پنج روند اصلی توسعه فناوری سیستم های نظارت تصویری در سال ۲۰۱۸

پنج روند اصلی توسعه فناوری سیستم های نظارت تصویری در سال ۲۰۱۸

صنعت نظارت تصویری با توسعه روزافزون خود در زمینه های مختلف باعث شده است تا مشاوران پروژه ها، تامین کنندگان و کاربران نهایی برای همگام شدن با آخرین پیشرفت های تکنولوژی با چالش روبرو شوند. با ایجاد و توسعه تکنولوژی های پیشرو نظیر اینترنت اشیا و راه حل های مبتنی بر فضاهای ابری، دوربین ها به عنوان  هسته اصلی سیستم های تصویربرداری باقی می مانند. تطبیق دادن قابلیت های دوربین و عملکرد آن با نیازهای کاربران یکی از مهمترین دغدغه های سازندگان دوربین های نظارت تصویری است. به همین دلیل تولیدکنندگان دوربین با معرفی مدل های مختلف با محدوده وسیعی از عملکرد و وضوح تصویر سعی در پوشش نیاز مشتریان را دارند.

با دقت در خط توسعه سیستم های نظارتی می توان پنج روند اصلی توسعه سال ۲۰۱۸ را در این صنعت شناسایی کرد که عبارتند از

  • تکنولوژی ۴K HDVCI
  • دوربین های با چند سنسور
  • تکنولوژی ePoE
  • کدک H.265
  • دوربین های با قابلیت PTZ توسعه یافته

در ادامه با هریک از این موارد به طور خلاصه آشنا می شویم

– تکنولوژی ۴K HDVCI

بسیاری از سیستم های نظارتی که امروزه استفاده می شوند بر روی زیرساخت های کواکسیال که در شرایط خوب قرار می گیرند، ساخته شده اند اما برای وضوح و عملکرد پایین تر از سیستم های آی پی موجود طراحی شده اند. اولین گزینه این است که به یک زیرساخت مبتنی بر شبکه  بر اساس کابل کشی ارتقاء داده شود، اما همانگونه که می دانید، پراکندگی و جایگزینی کل زیرساخت سیستم تقریبا همیشه یک پروژه خرابکارانه و پر هزینه است.
گزینه دوم این است که دوربین های جدید IP را با آداپتورهای EoC (Ethernet over Coax) و گیرنده ها بکار ببرند، اما خرید سخت افزار اضافی نیز می تواند هزینه ها را افزایش دهد.
سومین گزینه ی در حال ظهور برای ارتقاء به تصویربرداری HD بر روی کواکسیال نصب شده، استفاده از تکنولوژی ویدئو با کیفیت بالا کامپوزیت (HDCVI)”High Definition Composite Video Interface” است.
دوربین های HDCVI برای ضبط تصاویر با وضوح ۷۲۰p، ۱۰۸۰p، ۴MP و حتی ۴K با قابلیت اتصال با کابل کواکسیال استاندارد طراحی شده اند. علاوه بر استفاده از سرمایه گذاری های موجود در زیرساخت سیستم فعلی، دوربین های HDCVI امکان انتقال تصویر HD را تا ۱۲۰۰ متر بدون تکرار با مزایای هزینه پایین و عملکرد قوی فراهم می کند.

شاید مهمتر از همه، با توجه به افزایش و پیشرفت حملات سایبری، دوربین های HDCVI به هیچ یک از خطرات فضای سایبری در ارتباط با دوربین های IP حساس نیستند و نیازی به اقدامات حفاظتی بیشتری برای حفاظت از شبکه ندارند. اتصالات فیزیکی معمول بین دوربین ها، DVR ها و دیگر اجزای سیستم از هک کردن احتمالی یا سایر تهدیدات سایبری برای سیستم های HDCVI جلوگیری می کند.

– دوربین های با چند سنسور

دوربین های سنسور چندگانه ممکن است مهمترین روند سیستم های نظارتی از زمان ورود دوربین های IP به بازار نظارت تصویری حرفه ای باشد.  دوربین هایی با چند سنسور، و در حال حاضر دوربین های چند سنسور چند جهته، به عنوان ابزاری برای پوشش وسیع منطقه با کاهش چشمگیر هزینه و بدون ایجاد حساسیت به کیفیت تصویر به شمار می آید.

دوربین های چند سنسور، با تنظیمات  مشابه دوربین های IP و HDCVI پوشش مشابهی را که معمولا توسط چندین دوربین استاندارد ارائه می شوند را در اختیار می گذارد. این امر به طور کلی هزینه های کلی نسبت به نصب، کابل کشی و الزامات زیربنایی و تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد. دوربین های چند سنسوری نیز به سرعت در حال پیشرفت هستند تا ویژگی های نوآورانه و کارایی بهینه را داشته باشند. به عنوان مثال، یک دوربین چند حسگر با دوربین PTZ ساخته شده است که در بازار موجود است – راه حل نهایی تصویربرداری یکپارچه.

– تکنولوژی ePoE

تکنولوژی Enhanced Power over Ethernet (ePoE) راه حل جدیدی برای انجام انتقال اطلاعات بین دوربین های IP و سوئیچ های شبکه و به طور کلی از ابتدا تا انتها در مسافت های طولانی ارایه می دهد. ePOE امکان طراحی سیستم نظارتی انعطاف پذیرتری را فراهم می کند، قابلیت اطمینان را بالا می برد و هزینه ساخت و ساز و سیم کشی را کاهش می دهد. این تکنولوژی بیشترین استفاده برای نظارت بر محل های بزرگ مانند انبار، پارک ها، پردیس ها، پارکینگ ها، و استادیوم ها و عرصه ها را داراست که در آن مکان های دوربین ممکن است از مرکز کنترل دور باشند.

در حالی که یک رویکرد معمول اضافه کردن تکرار کننده ها برای گسترش فاصله انتقال است، ePoE توانایی انتقال داده ها را تا ۸۰۰ متری با استفاده از کابل اترنت Cat5 معمولی فراهم می کند. این قابلیت، نصب سیستم را ساده می کند، زیرا تنها یک کابل از طرف سیستم به هر دوربین نیاز دارد، که در نتیجه هزینه های نصب و نگهداری پایین تر است.

علاوه بر این، برخی از طراحان سیستم، دستگاه های ePoE را به عنوان راهی برای پشتیبانی از تغییر آنالوگ به صورت یکپارچه به IP با انتقال دور برد در نظر می گیرند. در این راهکار از کابل کواکسیکال برای یکپارچه سازی دوربین های IP مبتنی بر ePoE با مبدل های Ethernet over Coax (EoC) برای یک راه حل مبتنی بر فقط IP استفاده می شود. این روش یک راه حل ساده و موثر است که به عنوان یک روش plug – and – play می تواند مطرح باشد و منجر به کاهش هزینه های ارتقا از آنالوگ به IP می شود.

– کدک های توسعه یافته H.265

اگر چه فشرده سازی H.265 هنوز در بازار سیستم های نظارتی کاملا جدید است، فروشندگان نسخه های پیشرفته ای ارائه می دهند که منجر به بهبود عملکرد آنها در کاربردهای نظارتی می شود. فن آوری فشرده سازی H.265 پیشرفته می تواند تا کاهش ۸۰ درصد در میزان پهنای باند و ذخیره سازی در مقایسه با فشرده سازی H.264 استاندارد فراهم کند. سیستم هایی که از کدکهای فشرده سازی پیشرفته H.265 استفاده می کنند، استفاده از پهنای باند را از طریق محدود کردن انتقال داده های بی فایده و غیر مهم هر جا که امکان پذیر است، کاهش می دهد. در نتیجه، ویدیو با کیفیت بالا بدون ایجاد ترافیک بیش از حد در شبکه یا افزایش بار دستگاه های ضبط کننده ثبت می شود. صرفه جویی کلی در پهنای باند نیز باعث می شود که سیستم ها با دوربین های با وضوح بالاتر و یا با دوربین های بیشتر استفاده شوند.

– دوربین های PTZ با قابلیت های توسعه یافته

دوربین های PTZ همچنان به طور گسترده ای برای برنامه های کاربردی مورد استفاده قرار می گیرند که نیاز به ردیابی زمان واقعی افراد یا وسایل نقلیه دارند، و با تکنولوژی های تصویربرداری جدید در عوامل کوچکتر و سریع تر شکل گرفته اند. با این حال، حرکت مداوم که PTZ به طور ذاتی لازمه این نوع دوربین است، پهنای باند بیشتر از دوربین های ثابت  را نیاز دارد.دوربین جدید PTZ با رزولوشن ۲MP و  با فشرده سازی H.265 ترکیب کاملی از رزولوشن و پهنای باند را ارائه می دهد.

راهنمای کاربردی CODEC در سیستم های نظارت تصویری (قسمت آخر)

راهنمای کاربردی CODEC در سیستم های نظارت تصویری (قسمت آخر)

  • تفاوت کیفیت دو فشرده سازی H.264 و MJPEG
    از آنجایی که فرمت H.264 به طور گسترده ای در نرم افزارهای نظارت تصویری استفاده می شود، برای سالهای متمادی بحث پیرامون کاهش کیفیت در مقایسه با MJPEG وجود داشته است و برخی اعتقاد دارند فرمت H.264 کیفیت کمتری دارد. در صورتی که نتایج آزمایشهای مختلف نشان داده است که اگر تنظیمات مربوطه به درستی انجام بگیرد کیفیت دیداری به اندازه فرمت MJPEG خواهد بود. با این حال مواردی هستند که باعث کاهش کیفیت می شوند که عبارتند از:- سطح فشرده سازی بالا:
    اگر در میزان فشرده سازی زیاد در نظر گرفته شود، کیفیت تصویر خروجی کاهش خواهد یافت- صحنه های پیچیده به لحاظ تعداد و پیچیدگی اشیا در تصویر:
    در برخی صحنه ها به دلیل شلوغی زیاد و یا رفت آمد از هر طرف کیفیت تصویر به هنگام فشرده سازی مخدوش خواهد شد.- تنظیم مقدار bitrate در اندازه های پایین
    چنانچه از حالت CBR ( bitrate ثابت) استفاده شود و مقدار آن کم در نظر گرفته شده باشد، کیفیت تصویر خروجی کاهش قابل ملاحظه ای خواهد داشت.با اینحال در اکثر موارد آزمایش شده، حتی وقتی در شرایط تنظیمات پیش فرض باشیم، فرمت H.264 از کیفیتی مشابه فرمت MJPEG برخوردار بود.
  • CODEC های قابل توسعه
    بیشتر CODEC ها فقط از یک رزولوشن پشتیبانی می کنند، به عنوان مثال اگر یک تصویر خروجی با رزولوشن ۲ مگاپیکسل به رزولوشن ۱ مگاپیکسل تعویض شود، با COCEC های H.264 یا MJPEG، لازم است به طور کامل یک استریم جدید یا بازپردازش دوباره بر روی ۲MP انجام گیرد تا تبدیل به ۱MP شود. گاهی لازم است بدون نیاز به تولید یک رشته تصویر جداگانه، رزولوشن آن تغییر یابد. به عنوان نمونه؛ وقتی میخواهیم به یک کلاینت که ارتباط با پهنای باند پایین داریم تصویری ارسال کنیم(نظیر موبایل) یا وقتی نیاز به کاهش فضای ذخیره سازی تصاویر قدیمی داریم این مورد به کار می آید.
    به طور کلی دو CODEC قابل توسعه وجود دارد:- SVC به عنوان CODEC قابل توسعه H.264 Plus نامیده می شود. منظور از plus به این معنی است که این CODEC قابلیت توسعه را با مزیت های پهنای باند H.264 ترکیب می کند. متاسفانه سازنده های اندکی از این قابلیت پشتیبانی می کنند.مهمترین مزیت و کاربرد آن در شبکه هایی است که به صورت Multicast تصاویر را ارسال می کنند.(ارسال چندین خروجی تصویر به طور همزمان با رزولوشن و نرخ فریم متفاوت)- JPEG2000 ، که اساسا همان MJPEG است با این تفاوت که قابلیت توسعه در آن ایجاد شده است. این CODEC به طور سنتی توسط شرکت Avigilon استفاده می شد ولی در دوربین های جدید از رده خارج شده است. بزرگترین مشکل آن، مشابه MJPEG،  مصرف پهنای باند خیلی زیاد و افزایش بیش از اندازه حجم مورد نیاز ذخیره سازی در مقایسه با H.264 است
  • پیدایش H.265 به صورت محدود
    در چند سال گذشته، H.265 به عنوان یک CODEC مطرح شده است و قرار است جایگزین H.264 گردد. با کاهش حدود ۵۰ درصدی bitrate رقیب خوبی برای آن به شمار می رود ولی با وجود برخی محدودیت ها هنوز استفاده از آن عمومی نشده است:- بازدهی محدود: با تغییر CODEC از MJPEG به H.264 کاهش محسوس ۵۰ تا ۷۰ درصدی در bitrate  اتفاق افتاد ولی آزمایش های ما نشان می دهد که تغییر از H.264 به H.265 در حد ۱۵ تا ۳۰ درصد کاهش bitrate خواهد بود. با در نظر گرفتن این حقیقت و نیز افزایش ظرفیت هارددیسک ها و در عین حال کاهش قیمت شان، مزیت های H.265 چندان در رقابت با H.264 موفق نبوده اند.
    – نیاز به توسعه: برای استفاده از H.265 لازم است نرم افزارهای نظارت تصویری از آن پشتیبانی کنند. در حال حاضر به دلیل محدود بودن دوربین هایی که از H.265 استفاده می کنند شرکت های تولید کننده نرم افزار چندان رغبتی به استفاده از آن ندارند.
    -عدم پشتیبانی از ONVIF: طبق اعلام ONVIF قابلیت پشتیبانی از H.265 در سال ۲۰۱۸ به این پروتکل اضافه خواهد شد. باتوجه به این موضوع تا زمانی که این اتفاق نیافتد نمی توان به صورت عملی استفاده کرد.
  • چه CODEC استفاده کنیم؟
    در سال های  ۲۰۱۶ و ۲۰۱۷ بهترین ترکیب استفاده از CODEC، روش H.264  و هوشمند بوده است. با توجه به اینکه CODEC های هوشمند به طور محسوسی باعث بهبود بازدهی H.264 می شود. H.265 می توان را نیز می توان به عنوان یک گزینه مطرح کرد ولی به دلیل محدودیت های گفته شده فعلا کاربرد چندانی ندارد. MJPEG هم برای افرادی که به اشتباه ترس از دست دادن inter-frame را دارند همچنان قابل دسترسی است.منبع : www.ipvm.com
راهنمای کاربردی CODEC در سیستم های نظارت تصویری (قسمت اول)

راهنمای کاربردی CODEC در سیستم های نظارت تصویری (قسمت اول)

یکی از مهمترین مفاهیم در تحلیل و به کارگیری سیستم های نظارت تصویری، مفهوم codec است که با اسامی H.264، H.265 و MJPEG مطرح می شود. ادامه مطلب

آمار استفاده از کابل های شبکه Cat 5e و Cat 6 و  Cat 6a

آمار استفاده از کابل های شبکه Cat 5e و Cat 6 و Cat 6a

برای شرکت های مجری سیستم های نظارت تصویری جالب است که بدانند چه استاندارد کابل شبکه ای بیشترین کاربرد را دارند. براساس اعلام ۱۴۰ شرکت نتایج زیر به دست آمده است:

در این نوشته سعی شده است در مورد آمار استفاده و دلایل اصلی انتخاب کابل های مختلف شبکه توضیح داده شود. با توجه به نمودار بالا مشخص است که بیشتر از نیمی از کاربران از Cat 6 استفاده می کنند. دلایل آن با توجه به آمارگیری انجام شده عبارتند از:
– تاکید مشتری
– آینده نگری و تخمین بیش از نیاز
– استانداردسازی

در هر صورت بیشتر تامین کننده ها از کابل شبکه Cat 5e استفاده می کنند. دلایل آنها به صورت زیر است:
– قیمت
– نیازی به تعویض نیست
– سهولت نصب و  راه اندازی

برخی تامین کنندگان از استاندارد Cat 6a استفاده میکنند دلایلی که مطرح کرده اند به این شرح است:
– نیازهای مشتریان
– آینده نگری برای پروژه

در نهایت بیشتر تامین کنندگانی که از کابل های Cat 5e استفاده کرده اند اذعان دارند که از کابل های Cat 6 برای مواردی نظیر ارتباط بین سوئیچ های شبکه استفاده می کنند.

استفاده از کابل های Cat 6 برای تامین نظر مشتریان بوده و در اکثر موارد به جز آینده نگری که در برخی پروژه ها ضروری است، چندان توجیه اقتصادی ندارد. کابل Cat 6 پهنای باند بیشتری از کابل Cat 5e دارد و این مورد زمانی که دوربین های جدید با روزولوشن بالاتر و پهنای باند بیشتر با دوربین های قدیمی جایگزین می شوند یک مزیت است چرا که دیگر نیازی به تعویض کابل نیست.

در عین حال برخی از تامین کنندگان ترجیح می دهند از یک نوع کابل در پروژه استفاده کنند. یعنی زمانی که هم دوربین های نظارت تصویری IP و هم ملزومات شبکه را نصب می کنند برای هر دو مورد کابل های Cat 6 به کار می برند.

همچنین تامین کنندگانی که از کابل های Cat 5e استفاده می کنند معتقدند به نسبت قیمت این کابل ها ارزش استفاده بیشتری دارند. در حدود ۳۰ درصد قیمت پایین تر این کابل ها به نسبت Cat 6 استفاده از آن را در پروژه ها توجیه می کند.

بیشتر تامین کنندگان و شرکت هایی که در کار نصب و راه اندازی دوربین های نظارت تصویری هستند معتقدند کابل های Cat 5e برای کاربردهای نظارت تصویری فعلی پاسخگو هستند و دلیلی برای جایگزینی با کابل Cat 6  ندارند.

یکی دیگر از دلایل استفاده بیشتر از Cat 5e سادگی کاربرد آن است. به دلیل عدم وجود جداکننده پلاستیکی بین سیم ها، انعطاف پذیری بالاتری دارد و به راحتی روی پچ کورد و کی استون نصب می شود.

تعدادی از شرکت هایی که از Cat 6a استفاده می کنند معتقدند به نسبت Cat 6، این کابل از پهنای باند بالاتری برخوردار است.

در بعضی موارد تامین کنندگان توصیه می کنند از کابل های Cat 5e فقط برای دوربین های شبکه و از کابل های Cat 6 برای موارد دیگر نظیر ارتباطات شبکه استفاده شود.

منبع:
www.IPVM.com

سازگاری تکنولوژی H.265 و پروتکل ONVIF و نقش آن در آینده صنعت دوربین های نظارت تصویری

سازگاری تکنولوژی H.265 و پروتکل ONVIF و نقش آن در آینده صنعت دوربین های نظارت تصویری

همراه با معرفی استاندارد فشرده سازی H.265 به عنوان یک روش برای کاهش پهنای باند مصرفی بدون افت کیفیت تصویر، برنامه ریزی برای تعریف آن در پروتکل ONVIF صورت گرفته است. ادامه مطلب