DVRچیست؟
Digital Video Recorderدستگاهی است که تصاویر را بصورت دیجیتال بر روی حافظه های دیجیتال، مانند هارددیسک یا کارت های حافظه فلش flash memory cardذخیره میکند که با افزایش ظرفیت و کاهش قیمت این نوع از حافظه ها، امروزه سیستم هایDVR توانایی ضبط زمان بیشتری از تصاویر را در مقایسه با ضبط کننده های آنالوگ(VCR) که امکان ذخیره تصاویر بر روی کاستهای ویدئویی را داشتند، فراهم می آورند.
Pc Based DVR
سیستم فوق بصورت یک برد الکترونیکی قابل نصب بر روی پورت PCI کامپیوتر می باشد این کارت ها عمل تبدیل تصاویر از آنالوگ به دیجیتال و با استفاده از نرم افزارهای مخصوصی Pc Based Dvr Softwareذخیره و طبقه بندی تصاویر با فرمت های ویدئویی در کامپیوتر را بر عهده دارد. کارتهای فوق در بازار بسیار متنوع بوده و به نسبت گستردگی سیستم دوربین مداربسته از کارتهای متنوعی استفاده می گردد.
کارت های DVRبصورت 4 کاناله 8 کاناله 16 کاناله و 32 کاناله در بازار موجود می باشد که منظور از کانال تعداد ورودی های تصویر می باشد که این کارت امکان دریافت n خط تصویر را از ورودی های خود دارا می باشد.
در کارتهای فوق کیفیت تصاویر ضبط شده و تعداد فریم هایی که از هر تصویر میتواند بگیرد دارای اهمیت می باشد.
نرم افزار های متنوعی در بازار موجود می باشد که میتوانند با انواع مختلف کارت های DVR کار کنند و کلیه امکانات مورد انتظار از یک سیستم نظارت تصویری در داخل این نرم افزار ها تعبیه شده است از قبیل انتقال تصاویر از طریق شبکه یا خط تلفن - خروجی های دیجیتالی برای استفاده از سایر دستگاه های امنیتی- قابلیت ضبط بصورت(Motion Detection) - نقشه الکترونیکی و ...
در سیستم فوق وجود یک کامپیوتر با منابع ذخیره بالا و قدرت پردازنده بالا مورد نیاز می باشد.
Stand-alone DVR
وجود کامپیوتر در استفاده از کارت های DVRچند عیب داشت اول اینکه استفاده از آن نیاز به اپراتور آموزش دیده داشت و امکان کار با آن برای همه فراهم نبود و دوم امکان هنگ کردن در هر لحظه برای کامپیوتر وجود داشت و سوم اصلا این همه امکاناتی که کامپیوتر به ما می دهد در این سیستم احتیاجی به آن نبود پس دستگاهی ساخته شد که با استفاده از سیستم عاملی مانند لینوکس بتواند تنها اعمال محدود به ضبط و طبقه بندی و سایر امکانات مربوط به یک سیستم ضبط مداربسته را انجام دهد. نکته جالب در پیشرفت و ارزان تر شدن این دستگاه ها استفاده از سیستم عامل کد باز لینوکس بوده زیرا شرکت های تولید کننده هزینه ای بابت استفاده از این سیستم عامل نپرداخته اند. این نوع دستگاه ها دارای قابلیت های زیادی هستند که در ادامه به آن اشاره خواهد شد.
فاکتورهای مهم در انتخابDVR
بر اساس کاربرد در پروژه های مختلف فاکتور هایی که در انتخاب سیستمDVR موثر می باشند عبارتند از:
• تعداد دوربینهای قابل پشتیبانی
• نرخ فریم در ثانیه(fps)
• فناوری فشردهسازی تصویر
• ظرفیت حافظه های مورد پشتیبانی
• قابلیت کنترل از راه دور
• قابلیت تشخیص حرکت
(motion detection)
• توانایی زمانبندی(scheduling)
• توانایی ضبط تصاویر رویCD یاDVD توسطCD/DVD Burner به عنوان نسخههای پشتیبان
• قابلیت اتصال حافظههایFlash
که در ادامه به بررسی برخی از فاکتور های فوق می پردازیم.
تعداد دوربینهای قابل پشتیبانی
ورودی تعداد دوربین به دستگاه DVRرا با تعداد کانال مشخص می کنند تعداد ورودی های متفاوت برای دوربینها وجود دارند که بطور متعارف نمونههایی از 4 کانال تا 64 کانال تولید می شود.
نرخ فریم در ثانیه(fps)
فاکتور فریم در ثانیه، تعداد تصاویری است کهDVR میتواند در هر ثانیه ضبط کند، این فاکتور که در اغلب موارد در پی فاکتور تعداد دوربین های مورد پشتیبانی بیان می گردد، در حقیقت کل تصاویری که قابل ذخیره توسط سیستم می باشد را عنوان می نماید که برای تعیینfps برای هر کانال دوربین،fps کلی سیستم را بر تعداد دوربینها تقسیم می کنیم.
مثال: یـکDVR باfps برابر 120fps و با هشت کانال 8chدوربیـن ورودی را در نظر بگیرید، چنین سیستمی 15fpsبـرای هـر دوربین را پشتیبانی خواهد نمود.
نکته: در سیستم هایPAL حداکثر 25 فریم در ثانیه و در سیستم هایNTSC حداکثر 30 فریم در ثانیه قابل پشتیبانی میباشد، که با چنین نرخی، تصاویر بصورت کاملا متحرک یاFull Motion به نظر خواهند رسید.
بنابراین برای حفاظت از اماکن حساس که نیازمند ذخیره تمامی تصاویر دریافتی از سنسورCCD دوربین را دارند، سیستمی با نرخ فریمی برابر 25 در سیستمPAL و برابر 30 در سیستم NTSC، مناسب خواهد بود، بدین ترتیب هیچ فریمی از دید ناظر سیستم، مخفی نخواهد ماند و این در حالی است که چنین سیستمی با عملکردی در حداکثر نرخ فریم و کیفیت تصویر، داده هایی با حجمی بالا را تولید نموده که در پی آن حافظه بسیار بزرگتری را برای ذخیره تصاویر نیازمند خواهد بود.
بنابراین در صورتی که 8 دوربین در نواحی بسیار حساس داشته باشیم، انتخاب یکDVR با قابلیت اتصال 8 دوربین به آن و با توانایی نرخ فریمی برابر با 200 در سیستم PAL، انتخاب بسیار خوبی برای شرایط مذکور می باشد.
نکته دیگری که در خصوص انواع سیستم ها در کنار تفاوت کدگذاری رنگ در آنها، مهم به نظر می رسد تعداد خطوط تصاویر در هر سیستم می باشد، سیستمPAL با وجودی که حداکثر 25 فریم در ثانیه را پشتیبانی میکند اما در هر فریم امکان نمایش 625 خط را فراهم می آورد که در مقایسه با سیستمNTSC با حداکثر نرخ 30 فریم در ثانیه و 525 خط در هر فریم، سیستم PAL تفکیک پذیری یا همانResolution بیشتری را ارائه خواهد داد.
بنابراین در انتخاب نوع دوربین وDVR هماهنگ با آن از نقطه نظر نوع سیستم، باید دقت کافی را لحاظ نمود در غیر این صورت تصاویر یا قابل نمایش نبوده و یا با وجود استفاده از دوربین رنگی، تصاویر بصورت سیاه و سفید نمایش خواهند یافت .
ساختار های فشرده سازی در سیستم های DVR
سیستم هایDVR بسته به کاربرد، ساختارهای متفاوتی را پشتیبانی می نمایند که عبارتند از:
• Mjpeg
• Mpeg I
• Mpeg II
• Mpeg 4
• H.264
توالی تصاویر متحرک در ساختارMJPEG
ساختار Mjpeg که در آن رنگ های یک تصویر با توجه به شباهتی که در یک محدوده دارند، بر مبنایTolerance داده شده، به یک رنگ تبدیل شده و در واقع با فرمت متداولJPEG کد می شوند و سپس با توجه به نرخ فریم تعیین شده ، تصاویر Jpeg برای ایجاد تصاویر متحرک در کنار هم ذخیره و یا ارسال میگردند (شکل 1).
این ساختار به دلیل سادگی در کدگذاری و کدگشایی در دوربین ها و سیستم های نظارت از راه دور از طریق سایت های وب، بسیار متداول میباشد .
سیستم هایی که فقط از این ساختار پشتیبانی می کنند هزینه به مراتب پایین تری نسبت به دیگر سیستم ها خواهند داشت و اغلب چنین تجهیزاتی در کاربرد های تبلیغاتی مانند نمایش خیابان ها و دانشگاه ها از طریق اینترنت مورد استفاده قرار می گیرند.
اما از آنجا که در چنین سیستم هایی ، فشرده سازی ساده ای صورت می پذیرد، تصاویری با حجمی بالا برای ذخیره سازی ایجاد می گردند که سازندگان این سیستم ها برای غلبه بر این مشکل عموما نرخ فریم در ثانیه و یا کیفیت تصاویر را کاهش می دهند بنابراین استفاده از چنین سیستم هایی در کابرد های نظارتی و امنیتی پیشنهاد نمی گردد.
درساختارMpegI بعد از کد گذاری تصاویر با فرمتی مشابهJpeg برای بدست آوردن تصاویر متحرک اولین تصویر در گروه تصاویر یاGroup Of Pictures (GOP) را ذخیره نموده و در فریم های دیگر فقط تغییرات ذخیره می گردند.
توالی تصاویر متحرک در ساختارMpeg
بنابراین نرخ فشرده سازی در این ساختار بسیار بیشتر از ساختارMJpeg خواهد بود.
ساختار Mpeg II که شبیه ساختارMpeg I میباشد به دلیل نیاز به کیفیتی بالاتر نسبت بهMpeg I بوجود آمد و اغلب کاربرد های تصویر برداری سینمایی و پزشکی دارد که با توجه به تفکیک پذیری بالای تصاویر دیجیتال شده، ابن ساختار توانایی بیشتری در خصوص بزرگ نمایی دیجیتال خواهد داشت ، اما نرخ پهنای باند بیشتری را نیز برای انتقال تصاویر به خود اختصاص خواهد داد.
رسانه متداول برای این ساختار به دلیل نرخ بالای اطلاعات کد شده،DVD بوده که در نتیجه عموماً این ساختار در کاربرد های مخابره راه دور تصاویر و اینترنت توصیه نمی گردد.
ساختارMpeg 4 بر مبنای اینکه دیدی شیئ گرا و متفاوت با آنچه گفته شد به تصاویر دارد، فشرده سازی بیشتری را به ارمغان آورده است.
H.264
H.264از این فرمت فشرده سازی برای ضبط در دستگاه های جدید استفاده می شود این فرمت نمونه پیشرفته استاندارد های پیشین و با کیفیت بالاتر و bit rateپایین تر می باشد. در مقایسه با استاندارد Mpeg 4حجم کمتری برای ذخیره تصاویر اشغال می کند.
H.264در رقابت با Mpeg 4
فرمت فشرده سازی جدید H.264مزایایی دارد که باعث شده در برابر فرمت Mpeg 4ترجیح داده شود.
این فرمت حدود 50% کمتر فضای هارد را اشغال می کند.
هزینه ذخیره سازی را کاهش داده.
کنترل تصاویر و مرور آنرا آسان ساخته.
سرعت بالایی در پخش روی اینترنت دارد.
H.264 Compression Vs MPEG4
The new H.264 Video Compression is by far superior to the older MPEG4
Ideal CCTV highly recommends H.264 because:
-
It saves almost 50 % of Hard Disk Space
-
It reduces storage cost
-
Greatly improves Remote Monitoring and View over the Web- Applications
-
Faster internet streaming
ساختار فشرده سازی صدا در دستگاه های DVRمعمولاً با دو فرمت MP3یا AC3می باشد.
اندازه تصویر قابل ضبط
استاندارد رزولوشن تصویر در این سیستم ها نیز اندازه های مختلفی دارد که در زیر به آن اشاره می شود.
Designation
|
H x V(NTSC)
|
H x V(PAL)
|
QCIF
|
176x120
|
176x144
|
CIF
|
352 x 240
|
352x288
|
2CIF
|
704 x 240
|
704x288
|
4CIF
|
704 x 480
|
704x576
|
Half D1
|
720 X 240
|
720 X 288
|
D1
|
720 x 480
|
720x576
|
از جمله استاندارهای سایز تصویری مورد استفاده در دستگاه های DVR امروزی 2 استاندارد CIFو D1می باشند .
نکته: فقط کافی است بدانید که استاندارد D1سایز تصویر full resolution بحساب می آید و اینکه فرمت CIF، 1/4 (یک چهارم) سایز تصویر در استاندارد D1می باشد.
نظرات شما عزیزان: