برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

نویسنده: مهندس سلطانی و مهندس آقاجانپور - ۱۳٩٠/۱٠/٧

روش‌های مختلف فشرده سازی تصویر

معروف‌ترین روش فشرده سازی تصاویر استاندارد JPEG نام خود را از گروه به وجود آورنده این استاندارد یعنی Joint Photographic Expert Group گرفته است. در این روش فشرده سازی Knee در 1:8 (یک به هشت) صورت می‌گیرد. در تصاویر متحرک از استاندارد Motion JPEG یا M-JPEG استفاده می‌شود. در این استاندارد Knee در 1:15 اتفاق می‌افتد. بنابراین با استفاده از استاندارد M-JPEG در بیشترین میزان فشرده سازی ظرفیت یک تصویر 450 کیلوبایتی به 30 کیلوبایت تقلیل می‌یابد. اما این ضرفیت هنوز هم ضرفیت خیلی زیادی است چرا که در صورتی که حتی 2 فریم در ثانیه هم ضبط داشته باشید در طول 24 ساعت به فضایی بالغ بر 6 گیگا بایت نیاز خواهید داشت.

روش نسبتا جدیدتر (نسبت به M-JPEG) روش MPEG است که به وسیله گروه Motion Picture Expert Group طراحی و ایجاد شد. این استاندارد این قابلیت را دارد که قسمت‌های اضافی یا مشابه رانه تنها در هر تصویر بلکه در بین تصاویر مختلف و مجاوور نیز شناسایی و حذف کند.

در روش MPEG I از هر تصویر سه فریم متفاوت ساخته می‌شود. فریم اول (I-frame) همه خصوصیات و اطلاعات مربوط به ساخت تصویر مورد نظر را دارد. فریم بعدی فریم پیش‌بینی (P-frame) نام دارد و از I-frame تصویر قبلی ایجاد شده است و از آن برای ایجاد تصویر بعدی استفاده می‌شود. فریم آخر یا فریم پیشبینی دوتایی (B-frames) از دو فریم قبلی و بعدی ساخته می‌شود. در این روش فشرده سازی قسمت‌های تکراری و زائد نه تنها در هر تصویر بلکه بین تصاویر مختلف با استفاده از مقایسه فریم‌ها با هم حذف می‌شوند و به این ترتیب ظرفیت تصاویر ضبط شده در این روش بسیار کتر از روش JPEG است.

با توجه به اصل مقایسه تصاویر در صورتی که تصویر گرفته شده از یک مکان دارای حرکت کمتر و عوامل ثابت بیشتری باشد (مثل تصاویر گرفته شده با دوربین‌های مداربسته ثابت) ظرفیت تصاویر خیلی کمتر از حالت‌های دیگر خواهد بود و به همین صورت این روش فشرده سازی امکان فشرده کردن تصاویر را تا نسبت ۱:۱۰۰ نیز فراهم می‌کند.

فرمت MPEG-2 نوع پیشرفته‌تری  از فشرده‌سازی به روش MPEG است با استفاده از این روش فشرده سازی می‌توان 90 دقیقه از یک فیلم با کیفیت VHS را در فضایی به بزرگی 650 مگابایت ذخیره کرد. در

از طرفی قابلیت استفاده از interframe یا حذف قسمت‌های تکراری در تصاویر مجاور دارای محدودیت‌هایی نیز هست. در صورتی که تصاویر فشرده شده دارای تغییرات دائمی و ناگهانی باشد میزان فشرده سازی تصاویر به شدن کاهش می‌یابد بنابراین ضرفیت تصاویر ضبط شده در فرمت‌هایی که دارای قابلیت interframe هستند تا حد زیادی به تغییرات در تصاویر نیز وابسته است.

جدول زیر یک مقایسه کوتاه و مختصر را بین روش‌های فشرده‌سازی تصاویر در دوربین‌های مداربسته نشان می‌دهد.

 

نوع فرمت

KNEE

با INTERFRAME

JPEG

4 –8:1

این قابلیت را ندارد

M-JPEG

10 -15:1

این قابلیت را ندارد

MPEG

10 –15:1

100:1

FRACTAL

20 –30:1

>100:1

WAVELET

30:1

>100:1

 

نویسنده: مهندس سلطانی و مهندس آقاجانپور - ۱۳٩٠/۱٠/٧

اصول ضبط دیجیتال

در ضبط دیجیتال هر تصویر به تعدادی از پیکسل‌ها یا نقاط تقسیم می‌شود. برای هر یک از این پیکسل‌ها مبدل انالوگ به دیجیتال خصوصیات مختلف آن پیکسل مثل رنگ و روشنایی را به اعداد دیجیتال تبدیل می‌کند. و مجموع اطلاعات این پیکسل‌ها با هم یک تصویر را تشکیل می‌دهد و مجموع تصاویر با هم و به ترتیب یک تصویر متحرک را تشکیل می‌دهند. اطلاعات دیجیتال مربوط به هر پیکسل می‌تواند بر روی یک حافظه دیجیتال ضبط شود. یک تصویر عادی از یک دوربین تک فام (سیاه و سفید) می‌تواند 450 کیلوبایت فضا را اشغال کند و در یک تصویر رنگی این ضرفیت به 650 کیلوبایت می‌رشد. از این سو باید به دنبال راهی برای کاهش ظرفیت تصاویر بود. چنین ضرورتی موجب به وجود آمدن روش‌های مختلف کمپرس تصویر شد.

یک فریم تصویر دارای حجم زیادی از اطلاعات زائد است. در سیستم‌های انالوگ تصویر با تمامی اطلاعات آن به صورت ساده‌ای ضبط می‌شود اما در یک سیستم دیجیتال این کار ظرفیت زیادی را اشغال خواهد کرد پس باید اطلاعات زائد را از هر فریم جدا کرد. جدا کردن تغییر محسوسی را در کیفیت تصویر ضبط شده نخواهد داشت اما ظرفیت آن را به شدت کاهش خواهد داد. بیشتر روش‌های فشرده سازی تصویر دارای محدودیتی در فشرده سازی هستند و در صورت فشرده کردن تصویر بیش از آن کیفیت تصویر به شدت کاهش خواهد یافتو به نقطه‌ای که پس از آن کیفیت تصویر به شدت افت می‌کند Knee می‌گویند.


دوربین تحت شبکه (IP Camera)

 

استفاده از دوربین‌های تحت شبکه به علت بالا رفتن قابلیت‌های آنها نسبت به گذشته روز به روز درحال افزایش است.

   

برخی از خصوصیات این دوربین‌ها :

 رزولیشن یا تفکیک پذیری

متفاوت از دوربین‌های آنالوگ که رزولیشن آنها با تی وی لاین (TVL) مشخص می‌شد (تعداد خطوط افقی موجود در تصویر) در دوربین‌ها تحت شبکه رزولیشن به پیکسن عنوان می‌شود.

به عنوان مثال 520 تی وی لاین در یک دوربین آنالوگ با رزولیشن 752x582 برابری می‌کند (که در نوع آنالوگ رزولیشن نسبتا بالایی به شمار می‌رود)

استفاده از دوربین‌های 2 و 3 مگاپیکسلی به صورت دوربین‌های شبکه به سرعت رایج شده و این دوربین‌ها می‌توانند تصاویری به مراتب بهتر از دوربین‌های آنالوگ ارائه دهند.

امروزه حتی دوربین‌های شبکه با روزلیشن 16 و 20 مگاپیکسر نیز وجود دارد. این دوربین‌ها می‌توانند تصاویر را با تمام جزئیاتشان نمایش دهند. از این دوربین‌ها معمولا برای مشاهده محیط‌های پهناور استفاده می‌شود.

عملکرد در نور کم

دوربین‌های تحت شبکه اولیه عملکرد مناسبی در نور کم نداشتند و مکانیزم جبران‌کننده آنها نیز باعث کاهش تعداد فریم‌ها در تصویر می‌شد که به یک تصویر بی کیفیت و نامنظم می‌انجامید.

اما دوربین‌های امروزی می‌توانند تصویر نسبتا مناسبی را حتی در نور یک لوکس نیز ایجاد کنند و از نور موجود استفاده مناسب را بکنند و 25 فریم در ثانیه را در هر شرایطی ایجاد کنند.

عملکرد در شبکه

یکی از نگرانی‌های مهم مسئولان شبکه در مورد استفاده از دوربین‌های تحت شبکه تاثیر آنها بر روی شبکه و کاهش سرعت آن است. چراکه به ویژه در دوربین رزولیشن بالا حجم زیادی از اطلاعات مربوط به دوربین باید در هر لحظه در شبکه جابه جا شود و با توجه به پهنای باند محدود شبکه این می‌تواند موجب ایجاد اختلال در شبکه نیز شود.

با این حال شبکه‌های گیگابایتی امروزی می‌توانند به راحتی نصب این دوربین‌ها را پشتیبانی کنند و در صورت ایجاد اختلال باید ظرفیت شبکه را افزایش داد. روش دیگر برای جلوگیری از ایجاد اختلال در شبکه استفاده از کابل‌های داده و عدم نصب مستقیم دوربین‌ها به شبکه است به طوری که تصاویر دارای شبکه خاص خود در سیستم باشند.

Power over Ethernet

بیشتر دوربین‌های شبکه دارای این قابلیت هستند. به این معنا که می‌توانید دوربین را با همان کابل شبکه تغیه کنید و این نیاز به یک کابل اضافه را جهت تغذیه دوربین از بین می‌برد.

پیشرفت‌های جدید این امکان را فارهم کرده که تجهیزات پر مصرف تر مانند دوربین‌های با قابلیت پن تیلت و زوم را نیز بتوان با همان کابل دیتا تغذیه کرد.

در مقایسه با دوربین‌های آنالوگ که به یک کالب جداگانه برای تغذیه نیاز داشتند این قابلیت موجب صرفه جویی در زمان و هزینه کابل کشی خواهد شد.

محدودیت طول کابل

داده‌ها بر روی کابل Cat5 دارای محدودیت مسافت تا ۱۰۰ متر است. با این حال تقویت‌کننده‌هایی وجود دارند که به راحتی این مسافت به ۲۰۰ متر افزایش می‌دهند و با استفاده از تجهیزات پیچیده‌تر می‌توان این مسافت را تا ۵۰۰ متر نیز افزایش داد.

با این حال در موقع نصب دوربین‌های شبکه نیز مانند دوربین‌های انالوگ باید به محدودیت فاصیه آنها و طول کابل توجه داشت.


 

  چگونگی ایجاد تصویر

CCD در واقع مخفف Charged Coupled Device است. CCD یک ابزار الکترونیکی محسوب می‌شود که از تعداد زیادی از دیودهای بسیار کوچک حساس به نور تشکیل شده است. هر دیود موجود بر روی چیپ CCD ولتاژی را تولید می‌کند که دقیقا با نوری که دریافت می‌کند نسبت مستقیم دارد. دیودی که در معرض نور قرار نگیرد ولتاژی تولد نخواهد کرد و این عدم وجود ولتاژ به عنوان رنگ سیاه تلقی خواهد شد. مشابها بیشترین نور بیشترین ولتاژ را تولید خواهد و این بیشترین وتالژ به عنوان رنگ سفید تلقی می‌شود. سطوح نور بین این بیشترین و هیچ نیز ترکیبات مختلفی از خاکستری و طوسی را تشکیل می‌دهند. در دوربین‌های رنگی سیگنال‌های مربوط به رنگ‌ها نیز همراه با میزان نور دریافت می‌شود.

میزان نوری که یک چیپ CCD می‌تواند دریافت کند بسیار محدود است بنابراین نور ورودوی به چیپ CCD باید به وسیله محدود کننده‌ها به مقداری خیلی کمتر از مقدار واقعی خود تقلیل یابد.

 

 

 

Sensitivity یا حساسیت

یکی از خصوصیاتی که به عقیده بسیاری برای انتخاب دوربین بسیار مهم است میزان حساسیت آن است. حساسیت یک دوربین نشان دهنده میزان نوری است که دوربین برای ایجاد تصویر دارد. هرچه میزان حساسیت دوربین بیشتر باشد به نور کمتری برای ایجاد تصویر نیاز دارد.

نسبت سیگنال به نویز (Signal to noise ratio (S/n

همانوطری که از اسم این خصوصیت مشخص است میزان نسبت سیگنال‌های تصویر و نویز موجد در تصویر تولید شده را نشان می‌دهد. نویز بر روی تصویر ایجاد شده به صورت دانه‌های برفک مشخص خواهد شد و موجب پایین آمدن قابلیت تشخیص در تصویر نمایش داده شده بر روی مانیتور خواهد شد. واحد نشان دهنده نسبت s/n دسیبل dB است. البته این خصوصیت ممکن است به صورت یک نسبت نیز مشخص شود. جدول زیر میزان معادل دسیبل به نسبت سیگنال به نویز را نشان می‌دهد.

 

dB

نسبت

100

100,000:1

60

1,000:1

50

316:1

40

100:1

30

32:1

20

10:1

10

3:1

 

 

 

 

 

 

 

 

برای مثال میزان دسیبل 40 نسبت 100 به یک را نشان می‌دهد به این معنا که نویز تولید شده صد برابر کمتر از سیگنال تصویر ایجاد شده است. از انجایی که احتمالا شما هیچ پیش فرضی از میزان مناسب s/n ندارید در جدول زیر این نسبت را مقایسه می‌کنیم.

 

dB

S/N نسبت

کیفیت تصویر

60 dB

1,000

عالی, هیچ نویز قابل تشخیصی وجود ندارد

50 dB

316

خوب, کمی نویز در تصویر وجود دارد اما کیفیت خوب است

40dB

100

معقول, تصویر نسبتا خوب است اما همه جزئیات مشخص نیست

30 dB

32

تصویری ضعیف است با حجم زیادی از نویز

20 dB

10

تصویر غیر قابل استفاده است

 

 

      (Automatic gain control (AGC کنترل بازده بطور خودکار

زمانی که نور ورودی به دوربین از حد مورد نیاز برای ایجاد تصیر کمتر می‌شود مکانیزم AGC به طور خودکار وارد عمل شده و سیگنال ورودی را تقویت می‌کند. این تقویت تا جایی انجام می‌شود که سیگنال ورودی برای تشکیل تصویر به حدی استاندارد برسد. از طرفی این تقویت سیگنال ورودی موجب ایجاد نویز اضافه در تصویر نیز خواهد شد و به این ترتیب کیفیت تصویر دوربین در نور پایین به شدت پایین می‌آید. با توجه به نوع تقویت کنندگی در مکانیزم AGC میزان نویز تولیدی در نور کم می‌تواند متفاوت باشد.


نویسنده: مهندس سلطانی و مهندس آقاجانپور - ۱۳٩٠/۸/٦

چندین روش جهت اتصال دوربین PTZ به دستگاه DVR وجود دارد:

گاهی اوقات لازم است که فقط تصویر یک دوربین مداربتسه را برای محلی مشخص و یا محلی نامشخص ارسال کنیم، بیشتر مواقع از دوربینهای تحت شبکه استفاده می شود و لی بدلیل اینکه بعضی  مواقع این روش مقرون به صرفه نمیباشد، از روش دیگیر نیز استفاده میشود که در این روش از یک دستگاه به نام Video Server استفاده میشود که عملیات تبدیل پروتکل آنالوگ را به پروتکل شبکه انجام میدهد. در واقع دوربنی مداربتسه آنالوگ را به یک دوربین مداربسته شبکه تبدیل میکنیم.

مدلی که در این آموزش برای تبدیل دوربین مداربسته آنالوگ به دوربین مداربسته تحت شبکه استفاده شده است، مدل IPV-MJ میباشد که در بیشتر مدلها نیز از این روش برای تبدیل و انتقال تصویر استفاده میشود. این مبدل یک پروتکل بدون IP را به یک پروتکل IP دار تبدیل میکند. در واقع یک طرف دستگاه دارای ورودی BNC بوده و طرف دیگر دارای خروجی پورتشبکه است. این دستگاه به شما اجازه میدهد که تصاویر خود را بر روی محیط شبکه انتقال دهید.

مشخصات دستگاه Video Server :

Compact design, easy installation

BNC Camera Input

BNC & Ethernet Output

Enables web browser access to standard CCTV Camera

Control PTZ Cameras from Internet Explorer

Pan / Tilt / Zoom connection via RS-232 or RS-485

Alarm / Motion Detection notify by Email or FTP

Record to hard drive as AVI or JPEG

Take still snapshots as JPEG

MJPEG Video Compression

This IP server is NOT compatible with 3rd party NVR software systems

 

تنظیمات شبکه( IP Server Network Setup )

1. اتصال دوربین مداربسته آنالوگ به پورت BNC ورودی دستگاه

2. اتصال دستگاه Video Server به روتر وی ا سوئیچ جهت ارتباط با شبکه

3. روشن نمودن دستگاه و دوربین مداربسته

4. راه اندازی CD نرم افزار دستگاه در کامپیوتر

5. اجرا نمودن نرم افزار : پس از اجرای نرم افزارصفحه ای مانند صفحه زیر نمایان میشودک




 

6. بر روی دگمه Update کلیک کنید، نر افزار باید IP دستگاه را شناسایی کند. این IP جهت شناسایی و کنترل دستگاه تعریف شده است.

7.صفحه اینترنت اکسپلور را باز کرده و سپس از گزینه Tools>internet Option و در بخش Security  باید Active X را فعال نمائید تا اامکان ارسال اطلاعات فراهم آید.

8. فعال کردن Active X ها



8. پس از راه اندازی مجدد اینترنت اکسپلور ، حال باید در بخش وارد نمودن آدرس ها ، IP دستگاه را وارد نموده و تا این ارتباط برقرار گردد.

9. پس وارد نمودن IP و اجراف صفحای که در آن کادر User و Password است نمایان میشود که باید نام و رمز کاربری را وارد نمائید.

10. پس از وارد کردن و تائید، صفحه مربوط به تصاویر نمایان میشود:



11. شما همچنین توسط منوی کناری صفحه قادر خواهید بود که نام و رمز کاربری را تغییر داده و همچنین IP دستگاه را نیر تعیین نید. نکته قابل توجه اینست که باید IP جدید هم رنج با IP کامپیوتر و یا شبکه باشد، مثلا اگر IP کامپیوتر در رنج 192.168.1 قرار گرفته باشد ، IP دستگاه نیز باید 192.168.1 باشد.

 






صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :