شود تا جزئیات کمتری از دست برود و از بروز سایر مشکلات جلوگیری شود.

تکنیک های کدک های هوشمند

بر خلاف کدک های مرسوم، کدک های هوشمند این پارامترها را با استفاده از ترکیب سه تکنیک به صورت پویا تنظیم می کنند:

فشرده سازی پویا: در این روش به جای تغییر در کل فریم، فشردگی در مناطق گوناگونی از صحنه تغییر می کند.
بازه ی پویای I فریم: در این روش بازه ی I فریم بسته به میزان حرکت در صحنه تغییر می کند.
فریم ریت پویا: در این روش، فریم ریت بسته به میزان حرکت در صحنه تغییر می کند.

در اینجا، به جزئیات این روش ها بیشتر می پردازیم.

فشرده سازی پویا

اولین روش در مورد استفاده کدک های هوشمند فشرده سازی پویا است. این روش بر اساس میزان فعالیت، سطح کوانتیزاسیون را برای بخش های مختلف صحنه تنظیم می کند. برای مثال، به جای تنظیم فشرده سازی کل صحنه بر روی «متوسط»، همان گونه که در صحنه ی راهروی مثال بالا نشان داده شد، دوربین مداربسته فشرده سازی را برای سوژه ی متحرک روی «کم» (کیفیت بالاتر) تنظیم می کند. این عمل موجب می شود تا کیفیت ضبط را به حداکثر برساند و فشرده سازی را روی بخش های ایستای پس زمینه افزایش دهد.

با تنظیم سطوح فشرده سازی برای بخش هایی از صحنه، این امکان وجود دارد پهنای باند مصرفی کلی کاهش پیدا کند. همچنین کیفیت تصویر در مناطقی از صحنه، که به واسطه ی تخصیص دهی سطوح فشردگی به بخش های مرتبط صحنه از اهمیت ویژه ای برخوردار شده اند، افزایش یابد.

بازه ی پویای I فریم

دوم این که کدک های هوشمند می توانند بازه ی I فریم را بر اساس دنبال کردن فعالیت موجود در صحنه تنظیم کنند. بنابر این، تا زمانی که در صحنه کمی تحرک وجود دارد، دوربین مداربسته می تواند به صورت متناوب (برای مثال هر ۵ یا ۱۰ یا ۲۰ ثانیه) I فریم ارسال کند. اما به محض این که فعالیت قابل توجهی تشخیص داده شد، یک I فریم ایجاد می شود و بازه ی زمانی آن، تا زمان تداوم این فعالیت، کوتاه نگه داشته می شود.

تصویر زیر تحلیل یک استریم ویدئویی H.264 استاندارد را در مقایسه با استریمی که از بازه ی پویای I فریم (GOP) بهره می برد، نشان می دهد. در حالی که کدک استاندارد در بازه ی I فریم ۱۰ ثابت نگه داشته می شود، بازه ی پویای I فریم تغییر می کند. زمانی که هیچ حرکتی در صحنه نباشد، این بازه به بیش از ۷۰ افزایش پیدا می کند. توجه داشته باشید که هر دو استریم نشان داده شده در این تصویر دارای فریم ریت ۱۰ فریم در ثانیه بودند.

در حالی که بازه ی پویای I فریم کیفیت را بهتر نخواهد کرد، کیفیت اساسا باید همان مقدار قبلی باقی بماند. در عین حال پهنای باند به مقدار قابل توجهی کاهش پیدا می کند. در آزمایش ها، GOP پویا مهم ترین عامل محرک صرفه جویی در پهنای باند در کدک های هوشمند بود.

فریم ریت پویا

گرچه برخی از VMS ها و NVR ها سال ها است دارای فریم ریت پویا هستند، و آن را به نام “ضبط تقویت شده ی حرکت” (Motion Boost Recording) می شناسیم، این قابلیت به تازگی به دوربین های IP اضافه شده است. همانند بازه ی I فریم،FPS پویا بیت ریت را صرفا با ارسال فریم های کمتر، در زمان نبود فعالیت در صحنه، کاهش می دهد.

در حالی که این کار می تواند بیت ریت را به طور قابل توجهی کاهش دهد، کاربران باید مراقب کاهش فریم ریت باشند. زیرا ممکن است در موارد نادر سوژه هایی که سریع حرکت می کنند (نظیر خودروهایی با سرعت های بزرگراهی، افرادی که در محیطی کوچک می دوند و غیره) در تصویر دیده نشوند. علاوه بر این، در برخی از موارد، مقررات ممکن است مانع از کاهش فریم ریت شوند.

نه چندان هوشمند: مناطق فشرده سازی ثابت

برخی از دوربین ها به کاربران امکان می دهند تا مناطق ثابت محیط را به عنوان پیش زمینه و پس زمینه تعیین کنند. این کار می تواند در برخی از موارد باعث کاهش بیت ریت شود. اما در مقایسه با کدک های هوشمند ریسک های اضافی به همراه دارد. این ریسک ها می تواند شامل موارد زیر باشد:

فشرده سازی بالای غیرعمدی: اگر این بخش ها با دقت و بر اساس استفاده ی واقعی از منطقه ی تحت نظارت تنظیم نشوند، اشیاء متحرک ممکن است به مناطق «پس زمینه ای» با فشرده سازی بالاتر در پس زمینه حرکت کنند و جزئیات قابل استفاده ی آن ها از دست برود.
تنظیم دستی در صورت تغییر شرایط: اگر شرایط صحنه تغییر کند، کاربران باید به صورت دستی مناطق ایستای خود را تنظیم کنند تا کاربرد صحنه را به نحو مناسب انعکاس دهند. هنگام استفاده از کدک های هوشمند دیگر نیاز به هیچ تنظیمی نیست.

فناوری هوشمند مرتبط: کاهش نویز

کدک های معمولی در مقایسه با کدک های هوشمند، با نویزهای قابل مشاهده مشکل دارند. این نویزها در صحنه های کم نور رایج هستند. این نویز در صفحه نمایش «حرکت می کند» و انکدرها تصور می کنند که حرکتی واقعی رخ داده است. چون دوربین معتقد است این یک حرکت واقعی است، در اغلب موارد پهنای باند بیشتری را اشغال می کند. امروزه دوربین ها به نحو فزاینده در حال هوشمند شدن هستند تا حرکات واقعی (نظیر راه رفتن شخص یا حرکت خودرو) را از نویزهای قابل مشاهده تشخیص دهند. این اتفاق می تواند پهنای باند را به مقدار قابل توجهی کاهش دهد.

کار با NVRها و VMSهای استاندارد

به دلیل اینکه کدک های هوشمند در چارچوب استاندارد H.264 و H.265 عمل می کنند، پشتیبانی اضافه ای از سوی NVR و VMS نیاز نیست. در نقطه ی مقابل، برای برخی کدک های ویژه نظیر MxPEG موبوتیکس (Mobotix) یا EdgeVis دیجیتال بریرز (Digital Barriers) مدعی کاهش پهنای باند هستند. اما به یکپارچه سازی سیستم احتیاج دارند، این پشتیبانی مورد نیاز است. برخی از VMS ها با مشکلاتی در مورد باز پخش پرش دار تصویر یا عدم بارگذاری استریم های ویدئویی دست به گریبان بوده اند. اما بیشتر توسعه دهندگان VMSها، به خاطر معرفی کدک های هوشمند، پشتیبانی خود را بهبود بخشیده و بر این مشکلات غلبه کرده اند.

پشتیبانی تولید کننده از دوربین

این که دوربینی امکان فشرده سازی پویا را می دهد به این معنی نیست یا مستلزم آن نیست که از بازه های هوشمند I فریم یا فریم ریت پویا نیز پشتیبانی کند. برخی از دوربین ها تنها از یکی از این سه امکان پشتیبانی می کنند. فشرده سازی پویا رایج ترین آنها است. در حالی که برخی دوربین های دیگر از تمامی آنها پشتیبانی می کنند. نمودار زیر نشان می دهد که کدام تولید کننده از کدام ویژگی کدک هوشمند پشتیبانی می کند.

عملکرد آزمایش شده ی تولید کننده

IPVM تعدادی از این پیاده سازی ها، شامل موارد زیر را مورد آزمایش قرار داده است:

اکسیس زیپ استریم ۲ با فریم ریت پویا (Axis Zipstream II).
اکسیس زیپ استریم (Axis Zipstream).
داهوا اسمارت ۲۶۴+ (Dahua Smart H.264+ )
هانوا وایز استریم (Hanwha WiseStream)
هایک ویژن ۲۶۴+ (Hikvision H.264+ Encoding Technology)
پاناسونیک اسمارت کدینگ (Panasonic Smart Coding)
یونی ویو UCode(Uniview UCode)
دوربین مداربسته ویوتک اسمارت استریم ۲ به عنوان بخشی از مقایسه ی ۲۶۴ با H.264
ویوتک اسمارت استریم

که نتایج این آزمایش ها در زیر اشاره می شود.

نتایج آزمایش های IPVM

از این آزمایش ها، چند نکات کلیدی کسب شده که به شرح زیر هستند:

بازه ی هوشمند I فریم دارای بیشترین تأثیر (به مقدار ۶۰ درصد و حتی بیشتر) در صرفه جویی فضای تجهیزات ذخیره سازی است. دلیل آن هم این است که بسیاری از صحنه های نظارتی به مدت طولانی ایستا هستند و همین امر باعث صرفه جویی در فضای ذخیره سازی می شود.
فشرده سازی هوشمند پویا در رده ی بعدی بیشترین تأثیر است. گرچه صرفه جویی در پهنای باند آن بسیار کمتر است.
فشرده سازی هوشمند ثابت دارای کمترین تأثیر است. در بیشتر مواقع فشرده سازی هوشمند باعث صرفه جویی حدودأ ۱۰ تا ۲۰ درصدی در فضای ذخیره سازی می شود و این به دلیل محدودیت های موجود بر روی تعریف بخش ها است.

ریسک های پهنای باند در صحنه های با تحرک بالا

اگر چه کدک های هوشمند می توانند میانگین بیت ریت را به مقدار زیادی کاهش دهند، اما کاربران در حین محاسبه ی نیازهای پهنای باند، باید مراقب باشند. زیرا در صحنه های پر تحرک ممکن است این کاهش کم باشد یا به طور کلی هیچ کاهشی در پهنای باند از سوی کدک های هوشمند مشاهده نشود. برای مثال، در یک صحنه ی بزرگراه با تحرک بالا، بیت ریت دوربین های اکسیس، پاناسونیک و هایک ویژن نزدیک به بیت ریت در زمانی بود که در تحرک بالا، کدک های هوشمند غیر فعال بودند.

با این همه، صرفه جویی در پهنای باند به طور میانگین در مجموع هر دو دوره (دوره هایی با ترافیک بالا و دوره های دیگر) در تمامی دوربین ها به حدود ۷۰ درصد می رسید.

چون کدک های هوشمند اثر ناچیزی در دوره های پرتحرک دارند، نیازهای پهنای باند باید برای بدترین حالت بیت ریت، و نه حالت میانگین، محاسبه شوند و صرفه جویی های کدک هوشمند نیز باید لحاظ شوند. عدم انجام این کار ممکن است به اشباع بیش از حد و قطع لینک های کابلی و بی سیم منجر شود و سرورها را با اضافه بار مواجه سازد.

دورنمای کدک های هوشمند

در سال هی اخیر تقریبا تمامی تولید کنندگان اصلی حداقل روی برخی از دوربین هایشان کدک های هوشمند را اعمال کردنده اند. بسیاری از آن ها نیز آن را در خط اصلی تولیدات خود پیاده سازی کردند. اما آن هایی که کدک هوشمند نداشتند یا از روش های منقضی شده (نظیر DNR افزایش یافته یا کاهش عمق رنگ) استفاده می کردند که با گذشت زمان زیان قابل توجهی خواهند دید.

به دلیل اینکه توان پردازشی دوربین همچنان در حال افزایش بوده و نیز به دلیل این که مزایای پهنای باند بسیار حائز اهمیت هستند، انتظار داریم که تولید کنندگان ارائه ی کدک های هوشمند را ادامه دهند. همچنین هوشمندی این فرآیندها را برای صرفه جویی بیشتر بهبود دهند و آنها را با H.265 ترکیب کنند. زیرا این کدک در حال تبدیل به استریم اصلی مورد پذیرش همگان است.[/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%b4%d8%a8%da%a9%d9%87″ layout=”small” links_enable=”1″][/vc_column][vc_column width=”1/6″][/vc_column][/vc_row]

فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته و تاثیر آن بر کیفیت

ژانویه 26, 2021

توسط نت پرداز آذر مقالات

[vc_row][vc_column width=”1/6″][/vc_column][vc_column width=”2/3″][vc_column_text]

فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته و تاثیر آن بر کیفیت

فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته و تاثیر آن بر کیفیت از جمله بحث های داغ در میان کارشناسان سامانه های نظارتی و دوربین مداربسته است. در حالی که کُدک هایی مانند H.264، H.265 و MJPEG توجه زیادی را به خود جلب کرده اند، کیفیت دوربین یا تنظیمات فشردگی آن تأثیر زیادی بر کیفیت نهایی دارد. در این نوشته، در مورد این که “این سطح چیست؟”، “چه گزینه هایی پیش روی شما است؟” و “چگونه باید آن را بهینه سازی کنید؟” توضیحاتی ارائه می کنیم. برای شروع، دو تصویر (A) و (B) زیر را بررسی کنید.

اگر برداشت اولیه تان این است که این سؤال دارای نکته ی انحرافی است، درست فکر کرده اید. با توجه به اطلاعات ارائه شده، بهترین پاسخ این است که نمی توان رزولوشن را تشخیص داد. در این مورد، پاسخ صحیح این است که هر دو تصویر دارای رزولوشن مشابه یکدیگرند. برای هر دو تصویر از دوربین یکسانی استفاده شده و فقط سطح کیفیت را برای تصویر B پایین آورده اند. در حالی که همه ی موارد دیگر، شامل رزولوشن P720 و کدک H.264 مشابه هم نگه داشته شده است. این حقیقت که دو تصویر با رزولوشن یکسان ممکن است تفاوت چشمگیری با هم داشته باشند پیامدهای مهمی دارد. در این بخش، علت این مسئله را توضیح می دهیم و موارد زیر را پوشش می دهیم:

سطوح کوانتیزاسیون (فشرده سازی).
پهنای باند و افت کیفیت.
مثال های کیفیت تصویر.
تفاوت تولید کننده ها.
تأثیر VBR ، MBR و CBR تأثیر کدک هوشمند.
توصیه ها.

سطوح کوانتیزاسیون (فشرده سازی تصویر)

تمام دوربین های IP، صرف نظر از این که از چه کدکی استفاده می کنند، سطوح کیفی ای را به نام فشرده سازی تصویر یا کوانتیزاسیون (Quantization‎) ارائه می دهند. کوانتیزاسیون H.264 متغیری با مقیاس استاندارد است که از ۰ تا ۵۱ تغییر می کند. هر چه این عدد کمتر باشد، یعنی فشرده سازی تصویر کمتر بوده و بنا بر این کیفیت آن بالاتر است. اگر این مسئله برای شما غیرعادی به نظر برسد، قابل درک است. اما این اندازه گیری ها در استانداردهای H.264 مورد پذیرش قرار گرفته اند.

موازنه ای کلیدی : پهنای باند و افت کیفیت

موازنه ی کلیدی در تنظیم کوانتیزاسیون تعیین این مسئله است که به ازای کاهشی مشخص در پهنای باند، با چه میزان افت کیفیت موافق هستید. به خاطر داشته باشید که فشرده سازی تصویر ویدئویی نظارتی با کاهش کیفیت همراه است. یعنی با فشرده سازی تصویر ویدئویی برخی از اطلاعات از دست خواهند رفت. تصمیمی که باید گرفته شود این است که تا چه میزان اطلاعات را می توان از دست داد. افزایش فشرده سازی یا کاهش کیفیت با صرفه جویی در پهنای باند همراه است. اما در ازای آن کیفیت هم کاهش می یابد. با افزایش کیفیت یا کاهش فشرده سازی ممکن است جزئیات قابل توجهی به دست آورید، اما پهنای باند بیشتری مصرف خواهد شد و زمان و حجم مورد نیاز به تجهیزات ذخیره سازی کاهش خواهد یافت.

مثال های تصویری

تصویر زیر تأثیر تغییر سطوح کیفیت را نشان می دهد. به منظور نشان دادن این اثر، دو تصویر نمونه را از دو صحنه گرفتیم. صحنه ای ساده در فضای داخلی و صحنه ای پیچیده در فضای خارجی و بیت ریت را تنظیم کردیم. در هر دو تصویر می توان دید با افزایش بیت ریت سطوح DRF (Distortion Rate Function)، که با رنگ قرمز مشخص شده اند، کاهش یافته اند. بر عکس، افزایش کیفیت تصویر با کاهش پیکسلی شدن و بلوک شدن اشیاء همراه است. توجه داشته باشید که برای نشان دادن تأثیرات بیت ریت از یک استریم CBR (Constant Bitrate) استفاده شده است.

رویکردهای تولید کننده

تمام تولید کنندگان یک سطح کیفی پیش فرض را تنظیم می کنند. حتی اگر هیچ گاه از این تنظیمات استفاده نکرده باشید، باز هم تولید کننده گزینه ای را برای شما ارائه می کند. با این حال، با گسترش دوربین های مداربسته حرفه ای، گزینه های پیکربندی در دسترس کاربران قرار گرفته اند تا به آن ها امکان چنین تنظیمی را بدهند. در ادامه چند تولید کننده را بررسی می کنیم تا رویکردهای آنها را بهتر بشناسیم.

http://photo20.ir/images/kpbvhl0ztdm1nmsovieu.jpg

اکسیس

عموما اکسیس (Axis) برای فشرده سازی تصویر ویدئویی از دو رابط وب متفاوت استفاده می کند. زیرا بیشتر دوربین های آن ها هنوز به رابط کاربری (UI) مبتنی بر HTML5 آن ها تغییر پیدا نکرده اند. هر دو UI جدید و قدیمی وب از Compression برای اشاره به کیفیت استفاده می کنند. اعداد بزرگ تر نشان دهنده ی فشرده سازی بیشتر و کمتر شدن پهنای باند هستند. مراقب باشید، زیرا کاربران بی تجربه ممکن است به سادگی مقیاس را افزایش دهند و فکر کنند که با این کار کیفیت تصویر بالا می رود. رابط جدید وب از یک نوار لغزنده / ورودی دستی استفاده می کند:

در حالی که رابط قدیمی فقط امکان ورود دستی را می دهد:

صرف نظر از این که از کدام UI استفاده می شود، عدد ۳۰ در فشرده سازی تصویر اکسیس تقریبا معادل ۲۸ در مقیاس کوانتیزاسیون است.

بوش

تنظیمات کدک دوربین مداربسته بوش کوانتیزاسیون را بر اساس Pفریم ها انجام می دهد، و به I فریم ها امکان داده می شود به اندازه ی مقدار خاصی تغییر کنند. به گزینه ی I/P-frame delta QP در شکل زیر توجه کنید. بنا بر این، اگر Pفریم ها روی ۲۵ و I فریم ها روی ۶- تنظیم شوند، I فریم ها از حداقل کوانتزاسیون ۱۹ استفاده خواهند کرد.

هایک ویژن

تنظیمات فشرده سازی تصویر هایک ویژن (Hikvision) زیر زبانه یVideo/Audio قرار دارد و از مقیاس Lowest (بیشترین فشرده سازی) تا Highest (کمترین فشرده سازی) قابل تنظیم است. پیش فرض این تنظیمات روی Higher قرار گرفته است. این تنظیمات روی سطوح کوانتیزاسیون خاصی نگاشت می شوند، که تقریبا بین ۲۰ تا ۳۵ متغیر است.

تأثیر MBR، VBR و CBR

بیشتر ساز و کارهای نظارتی از بیت ریت متغیر استریم ویدئویی یا همان VBR (Variable Bitrate) استفاده می کنند. VBR پهنای باند را به منظور حفظ کیفیت تصویر در سطح کیفی از پیش تنظیم شده ای تغییر می دهد، که گاهی بیت ریت یک مقدار حداکثری با نام MBR (Maximum Bit Rate) دارد. سطوح تنظیم شده ی فوق معرف سطح کوانتیزاسیونی هستند که دوربین آن را هدف قرار داده است. برای مثال، دوربین اکسیس سطح کوانتزاسیون مورد نظرش را روی ۲۸ تنظیم می کند و در صورت لزوم بیت ریت را افزایش یا کاهش می دهد.

با این حال، اگر دوربین ها روی بیت ریت ثابت تنظیم شوند، سطح کیفی دیگر قابل تنظیم نخواهد بود. زیرا بیت ریت، بر اساس تعریف، «ثابت» در نظر گرفته می شود و سطح کیفی به طور خودکار به گونه ای تنظیم می شود که پهنای باند را روی یک مقدار ثابت نگه دارد. برای مثال، اگر یک استریم ویدئوی CBR با بیت ریت ۱ مگابیت در ثانیه داشته باشید و دوربین رو به یک دیوار سفید تنظیم شده باشد، دوربین ممکن است از سطح کیفی بالایی استفاده کند. زیرا فشرده سازی تصویر ساده است. با این حال، اگر چراغ ها خاموش شوند و دست یک نفر در جلوی دوربین حرکت کند، دوربین ممکن است برای حفظ بیت ریت روی همان مقدار ۱ مگابیت در ثانیه، سطح کیفی تصویر را پایین آورد. زیرا فشرده سازی سخت تر شده است.

تأثیر کدک هوشمند

مسئله ای که پیچیدگی فشرده سازی تصویر را بیشتر می کند این است که در چندسال گذشته تولید کنندگان دوربین کدک های هوشمندی را معرفی کرده اند. این فناوری امکان تغییر کیفیت تصویر را بر اساس میزان فعالیت در صحنه فراهم می آورند. بنا بر این، شخص یا خودرویی که در محوطه ی پارکینگ حرکت می کند دارای کیفیت بالاتری خواهد بود. در حالی که خودروهای پارک شده و درختان پیش زمینه کیفیت پایین تری خواهند داشت. در کل می توان گفت این کدک ها، در مقایسه با کدک های استاندارد (غیر هوشمند)، کیفیتی مشابه با حتی بهتر ارائه می دهند. اما بیت ریت آن ها بسیار کمتر است و پهنای باند ۲۵ تا ۳۰ درصد کاهش می یابد و این مقدار حتی ممکن است حتی به ۹۰ درصد نیز برسد.

با وجود این، توصیه ی اکید داریم که خوانندگان کدک های هوشمند را در محیط هایی که قرار است دوربین نصب شود آزمایش کنند. زیرا با این کار می توان برخی تأثیرات منفی روی کیفیت تصویر را مشاهده کرد. برای مثال، در یکی از آزمایش ها سطوح بالاتر تنظیمات کدک هوشمند باعث تار شدن، لکه دار شدن و به هم ریختگی تصویر صحنه شد، که این موارد در سوژه و پس زمینه ی تصویر زیر قابل مشاهده هستند. تنظیمات باید با دقت انجام شوند تا از بروز چنین مسائلی جلوگیری شود.

در فشرده سازی تصویر از چه چیزی باید استفاده کنیم؟

در نهایت، مهم ترین سوال این است که : چه تنظیمات فشرده سازی تصویر در کاربرد دوربین مداربسته ضروری است؟

متأسفانه، به دلایل زیر، رسیدن به یک پاسخ کلی غیرممکن است:

تغییر سطح کوانتیزاسیون از ۳۰ به ۲۹ یا ۴۲ به ۴۱ تفاوت شگفت انگیزی پدید نمی آورد. در بیشتر مواقع، تغییرات غیر قابل تشخیص و قابل بحث هستند.
صحنه های پیچیده تر (نظیر تقاطع خیابان ها) به طور معمول از سطوح کیفی بالاتری نسبت به صحنه های ساده (مانند یک راه پله) سود می برند. هر چه عناصر موجود در صحنه ریزتر مشاهده شوند (مثلا شخصی در یک تقاطع)، سطوح بالاتر کیفیت می توانند جزئیات با معنی بیشتری ضبط شوند.

با این حال، بر اساس آزمایش ها، دو توصیه ی کلیدی برای شما داریم:

بر اساس آزمایش هایی که در طول سال ها انجام شده به این نتیجه رسیده ایم که فشرده سازی تصویر ۲۸ بهترین تعادل را بین پهنای باند و کیفیت تصویر عرضه می کند. بسیاری از تولید کنندگان مقدار پیش فرض کوانتیزاسیون را بین ۲۸ و ۳۰ در نظر می گیرند.
به دلیل کاهش شدیدی که کدک های هوشمند در بیشتر صحنه ها در بیت ریت ایجاد می کنند، توصیه می کنیم هر جایی که امکان داشته باشد از کدک های هوشمند استفاده کنید. زیرا کاربران این توانایی را خواهند داشت که، هر جا که لازم باشد، کیفیت تصویر را افزایش دهند. در حالی که باز هم فریم ریت نسبت به کدک های معمولی کمتر خواهد بود.

[/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_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]

مقالات

حفظ امنیت شبکه نظارت تصویری : باید ها و نباید ها

بحران حفظ امنیت شبکه

حمله ی بهره برداری از Backdoor هایک ویژن

آسیب پذیری هارد کد شده ی گواهی نامه های داهوا

آسیب پذیری امنیتی بحرانی اکسیس

حمله ی سایبری بزرگ از طریق دوربین های هک شده ی داهوا

دستورالعمل های حفظ امنیت شبکه

دستورالعمل های امن سازی مختص نظارت تصویری نادر هستند

گذر واژه های قوی در حفظ امنیت شبکه

یکپارچه سازی LDAP و AD

فایروال ها و دسترسی از راه دور

خطرهای دسترسی از راه دور در حفظ امنیت شبکه

دسترسی نظیر به نظیر (P2P) و ابری (Cloud)

شبکه های مجازی یا VLANها

چگوگی عملکرد شبکه های مجازی یا VLANها

غیر فعال سازی پورت های استفاده نشده ی سوئیچ برای حفظ امنیت شبکه

غیر فعال کردن پورت های استفاده نشده ی شبکه

غیرفعال کردن سرویس های استفاده نشده برای حفظ امنیت شبکه

به روزرسانی های سیستم عامل و سخت افزار

فیلتر کردن آدرس MAC

۸۰۲٫۱X

پلاگهای قفل کننده

قفل های در و دسترسی فیزیکی

مدیریت امنیت شبکه برای سیستم های نظارت تصویری

ONVIF در نظارت تصویری : چیستی، کارکردها و محدودیت ها

ONVIF در نظارت تصویری به عنوان یک استاندارد

مقایسه ی ONVIF و PSIA

چرا ONVIF ؟

ONVIF در نظارت تصویری چه کاری انجام می دهد؟

ONVIF و APIهای اختصاصی

قابلیت های عملکرد تفصیلی ONVIF

ONVIF و NTSC/PAL

دستگاه و کلاینت های محصولات پشتیبانی کننده از ONVIF

انواع ONVIF

پروفایل های ONVIF

پشتیبانی از کدک ها

از H.265 پشتیبانی می شود، اما آزمایش ساز گاری انجام نشده است

خدمات و ویژگی ها

ادعاهای دروغین در مورد سازگاری با ONVIF

خودتان می توانید سازگاری با ONVIF را آزمایش کنید

مبانی کار ONVIF در تولید

مشکلات ویژگی های پیشرفته

مراقب مشکلات VMD باشید

توصیه هایی در مورد استفاده

واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) و SDK در دوربین های مداربسته

هیچ چیز مثل واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) نیست

همه ی عملکردها یک API ندارند

داشتن یک API حتما به این معنا نیست که با سیستم شما کار خواهد کرد

هزینه های API ها

انجام یکپارچه سازی زمان می برد

تغییرات واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) ممکن است به شکست شما منجر شود

شما محدود به آنچه که API انجام می دهد هستید

نمونه ای از واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API)

API ها در برابر SDK ها

API ها و استانداردها

پردازش تصویر دیجیتال و فیلم : مروری بر چیستی و کار کردها

پردازش تصویر دیجیتال چیست؟

جایگاه پردازش تصویر در علم الکترونیک

بینایی انسان در برابر پردازش تصویر دیجیتال

چالش افزایش هزینه های پردازش تصویر

کاربرد پردازش تصویر دیجیتال

بینایی رایانه‌ای

بینایی رایانه ای مکملی برای دید بیولوژیکی

برنامه های بینایی رایانه و پردازش تصویر دیجیتال در حوزه های پزشکی

عملکرد بینایی رایانه و پردازش تصویر دیجیتال در صنعت

برنامه های نظامی بزگترین عرصه عملکرد بینایی رایانه و پردازش تصویر دیجیتال

پردازش تصویر دیجیتال در اختیار وسایل نقلیه خودکار

تشخیص چهره

نحوه عملکرد الگوریتم های تشخیص چهره

شناسایی شاخص (Feature Detection)

تعریف شاخص در بینایی رایانه ای

نحوه شناسایی شاخص در الگوریتم های پردازش تصویر

انواع ردیاب های شاخص در الگوریتم های بینایی رایانه ای

لبه ها

گوشه ها (Corners / Interest Points)

لکه ها (Blobs)

پُشته (Ridge)

سیستم هشدار خروج از خط (Lane Departure Warning System)

فناوری های نوین در عرصه امنیت جاده ای

تصویر سازی غیر واقعی (Non-Photorealistic Rendering)