مرکز علمی کاربردی جهاد دانشگاهی اصفهان
دوربینهای مدار بسته و سیستمهای حفاظت تصویری
در رشته مهندسی فناوری اطلاعات – گرایش فناوری اطلاعات
مقطع: کارشناسی
نام دانشجو: احمدرضا شمس الکتابی
استاد راهنما: خانم رمضانیان
آذر ماه 1393
تاییدیه هیات داوران
نام دانشجو: احمدرضا شمس الکتابی
عنوان پروژه: دوربینهای مدار بسته و سیستمهای حفاظت تصویری
تاریخ دفاع:
رشته: مهندسی فناوری اطلاعات
گرایش: فناوری اطلاعات
ردیف
سمت
نام و نام خانوادگی
دانشگاه یا موسسه
امضاء
1
استاد راهنما
خانم رمضانیان
مرکز علمی کاربردی جهاد دانشگاهی اصفهان
2
مدیر گروه
آقای علی حسینی
مرکز علمی کاربردی جهاد دانشگاهی اصفهان
تاییدیه صحت و اصالت نتایج
باسمه تعالی
اینجانب احمدرضا شمس الکتابی به شماره دانشجویی 91214014280076 دانشجوی رشته فناوری اطلاعات ، گرایش فناوری اطلاعات در مقطع تحصیلی کارشناسی تایید می نمایم که کلیه ی نتایج این پروژه حاصل کار اینجانب و بدون هرگونه دخل و تصرف است و موارد نسخه برداری شده از آثار دیگران را با ذکر کامل مشخصات منبع ذکر کرده ام. درصورت اثبات خلاف مندرجات فوق، به تشخیص دانشگاه مطابق با ضوابط و مقررات حاکم (قانون حمایت از حقوق مولفان و مصنفان و قانون ترجمه و تکثیر کتب و نشریات و آثار صوتی، ضوابط و مقررات آموزشی، پژوهشی و انضباطی) با اینجانب رفتار خواهد شد و حق هرگونه اعتراض درخصوص احقاق حقوق مکتسب و تشخیص و تعیین تخلف و مجازات را از خویش سلب می نمایم. در ضمن، مسئولیت هرگونه پاسخگویی به اشخاص اعم از حقیقی و حقوقی و مراجع ذی صلاح (اعم از اداری و قضایی) به عهده اینجانب خواهد بود و دانشگاه هیچ گونه مسوولیتی در این خصوص نخواهد داشت.
نام و نام خانوادگی: احمدرضا شمس الکتابی
امضا و تاریخ:
مجوز بهره برداری از گزارش
بهره برداری از این گزارش در چارچوب مقررات کتابخانه و با توجه به محدودیتی که توسط استاد راهنما به شرح زیر تعیین می شود، بلامانع است:
بهره برداری از این گزارش برای همگان بلامانع است.
بهره برداری از این گزارش با اخذ مجوز از استاد راهنما، بلامانع است.
بهره برداری از این گزارش تا تاریخ ……………………………… ممنوع است.
نام استاد یا اساتید راهنما:
تاریخ:
امضا:
تقدیم به :
پدر و مادر عزیزتر از جانم که درخشش نور زندگی در لبخند صمیمی آن هاست.
به پاس همه ی بزرگواری هایشان
تقدیر و تشکر:
با سپاس فراوان از زحمات استاد ارجمند
خانم مهندس رمضانیان که مساعدتشان
قابل تقدیر است.
فهرست
عنوان صفحه
فصل 1: آشنایی با سیستم های دوربین های مدار بسته
1 – 1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 12
1 – 2 اصول کار سیستم های CCTV ……………………………………………………………………………………………………. 12
1 – 3 تجهیزات سیستم های CCTV ……………………………………………………………………………………………………… 13
1 – 4 اصطلاحات متدارول در سیستم های CCTV ……………………………………………………………………………… 14
فصل 2:دوربین های مدار بسته
2 – 1 مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 20
فصل 3 :سیستم های دوربین مدار بسته انالوگ و دیجیتال
3 – 1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 23
3 – 2 کارت های DVR …………………………………………………………………………………………………………………………… 23
3 – 3 سیستم DVR ………………………………………………………………………………………………………………………………… 24
فصل 4 :مطالعاتی در متدولوژی طراحی سیستم های دوربین نظارتی
4 – 1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 26
4 – 2 تعریف دقیق نیازها ……………………………………………………………………………………………………………………………. 26
4 – 3 مشاهده و رصد نمودن سوژه ها ……………………………………………………………………………………………………….. 27
4 – 4 انتخاب دوربین مورد نیاز ………………………………………………………………………………………………………………….. 28
فصل پنجم :اصول کار دوربین های امنیتی
5 – 1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….32
5 – 2 دوربین ccd……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 32
5 – 3 تکنولوزی CMOS ………………………………………………………………………………………………………………………….. 33
5 – 4 تکنولوژی super CCD SR …………………………………………………………………………………………………………. 35
5 – 5 تکنولوژی X3 …………………………………………………………………………………………………………………………………… 36
5 – 6 درک تصویر ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 37
5 – 7 وضوحات دوربین های دیجیتال ……………………………………………………………………………………………………….. 39
5 – 8 سیگنال های ویئویی ………………………………………………………………………………………………………………………… 40
فصل ششم : کانکتورهای دوربین مدار بسته
6 – 1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 43
6 – 2 انواع دوربین های تحت شبکه ………………………………………………………………………………………………………….. 45
6 – 3 دوربین های تحت شبکه PTZ ………………………………………………………………………………………………………. 46
منابع: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 56
چکیده:
این مجموعه شامل اصول کار سیستمهای CCTV و نیز تجهیزات آنهاست همچنین اصطلاحات متداولی را درباره ی این سیستم ها به ما می آموزد در بخش بعد در مورد اجزا ء دوربین های مدار بسته و سیستم های نظارتی بحث می شود که در این بخش مطالب در قالب پرسش و پاسخ گردآوری شده است در بخش بعد مطالبی در مورد سیستمهای دوربین مدار بسته آنالوگ و دیجیتال و نیز کارتهای DVR مطالبی گفته شده است در بخش های بعدی طراحی سیستم های نظارتی و نیز چگونگی انتخاب دوربین های مدار بسته مورد نیاز مطرح گردیده است .
در فصول پایانی در مورد اصول کار دوربین های امنیتی بحث گردیده است و تکنولوژی مختلف در این زمینه نیز به بحث گذاشته است .
واژه های کلیدی: سیستم، دوربین مدار بسته، دیجیتال، تکنولوژی
فصل اول
آشنایی با سیستم دوربین های مدار بسته
1 – 1 مقدمه:
امروزه در مراکز صنعتی و اداری جهت نظارت بر محیط فیزیکی و نظارت بر کار کارکنان یا کارگران در جهت کنترل و مدیریت بهتر و کار آمدتر به وفور از سیستم های تلویزیونی مدار بسته (cctv ) (closed circuit) استفاده می شود . این سیستم ها به عنوان سیستم های کنترل تصویری نیز نامیده می شود.
گاهی نیز از این سیستمها با مخفف (CCVE) تجهیزات ویدیوئی مدار بسته یاد می شود .
در محلهایی مانند بانکها – ادارات- دانشگاهها – کارخانجات – فروشگاههای بزرگ – فروشگاههای فروش اجناس گران قیمت مانند طلا فروشی ها – در سوپر مارکت های بزرگ و در کنترل ترافیک خیابانها و چهارراهها این سیستم ها را می توان نصب و مورد استفاده قرار داد .
استفاده از این سیستمها در منازل مسکونی رواج چندانی نیافته است ولی با پا به عرصه گذاشتن سیستمها ی تصویری که قادرند حرکت را در محدوده ی تحت نظارت سیستم تشخیص و اعلام خطر نمایند یا توسط سنسورهای خاصی تحریک شده و شروع به ضبط فیلم از محل بنمایند انتظار می رود که استفاده از این سیستمها در منازل مسکونی نیز گسترش بیاید . به این گونه سیستمها هم اکنون اصطلاح دزد گیر تصویری اطلاق می شود .
1 – 2 اصول کار سیستمهای CCTV:
اصول کار سیستمهای CCTV به این صورت است که ابتدا تصاویر دوربین های مداربسته دریافت شده و برای نمایش و پخش به مانیتور یا تلویزیون انتقال داده می شود .همچنین برای ضبط و یا تغییر دادن نحوه نمایش روی مانیتور و پخش همزمان نصاویر دوربین ها روی مانیتور و کنترل از راه دور دوربین ها نیز تجهیزات و امکاناتی وجود دارد .چون تصاویر دریافت شده از این سیستمها برای بینندگان محدودی می باشد لذا به آنها مدار بسته می گویند بر خلاف تلویزیون عمومی (Broadcast TV) که جهت پخش تصاویر برای عموم می باشد . با توجه به تنظیماتی که روی دوربین ها و سایر تجهیزات می توان انجام داد این سیستمها در شرایط جوی متفاوت و در روز شب نیز کارائی خوبی دارند .
برای کنترل ورود و خروج افراد به یک محل و برای کنترل مکانهای وسیع توسط چندین دوربین و نمایش همزمان تصویر آنها و نظارت سمعی و بصری از فواصل بسیار دور از طریق شبکه تلفن بدون نیاز به حضور فیزیکی کنترل کننده در محل و در دستگاههایی که کنترل بصری آنها توسط انسان مقدر نبوده یا خطر آفرین می باشد نیز می توان از این سیستمها استفاده کرد . لذا استفاده از سیستمهای CCTV روز به روز در حال رشد است و باتوجه به تکنولوژی ساخت آن که مبتنی بر صنعت الکترونیک و کامپیوتر می باشد ساخت و تولید تجهیزات این سیستمها دائماً در حال تکامل و پیشرفت است و ما در این مختصر سعی نموده ایم تا اصول کلی و امکانات تجهیزات برای اطلاع و آشنایی خوانندگان عزیز ارائه نماییم .
1 – 3 تجهیزات سیستمهای CCTV :
عموماً در سیستمهای CCTV تجهیزات زیر مورد استفاده قرار می گیرد :
1- دوربین (camera)
2- کاور دوربین (camera Housing)
3- پایه دوربین (Bracket BASE)
4- نمایش دهنده ی تصویر (TV,manitor)
5- انتخاب کننده (switcher)
6- کواد (Quad)
7- ترکیب کننده (Multipexer)
8- ضبط کننده (Recorder)
9- کنترل کننده (Controller)
10 – کارتهای تصویر (Capture card)
11 – تقویت کننده رادیویی (Booster)
12 – نظم دهنده ی رادیوئی (Video Router)
1 – 4 اصطلاحات متداول در سیستم های CCTV:
قسمتی از اطلاعات متداولی که ممکن است در مورد سیستم های CCTV و در مشخصات ذکر شده برای تجهیزات با آن ها برخورد کنید در زیر توضیح داده شده است:
A/D مبدل آنالوگ به دیجیتال یا همان DC(ANALOG TO DIGITAL CONVERTOR)
ALPHANUMERIC : وسیله قرار دادن نوشته روی تصویر که در DVR و مولتی پلکسر کاربرد دارد .
BACK – FOCUS: تنظیم مکان لنز در رابطه با سنسور CCD در دوربین
B.W (WIDTH BAND): پهنای باند فرکانس که برای سیگنال ویدئویی معمولی 5 مگاهرتز است .
BETAMAX: فرمت ضبط ویدیوئی شرکت SONY و رقیب VHS .
CCIR: انجمن رادیویی بین المللی برای استاندارد تلویزیونی اروپا .
CDS(CORROLATED DOUBLE SAMPLING): تکنیکی در ایجاد ترکیب در بعضی از دوربین های CCD.
CIE: انجمن بین المللی نور که به واحد های نوری را تعریف و ارائه می کند .
CHROMINANCE: به اطلاعات رنگ سیگنال ویدیوئی استفاده می کند .
CONTRAST : یکی از تنظیمات کیفیت تصویر . اختلاف بین روشن ترین و تاریک ترین نقطه تصویر .
D/A : مبدل سیگنال دیجیتالی به آنالوگ .
DARK CURRENT : نشست سیگنال از CCD در نبود نور که ایجاد نویز (drak noise) می کند.
DMA (DIGITAL MICRO MIRROR DEVICE : یک تکنولوژی جدید ساخت سنسور ویدئویی که از تعداد زیادی آینه مینیاتوری روی چیپ استفاده می شود .
DUPLEX : سیستم ارتباطی که اطلاعات را در دو جهت رفت و برگشت مبادله می کند .
در سیستم های CCTV معمولاً به امکان ضبط و پخش با هم به صورت مولتی پلکس گفته می شود .
D.S.P. : مدار الکترونیکی پردازنده سیگنال دیجیتالی .
DV- VHS : استاندارد جدید ارائه شده توسط JVC برای ضبط سیگنال دیجیتالی روی VHS.
EBU : اتحادیه پخش برنامه های اروپایی
EIA : انجمن صنعتی الکترونیک
FCC: کمیسیون ارتباطات فدرال آمریکا
FIELD: تعداد نصف خطوط فریم را گویند در سیستم CCIR/PAL تعداد فیلدها 50 عدد در ثانیه و در سیستم EIA/NTSC تعداد فیلدها 60 عدد در ثانیه است .
FRAME STORE: وسیله الکترونیکی شماره گذاری و ذخیره فریم های تصویر .
FRAME SWITHER : نام دیگر مولتی پلکسر ساده است .
FRAME TRANSFER : یکی از سه اصل یا روش انتقال شارژ از چیپ CCD می باشد . دو روش دیگر عبارتند از :
FRAME- INTERLINE,INTERLINE
FRAME: در سیستم CCIR/PAL از ترکیب 625 خط و در سیستم EIA/NTSC از ترکیب 525 خط یک فریم ساخته می شود سیستم پال 25 فریم بر ثانیه و سیستم NTSC30 فریم بر ثانیه دارد .
CAMERA : این مشخصه برای تصحیح اختلاف بین پاسخ خطی دوربین و پاسخ غیر خطی مانیتور تعریف می شود . مثلاً مقدار نمایی گاما برای مونیتور تک رنگ 2/2 است لذا دوربین باید روی 2، 2/1 یعنی 45/0 تنظیم شود .
HAD: یک نوع سنسور CCD است که در طرح لایه ای دارد و سطح نویز در آن بسیار پایین است .
HDDTV: استاندارد آینده پخش برنامه های تلویزیونی با رزلوشن بالا (2000×1000) پیکسل.
HUM : نویز روی فرکانس اصلی را گویند .
HYPER- HAD : تکامل یافته چیپ CCD HAD.
ILLUMINATION: به مقدار روشنایی تصویر اشاره دارد . حداقل روشنایی لازم برای دوربین های معمولی چند دهم لوکس و برای دوربین های دید شب چند صدم لوکس می باشد .
I/0: خروجی
I/P: ورودی
IEC: انجمن بین المللی برق
INSERTER: وسیله ای برای گذاشتن متن روی تصویر .
INTERFERENCE: تداخل ناشی از میدان الکتریکی یا الکترومغناطیسی سایر وسایل روی سیگنال .
IP: درجه حفاظت بدنه یک وسیله را در برابر عوامل خارجی به صورت عدد بیان می کند .
IR: درجه حفاظت بدنه یک وسیله را در برابر عوامل خارجی به صورت عدد بیان می کند .
IR: نور مادون قرمز
ISDN : شبکه تلفن جدید با سرعت انتقال داده 64 کیلو بایت بر ثانیه
ITU : اتحادیه بین المللی ارتباطات راه دور .
JPEG : فرمت عکس
LINE – LOKED : در سیستم های CCTV به چند وسیله گفته می شود که با فرکانس منبع تغذیه مشترک (50 یا 60 هرتز ) تغذیه می شوند و از نظر فرکانس فیلد قفل شده اند .
LUMINANCE: اطلاعات سیگنال ویدیوئی در مورد روشنایی تصویر را گویند .
MOD: حداقل فاصله شی از لنز را گویند که برای لنزهای زوم حدود یک متر و برای لنزهای فیکس خیلی کمتر است .(به طول فاصله کانونی لنز بستگی دارد ).
MOIRE PATERN: نویز در تصویر حاصل از CCD در فرکانسهای بالا .
NBS: اداره ملی استاندارد در آمریکا .
ND FILTER : یک نوع فیلتر نوری که مقدار نور را بدون بر هم زدن تعادل رنگ تقلیل می دهد .
NIT: یکی از واحد های نوری.
NTSC: استاندارد رنگی درآمریکا ، کانادا ، ژاپن و چند کشور دیگر .
OIP : خروجی
OBJECTIVE: جلویی ترین قسمت لنز
OCULAR: نزدیکترین قسمت لنز به CCD
PAL : سیستم تلویزیونی رنگی اروپا
PHOT: واحد نوری معدل ده هزار لوکس
POSTS یا PSTN: یکی از سیستم های تلفن
PRINCIPEL POINT: مرکز عدسی
PTZ SITEDRIVER : یک قسکت از سویچر ماتریسی کد سیگنال هایی کددار کنترلی به کنترولر و DVR یا مولتی پلکسر را دریافت می کند .
RETMAنام دیگر EIA .
سیگنال : RF سیگنال را دیوئی که به طیف تا 300 گیگا هرتز تعلق دارد .
RS-232: یک فرمت ارتباط دیجیتالی که فقط نیاز به دو سیم دارد .
RS-485: شکل پیشرفته تر ارتباط دیجیتالی که می تواند تا 32 دریافت کننده را در مقصد پوشش دهد .
S/N RATIO : نسبت سیگنال به نویز که بر حسب DB بیان می شود .
SCOTOPIC VISION : سطح نور زیر 2-10 لوکس که برای چشم قابل دیدن نیست .
SIMPLEX درcctv به یکی از دو روش مولتی پلکسی اشاره دارد که اطلاعات فقط در یک جهت قابل انتقال است (بر خلاف DUPLEX مثلاً فقط امکان ضبط یا پخش در یک زمان باشد ).
SMEAR: خطوط عمودی به صورت نویز در محل های بسیار روشن تصویر حاصل از CCD .
SMPTE: انجمن مهندسین تلویزیون و تصاویر متحرک
SPLHT SCREEN : به صفحه نمایش چند تکه شده می گویند .
S- VHS: یک فرمت ضبط ویدیوئی است که رزولوشن افقی 400 خط دارد .
TBC سنکرون کردن سیگنال های مختلف بر اساس زمان
TDG ایجاد کننده تاریخ و زمان روی تصویر
TELEMETRY سیستم کنترل از اره دور اطلاعات دیجیتالی کددار
TERMINATION اتصال انتهای کابل را به یک کانکتور می گویند .
VDA : یک آمپلی فایر سیگنال تصویری با یک ورودی و چند خروجی
VHS(VIDEO HOME SYSTEM ): سیستم ویدیوئی خانگی
VIDEO MATRIX SWITCHER : وسیله ای برای انتخاب بیش از یک دوربین VCR یا چاپگر ویدیوئی و امثال ان که قدرتمند تر از سویچرهای معمولی است .
VITS: سیگنال تست با شکل خاص که در سیستم پال در خطوط نامرئی 17و 18و 33و 331 جازده می شود
VMD(VIDEO MOTION DETECTOR) سیستمی که در برابر تغییر نور یا جا به جایی و حرکت سیگنال آلارم ایجاد می کند .
VS: سنکرونیزاسیون عمودی (درمقابل آن HS سنکرونیزوسیون افقی ).
Y/C: یک فرمت ویدیوئی که اطلاعات روشنایی تصویر و رنگ تصویر جداگانه فرستاده می شود . این فرمت در S-VHS وجود دارد .
فصل دوم
دوربین های مدار بسته
2 – 1 مقدمه :
هرسیستم کنترلی از اجزا و قطعات تشکیل یافته است که این قطعات از قرار گرفتن هر کدام به نوعی وظیفه ای را برعهده می گیرند تا آنچه را که کاربر از وسیله ی کنترلی انتظار دارد بر آورده سازند . امروزه با پیشرفت تکنولوژی و فن آوری های جدید این قطعات نیز دستخوش تغییرات شده اند بطوریکه قابلیت این قطعات روز به روز افزایش می یابد تا جائیکه یک سنسور کوچک می تواند چندین دستور را در یک برنامه اجرایی انجام دهد .
ما در اینجا شما را با این اجزا و قطعات تا حد توان آشنا می سازیم .
این آشنایی در قالب سوالاتی در مورد اجزاء و قسمت های یک دوربین مدار بسته آورده شده اند .
دوربین های مدار بسته و سیستمهای کنترل تصویری
منظور از دوربین مدار بسته و سیستم های کنترل تصویری چیست؟
نوع ساده ی این سیستم یک دوربین و یک مانیتور می باشد به طوری که تصاویر متحرک جلوی دوربین بر روی صفحه ی مانیتور قابل نمایش باشد . در حالت پیشرفته تر می توان تعداد دوربین ها را افزایش داد و نیز انواع سیستم های کنترلی از قبیل سیستم کنترل زاویه ی دید ،سیستم بزرگنمایی دوربین ها ،و سیستم های ضبط کننده و انتقال تصاویر ، همچنین سیتستم چند پارچه سازی تصویر را به این مجموعه می افزاید .
انواع دوربین به لحاظ کاربرد کدامند ؟
1- فیبری
2- پین هل
3- نیمه صنعتی
4- صنعتی
5- دید در شب
6- اسپید دام .
نقاطی که درکنار هم قرار میگیرند تا یک صفحه نمایش تصویر کامل گردد در اصطلاح (پی کسل) نامیده می شود .
هر تصویر را می توان مجموعه ای از نقاط ناپیوسته فرض کرد که در کنار هم قرار می گیرند و مجموعاً یک تصویر را می سازند هر کدام از این نقاط در هر لحظه می توانندذ خصوصیات متفاوتی داشته باشند .
تعریف :
نقاطی که در کنار هم قرارمی گیرند تا یک صفحه نمایش تصویر کامل گردد در اصطلاح (پیکسل ) نامیده می شود .
1- سیستم نصب دیجیتال تصاویر :
در این سیستم تصاویر همه دوربین ها بر روی فیلم (وی اچ اس ) یا (هارد دیسک) کامپیوتر در مدت زمان بین 2 تا 6 ماه ضبط می شود که حجم بایگانی به طور مخصوص کاهش می یابد .
2- سیستم دوربین مدار بسته دی نایت :
به طور اتوماتیک در تاریکی شب با نور بسیار اندک قادر به دریافت تصاویر می باشد .
1- سیستم حراست تصویری :
این سیستم به محض دریافت هر گونه حرکت در میدان دید دوربین به طور خودکار فعال شده و نسبت به ضبط اتوماتیک تصاویر اقدام می کند . یا می تواند سنسورهای آلارم را سیستم کنترل فعال نماید .
2- دوربین های دوربین مدار بسته مادون قرمز حرارتی :
این دوربین ها امکان دید کامل به داخل بدن انسان – تانکرهای حمل مایعات – کلیه مکانها و محل های مورد نیاز را به نگهبان می دهد .
فصل سوم
سیستم های دوربین مدار بسته آنالوگ و دیجیتالی
3 – 1 مقدمه :
سیستم دوربین مدار بسته آنالوگ و دیجیتالی یکی از متداولترین سیستم های مورد استفاده در بیشتر طرح های مدار بسته می باشد . همان طوری که از اسم آن پیداست بخشی از سیستم فوق بصورت انالوگ و بخشی از سیستم مربوطه بصورت دیجیتالی می باشد که در صورت کلی از محل گرفتن تصاویر تا کنار دستگاه ضبط کننده و کنترل کننده بصورت آنالوگ می باشد و عمل ضبط و نگهداری و کنترل سیستم های فوق بصورت دیجیتالی صورت می گیرد ….
از متداولترین سیستم های فوق می توان به کارت های DVR و دستگاههای ضبط کننده دیجیتال QNAP اشاره کرد که هر کدام نسبت به دیگری مزیت های بیشتری دارد.
DVR(Digital Video Recorder) Card :
سیستم فوق به صورت یک برد الکترونیکی قابل نصب بر روی پورت PIC کامپیوتر می باشد که عمل تبدیل تصاویر از آنالوگ به دیجیتال و ذخیره تصاویر با فرمت های ویدیوئی در کامپیوتر را بر عهده دارد . کارتهای فوق در بازار بسیار متنوع بوده و به نسبت گستردگی سیستم دوربین مدار بسته از کارت های متنوعی استفاده می گردد .
کارت های DVR بصورت 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 ها ی خود دارا می باشد .
در کارت های فوق کیفیت تصاویر ضبط شده و تعداد فریم هایی که از هر تصویر می تواند بگیرد دارای اهمیت می باشد .640×465 و 24 fps حالت متسط کارت های فوق می باشد .
نرم افزارهای متنوعی در بازار موجود می باشد که می توانند با انواع مختلف کارت های DVR کار کنند و کلیه امکانات مورد انتظار از یک سیستم دوربین مدار بسته در داخل این نرم افزارها تعبیه شده است از قبیل تصاویر از طریق شبکه یا خط تلفن – خروجی های دیجیتالی برای استفاده از سایر دستگاههای امنیتی – قابلیت ضبط بصورت (Motion Detection) نفشه الکترونیکی و …
درسیستم فوق وجود یک کامپیوتر با منابع ذخیره بالا و قدرت پردازنده بالا مورد نیاز می باشد .
DVR System :
دستگاه فوق نیز بمانند کامپیوتر عمل نموده و عمل تبدیل تصاویر از آنالوگ به دیجیتال را بر عهده دارد . از این خصوصیات دستگاه فوق می توان به ارتقای حافظه ذخیره اطلاعات به دلخواه اشاره کرد و همچنین دستگاه فوق بدون سیستم عامل می باشد در این صورت احتمال قفل سیستم عامل در این دستگاهها صفر می باشد . به دستگاه مورد نظر می توان از طریق کامپیوتر معمولی و یا کامپیوتر کیفی از طریق کابل شبکه متصل شد و سیستم مدار بسته را کنترل و یا به تصاویر ذخیره شده در حافظه آن دسترسی داشت . دستگاه فوق در محل کارخانه و یا محل مورد نظر قابل نصب می باشد بدین ترتیب لازم به کابل کشی از هر تصویر به مر کز کنترل نمی باشد از معایب سیستم های فوق گران بودن نسبی این نوع سیستم ها به موارد مشابه دیگر می باشد ولی بسته به محل مورد نظر و انتظارات کاربر و سطوح امنیتی متفاوت این نوع سیستم ها در جای خود پیشنهاد می شود . لازم به ذکر می باشد که سیستم های فوق با کیفیتی بالا تصاویر مربوطه را می توانند در حافظه خود ذخیره کنند و شرکت های متنوعی این دستگاه دستگاه ها را تولید می کند از متداول ترین این دستگاه ها می توان به QNAP اشاره کرد .
در هر دو سیستم فوق ، دوربین های آنالوگ (صنعتی و غیر صنعتی و PTZ و انواع متفاوت دوربین (استفاده می گردد که طبیعتاً کیفیت تصاویر ضبط شده نه تنها به دستگاه ضبط کننده بلکه به نوع دوربین ها و کیفیت دوربین ها و حتی لنزهای مورد استفاده در دوربین ها نیز بستگی دارد . در قسمت معرفی دوربین ها اطلاعاتی راجع به دوربین های مورد استفاده در سیستم های مدار بسته توضیح داده خواهد شد .
نمونه ای از کارت دیجتالی دوربین مدار بسته
دستگاه ضبط دیجیتالی QNAP .
نرم افزارمورد استفاده در دوربین مدار بسته .
فصل چهارم
مطالعاتی در متدولوژی طراحی سیستم های دوربین نظارتی
4 – 1 مقدمه :
در طراحی یک سیستم امنیت فیزیکی – که سیستم های نظارتی (surveillance) اعم از CCT و یا IP camera در این دره قرار دارند – متدولوژی مشخصی از مراجع جهانی و یا منطقه ای نظیر IEEE,ANSI,BS و استاندارد اروپا مطرح شده است که به رغم وجود اختلاف جزیی در نحوه اجرای آن ، روال و چهار چوب یکسانی را مطرح می نمایند . اساس این متدولوژی و طراحی یک سیستم نظارتی بدین قرار است .
نیاز سنجی اولیه (OR Level)
تبیین عمومی نیازهای امنیتی
نیاز سنجی ثانویه (OR Levele 2)
4 – 2 تعریف دقیق نیازها :
انتخاب تکنولوژی ،توپولوژی شبکه جزئیات فنی دوربین ها و سایر تجهیزات
تحول نهایی سیستم ارزیابی کارایی تجهیزات نصب شده
ابتدا شرح نیازهای آشکار و نهفته دپارتمان های مختلف ذینفع (Stake holders) در پروژه با استفاده از پرسشنامه نیاز سنجی (OR check list) بدست می آید . این پرسش نامه (OR checklist) بدست می آید این پرسشنامه (OR checklist) در اختیار قرار می گیرد . تابا مساعدت طراح نسبت به تکمیل آن اقدام نمایند . ملاحظات هر ذینفع و اولویت بندی خواسته ها در تهیه یک دیدگاه منطقی از نیازهای جمعی بسیار موثر است . از ترکیب این نیازمندیها و تعیین اولویت ها ی جزئی ،نیازمندیها و اولویت های کل طرح ، صورت بندی خواهد شد .
این پرسش نامه ها اساس طراحی قرار می گیرند تا موثرترین و به صرفه ترین عملکرد سیستم مشخص شود . طرح های ذینفع پروژه در خلال تکمیل پروژه پرسشنامه باید مشاوره کاملی گردد و اطلاعات لازم در اختیارشان قرار گیرد . لازم است قبل از انجام مراحل بعدی تاییدیه مسئولین ذیربط را برای این بخش احراز نمود .
نیاز سنجی ثانویه (OR level 2) :
عموما دوربین ها برای نظارت بر فعالیت های انسانی استفاده می شود . اما وضوح تصویر برای کاربردهای مختلف متفاوت است . برای مثال وضوح دوربین ودر نتیجه پهنای باندی که اشغال می شود برای دوربینی که برای نظارت بر ترافیک شهری و آگاهی از حجم تردد شهری استفاده می شود , با دوربینی که پلیس راهنمایی برای قرائت پلاک اتومبیل خلافکار بکار می گیرد و نیز دوربینی که چهره فرد مجرم را برای پلیس شهری محرز می نماید متفاوت می باشد .
براساس آزمون کلاسیکی که به استاندارد Rotakin معروف شده و رصد نمودن سوژه ها را در چهار دسته تقسیم بندی می نمایند .و ترمینولوژی معین و تعریف شده ای را برا مثال این چهار گونه وضع نموده اند .
4 – 3 مشاهده و رصد نمودن سوژه ها :
1- نظارت (monitoring) : وقتی است که طول قامت یک سوژه منفرد معادل 50% طوا تصویر صفحه مانیتور نظاره گر را اشغال نماید . در این حالت نظاره گر قادر به تشخیص تعداد ، جهت حرکت و سرعت سوژه ها خواهد بود .
2- آشکار سازی (detect): در این حالت طول قامت سوژه 10% طول تصویر مانیتور را تشکیل می دهد با چنین تصویری مثلا بعد از اعلان هشدار یک سیستم حفاظت پیرامونی می توان تشخیص داد که آیا یک عامل انسانی به دیواره تماس داشته یا جانوری تصادفا به آن برخورد کرده است .
3- تشخیص (recognize) : در این وضعیت طول سوژه 50% طول مانیتور را شامل می شود و می توان با دقت نسبتا بالایی صاحب تصویر را با افرادی که می شناسیم و مطابقت داد .
4- شناسایی (identify): در این حالت طول قامت سوژه 120% طول مانیتور می باشد . کیفیت تصویر و اجزای پیکر او در حدی است که بی تردید می توان شخص را شناسای نمود . البته میزان نور محیط و زاویه سوژه نسبت به دوربین نیز در این مراحل دخیل است .
هدف از طرح این مطلب بطلان این نظریه است که در بسیاری از افراد ذینفع ولی غیر کارشناس رسوب نموده است که : خرید مدل هایی با وضوح بالاتر همیشه کمک به افزایش کارایی شخص نظاره گر می نماید .
واقعیت مطلب این است که بنابر نوع ماموریتی که هر کدام از ذینفع های پروژه بر عهداه دارند باید نقطه دید مناسب برای آنان محاسبه نمود و دوربین متناسب با این کار را تعبیه نمود . بعلاوه انتخاب غلط دوربین با وضوح بالای بدون توجیح فنی ، در میزان پهنای باند مورد نیاز ، حجم ذخیره سازی و … تاثیر گذار شده و هزینه های پروژه را بی جهت افزایش خواهد داد .
4 – 4 انتخاب دوربین مورد نیاز :
این نیاز به دو بخش تقسیم شده است :
در مرحله ی اول که OR level 1 نامیده می شود . چک لیستی در اختیار بخش های ذینفع قرار می گیرد که تحلیل آن منجر به تعیین استراتژی و انتخاب تکنولوژی مناسب خواهد شد .
ترسیم نقشه محل .
واضح سازی صورت مسئله
تهدیدها ، دارایی ها ، مقتضیات امنیتی
ذینفع
مسئولین سایت حراست
ارزیابی
معیارهای موفقیت
میزان بازداری تامین سلامت پیگرد نفوذ گر
تعیین موثرترین راهکار
هر کدام از موارد فوق بحث های مفصلی طلب می نماید که در حداکثر ایجاز بیان گردیده است . پس از پایان مراحل نیاز سنجی و مشخص شدن نیازمندیهای کلی گروه مرحله ی آنالیز طرح و اولویت بندی اجرایی آن انجام می شود . بعلاوه تحلیل مالی (financial analysis) نیز در این مرحله باید صورت گیرد تا بهترین تعدل بین بودجه و نیازها برقرار گردد . هزینه خرید تجهیزات ، راه اندازی، آموزش پرسنل مسئول سیستم و تامین نگهداری آن ، همگی باید در این مرحله ملحوظ گردد.
اطلاعات حاصل از تحلیل طرح باید توانایی را داشته باشد تا خریدار در مورد توانمند بودن سیستم پیشنهادی و قابل استفاده بودن آن را برای حداقل یک دوره پنج ساله ، قانع نماید .
یکی از مواردی که این روزها محل مناقشه قرار گرفته است مقایسه ایست که در ابتدای امر و قبل از نیاز سنجی برای انتخاب دوربینIP ویا CCTV صورت می گیرد . وطرفداران هر کدام از این تکنولوژی ها دلایلی برای دفاع از محصولات خود ذکر می نماید . واقعیت مطلب از این قرار است که ورود دوربین IP مانند بسیاری از تکنولوژی های جدیدنتوانسته است دوربین های CCTV را از دور خارج نماید . چه از نظر تکنولوژیک و چه از نظر متدولوژی ارائه شده منحصراً این نیاز سنجی های سامانی است که ما را ملزم به انتخاب یکی از دو تکنولوژی و یا حتی تلفیقی از هر دوی آنها برای اهداف سازمان خواهد نمود .
معیارهای ارائه داده شده در تست ROtakin برای سیستم آنالوگ PAL با وضوح تعریف شده 576 خط بدست آمده ، در مورد سیستم های دیجیتال نیز معادل سازی آن بر مبنای شمارش Pixel صورت گرفته است که فعلا از طرح آن خودداری می نماییم .
از پاسخگویی به سوالات چک لیست مرحله 2 نیاز سنجی ، جزئیات کافی جهت آنالیز و طراحی سیستم مناسب بدست می آید . این موارد را می توان به شکل زیر اختصارا بیان داشت .
* تعریف دقیق صورت مسئله
* جایگاهی که حفاظت می شود
* محیط پیرامونی ، پارکینگ ، قسمت پذیرش ، صندوق مالی
* فعالیت
* ساعات اداری،گاهگاهی
* از کجا نظارت می شود
* از محل کا از ، از وسیله متحرک
* نوع واکنش
* تماس با فرد مسئول
* سرویس اورژانس
* ملزومات سیستم
* اعلام هشدار
* دیداری ، شنیداری ، ترکیبی
* صفحات نمایش
* نوع ، تعداد ،سایز
* ضبط تصاویر
* کیفیت تصاویر ، تعداد فریم در ثانیه ، دوره نگهداری
* آرشیو
* نرم افزار نمایش مجدد
* تسهیلات انتقال
* دسترسی مرجع ثالث
* ملاحظات مدیریتی
* ملاحظات اداری
* ضوابط اداری
* مجوزهای لازم
* ادامه نظارت
* ملاحظات قانونی
* پشتیبانی و نگهداری
* تعمیرات ، ارتقا ، گارانتی ، طول عمر
* منابع
فصل پنجم
اصول کار دوربین های امنیتی
5 – 1 مقدمه :
یک دوربین را می توان به مانند چشم انسان در نظر گرفت . زمانی که نور وارد دوربین میشود به وسیله سنسورهای تبدیل تصویرCCDبه سیگنال های الکترونیکی تبدیل می گردد درست مانند انچه در شبکیه چشم انسان اتفاق می افتد . سپس این سیگنال های الکترونیکی به یک نمایش دهنده مانند تلویزیون
فرستاده می گردد .
چشم انسان : تقریبا یک عدسی کروی با قطر5/2سانتی متر می باشد که از چندین لایه مختلف که درونی ترین انها شبکیه نام دارد تشکیل شده است . ماهیچه های اطراف چشم اندازه های لنز را تنظیم می کنندکه این کار چشم را قادر به zoom)) کردن روی اشیا ء می کند.
وظیفه ی عدسی چشم؛ فرم و شکل دادن به تصویری است که توسط میلیون ها سلول گیرنده مخروطی (cone) و میله ای (rod) گرفته شده و برروی پرده شبکیه افتاده است ، می باشد . سلول های میله ای به یک عصب معمولی که از انتها به شبکیه ختم می شود و فقط در سطح نور پایین فعال است متصلند و سلول های مخروطی هر کدام به یک عصب اتصال دارند . آنها در نورهای شدیدتر ، بیشتر فعالند و میزان درک ما از رنگ ها را نوع فعالیت این مخروط ها مشخص می کند .
در میان شبکیه ناحیه ای به نام نقطه کور وجود دارد که در آن هیچ گیرنده ای موجود نیست . در این ناحیه اعصاب به صورت جداگانه به عصب بینایی که سیگنال های دریافت شده را به قشر بینایی مخ انتقال می دهند ، وصل می شود.
5 – 2 دوربین CCD:
CCD از جهت عملکرد تقریبا مانند چشم انسان کار می کند . نور از طریق یک عدسی وارد دوربین و بر روی یک پرده مخصوص تصویر می شود که تحت عنوان تراشه CCD شناخته می شود .
تراشه (Coupled Device ) CCD charge که تصاویر بااستفاده از آن گرفته می شوند از تعداد زیادی سلول تشکیل شده که همگی در یک تراشه باالگوی خاصی مرتب شده اند و تحت عنوان پیکسل (pixels) شناخته می شوند .
زمانی که تراشه CCD این اطلاعات را دریافت می کند ، آن ها را به شکل سیگنال های دیجیتالی از طریق کابل هایی به سیستم دریافت کننده می فرستند و بعد تصاویر در این سیستم به صورت مجموعه ای از اعداد ذخیره می شوند .
سایر تکنولوژی ها :
5 – 3 تکنولوژی CMOS:
تعدادی دیگر از دوربین های دیجیتالی از تکنولوژی نیمه هادی در
oxide semiconductor CMOS) complementary (metal استفاده می شود .
در سال 1988 سنسورهای CMOS بعنوان تکنولوژی ثبت تصویر جایگزین برای CCD ابداع گردید .
تکنولوژی مورد استفاده در ساخت CMOS همان تکنولوژی است که در سراسر جهان برای ساخت میلیون ها ریز پردازنده و حفظه مورد استفاده قرار می گیرد .
از آنجا که روی این تکنولوژی کار زیادی صورت گرفته و تولید آن در حجم انبوه می باشد ، ساخت چیپ های CMOS نسبت به CCD ارزانتر در می آید .
دیگر مزیت این سنسورها نسبت به CCD این است که توان مصرفی آنها پایین تر می باشد .
بعلاوه در حالی که CCD تنها برای ثبت شدت نوری که بر روی هریک از صدها هزار نقاط نمونه برداری می افتد کاربرد دارد ، می توان از CCD برای منظور های دیگر ، نظیر تبدیل آنالوگ به دیجیتال ، پردازش سیگنال های لود شده ، تنظیم رنگ سفید (Balance white) و کنترل دوربین و …. استفاده نمود .
همچنین می توان تراکم نقاط و عمق بینی تصویر را به راحتی بدون افزایش بیش از اندازه ی قیمت ، بالا برد.
بخاطر این مزیتها و سایر مزایا ، بسیاری از تحلیل گران صنایع اعتقاد دارند که نهایتا تمام دوربین های معمولی دیجیتال از CMOS استفاده خواهند نمود و CCD فقط در دوربین های حرفه ای و گران قیمت بکار خواهد رفت .
در این تکنولوژی مشکلاتی از قبیل تصاویر دارای نویز و عدم توانایی در گرفتن عکس از موضوعات متحرک وجود دارد که امروزه با رفع این مشکلات CMOS در حال رسیدن به برابری با CCD می باشد .
تابحال سنسورهای تصویر CMOS با استفاده از تکنولوژی 35و 0 تا 5و 0 میکرونی ساخته شده اند و چشم انداز آینده آن استفاده از تکنولوژی 0؛ 25 میکرون می باشد . سنسور Faveon با 16,8 مگا پیکسل (یعنی قدرت ایجاد تصاویری با وضوح 4096×4096 پیکسل ) اولین سنسوری است که با استفاده از تکنولوژی 18 ,0 میکرون ساخته شده است و یک پرش بزرگ را در صنعت ساخت سنسور تصویر CMOS به نام خود نموده است .
استفاده از تکنولوژی 18 ,0 میکرون امکان استفاده از تعداد بیشتری از پیکسل ها را در فضای فیزیکی معین فراهم کرده و بنابر این سنسوری با وضوح بالاتر به دست می آید .
(لازم به ذکر است چون از لحاظ فیزیکی ایجاد شده توسط لنز تصویری پیوسته بوده و بدون هیچ گونه نقطه و ناپیوستگی می باشد ، هر چه بتوان پیکسلهای سنسور را کوچک تر نمود و تعداد بیشتری از آنها را در ناحیه تشکیل تصویر قرار داد ، می توان عکسی با وضوح بالاتر و نزدیک تر به تصویر حقیقی گرفت – مولف )
ترانزیستورهای ساخته شده با استفاده از تکنولوژی 18 و 0 میکرون کوچکتر بوده و فضای زیادی از ناحیه سنسور را اشغال نمی کنند که می توان از این فضا برای تشخیص نور استفاده نمود .
این فضا بطور کار آمدی ، امکان طراحی سنسوری را که دارای پیکسل های هوشمندتری بوده ، و در حین عکس برداری توانایی های جدیدی را بدون قربانی کردن حساسیت نوری به دوربین می دهد ، فراهم می کند .
با استفاده از این تکنولوژی 70 میلیون ترانزیستور و 4096 ×4096 سنسور ، فقط در فضایی برابر با mm22mm×22 قرار داده می شود و سرعت ISO آن برابر با 100 بوده و محدوده دینامیکی آن 10 استپ است !!
انتظار می رود ، بعد از تولید این سنسور استفاده از آن در وسایل حرفه ای نظیر اسکنرها، وسایل تصویری پزشکی، اسکن پرونده ها و آرشیو موزه ها شروع شود .
در آینده ای طولانی تر ، انتظار می رود بطور وسیعی در وسایل معمولی موجود در بازار استفاده گردد .
5 – 4 تکنولوژی SuperCCD SR Fuhifihm :
شرکت فوجی به تازگی نوع سنسور جدیدی بنام SR SuperCCD رامعرفی نموده است . اعلام این محصول دومین اعلام فوجی در مورد ساخت سنسوری است که چهارمین پیشرفت SuperCCD شناخته می شود .
SuperCCD Dynamic Range Super SR تقریبا دو گام محدوده دینامیکی بالاتر از CCD های معمولی دارد . (وحدوده ی دینامیکی عبارتست از نسبت بین شدیدترین تاضعیف ترین نور موجود در صحنه ، معمولا دوربین های عکاسی نمی توانند تمام محدوده ی نوری موجود در صحنه هایی که تفاوت نوری زیادی وجود دارد را بدرستی ثبت نمایند .
هرچه محدوده دینامیکی یک CCD دارای گام های بیشتری باشد توانایی آن در ثبت دقیق تر جزئیات موجود در سایه روشن های تصویر بیشتر خواهد بود .
پشت هر میکرولنزروی سطح سنسور دو فتو دیود اصلی سطوح تاریک و عادی نور را ثبت می کند (دارای حساسیت بالاتری است )و دومی جزئیات روشن تر را می گیرد (حساسیت کمتری دارد ).
سیگنا ل های دو سنسور بطریقی هوشمندانه ترکیب می شوند تا تصویری با محدوده ی دینامیکی گسترده تری ارائه دهند .
اولین سنسور از نوع SuperCCD SR دارای تعداد پیکسل های موثر 3 مگا پیکسل می باشد .
شرکت فوجی فیلم SuperCCD SR را به عنوان تکنولوژی معرفی نموده است که برای شبیه سازی محدوده دینامیکی نگاتیوها طراحی شده است . فیلم های عکاسی دارای لایه های مختلف با حساسیت مختلف می باشند که محدوده ی متفاوت وسیعی را ایجاد می نمایند .
SuperCCD SR به گونه ای طراحی شده است که این خاصیت را بااستفاده از دو فتودیود که دارای حساسیت های متفاوت می باشند شبیه سازی نماید .
5 – 5 تکنولوژی X3:
در سال 2002 وقتی شرکت Foveon بعد از پنج سال تحقیق و توسعه ، یک سنسور تصویری جدید را که ادعا می شد قادر به رسیدن فیلم های mm 35 است عرضه نمود ، چشم انداز دوربین های دیجیتال قابل رقابت با کیفیت دوربین های فیلمی تا حد زیادی روشن گردید .
در دوربین های دیجیتال معمولی فیلترهای رنگی با الگوی موزائیکی بر روی یک لایه تکی از حس گر های نوری قرار گرفته اند . فیلترها فقط به یک طول موج از نور -قرمز،سبز یا آبی ، اجازه عبور و رسیدن به پیکسل سنسور را داده و فقط یک رنگ در هر نقطه ثبت می گردد.
در نتیجه سنسور تصویر فقط 50% رنگ سبز و 25% از هر کدام از رنگ های قرمز و آبی را ثبت می نماید . این روش ایرادی ذاتی داشت که بستگی به تعداد پیکسل های روی سنسور تصویر نداشت . یعنی بهر حال چون این سنسور یک سوم رنگ ها را تشخیص می دهد ، مابقی رنگها می بایست بااستفاده از یک الگوریتم پیچیده و زمانبر میان یابی می شد .
این کار نه تنها عملکرد دوربین را کند می سازد ، بلکه باعث ایجاد رنگ مصنوعی در تصویر و از دست رفتن جزئیات تصویر می گردد . بعضی از دوربین ها برای حل مشکل مصنوعی شدن رنگها ، تصویر را به طور عمدی اندکی مات می کنند .
سنسور تصویر جدید Foveon که از نوع CMOS می باشد و از تکنولوژی انقلابی این شرکت یعنی X3 استفاده می نماید ،در هر پیکسل از سنسور سه برابر اطلاعات بیشتر از دوربین های مدرن با تعداد پیکسل های مساوی ثبت می نماید . سنسورهای سنسورهای تصویر X3 این کار را بااستفاده از سه لایه از تشخیص دهنده ی نور که در سیلیکون جاسازی سپشده اند انجام می دهند .
لایه ها به گونه ای قرار گرفته اند تا از این خاصیت سیلیکون که در عمق های مختلف رنگ های متفاوتی از نور را تشخیص می دهد استفاده نمایند . بنابر این در یک لایه رنگ قرمز ، در دیگری سبز و لایه بعدی آبی ثبت می شود .
این بدان معنی است که برای هر پیکسل در سنسورهای X3 .
انباره ای (Stack) برای سه تشخیص دهنده نور وجود دارد . نتیجه ی سنسوری می شود که قادر است در هر پیکسل هر سه رنگ قرمز ، سبز ،آبی را تشخیص می دهد و در نتیجه به عنوان اولین سنسور تصویر دیجیتال تمام رنگی دنیا معرفی گردد .
5 – 6 درک تصویر :
با هر تصویر ، چه با دوربین گرفته شود و چه با چشم انسان ، مقداری تحریف و تعییر شکل و به عبارتی :نویز noise وجود دارد . انسان برای درک تصاویری که می بینید نیازی ندارد هیچ کاری در مورد فیلتر کردن و از بین بردن یک تصویر انجام دهد . مثلا در یک روز ابری که مه همه جا را فرا گرفته، دید ما به شدت ضعیف و دچار مشکل می شود . اما هر آنچه را که قادر به دیدنش باشیم درک می کنیم . یعنی برای درک اشیا ء نیازی به حذف نویز های تصویذ نیست .
مثلا اگر در این روز در حال رانندگی در یک جاده باشید و تصویر مبهمی از یک ماشین را مقابل خود ببینید ، بالطبع عکس العمل نشان می دهید و به عبارتی سرعت خود را کم می کنید و این یعنی ما هنوز تصویر ماشین را علیرغم وجود مه می توانیم تشخیص دهیم و در مقابل ان عکس العمل نشان دهیم .
و یا مثلا زمانی که دچار سرگیجه می شوید ، علیرغم این که تصاویر اطراف خود را تار و مبهم می بینید اما قادر به درک و تشخیص وسایل و تصاویر اطراف خود هستید . یعنی ابتدا صبر نمی کنید تا سر گیجه تان به پایان برسد و بعد تصاویر را تشخیص دهید و این یعنی با قدرت بینایی انسان ، علیرغم خراب شدن تصاویر اطراف ، می توانیم متوجه فضای اطراف خود بشو یم .
اما برای بینایی ماشین ابتدا این نویزها طی فر آیندی که تصفیه کردن یا فیلتر ینگ نامیده می شود ، از بین برود و بعد هر آنچه برای پردازش عکس لازم است انجام شود . خوشبختانه در حال حاضر تکنیک هایی برای انجام این کار وجود دارد .
از بین بردن نویزها به صورت نرمال توسط تعدادی از توابع ریاضی یا الگوریتم هایی که تحت عنوان treshholding یا quantizing نامیده می شود انجام می گردد . این فرآیند بسیار حرفه ای و پیچیده ای است و نیاز به دانش و پشتوانه ای بالای ریاضی دارد .
زمانی که خرابی ها از بین رفت ، می توانیم پردازش عکس ها را ادامه دهیم که این کار با استخراج صورتها و حالت ها از یک تصویر انجام می شود .
تصویری که مونیتور نشان میدهد مجموعه ای از نقاط سیاه و سفید و یا سه رنگ سبز و قرمز و سفید است درست مانند حالتی که یک صفحه روزنامه را با بزرگنمایی بالا نگاه می کنیم .
کوچکترین واحدی که مونیتور به وسیله آنها تصاویر را تشکیل می دهد پیکسل نامیده می شود . در تصاویر موجود در روزنامه برای ایجاد سایه و شکل اندازه نقاط سازنده تصویر درقسمت های مختلف آن متفاوت است و همین امر باعث ایجاد تصویر و رنگ میگردد اما در دوربین ها تمامی پیکسل ها دارای ابعاد یکسانی هستند و هرچه تعداد این پیکسل ها افزایش یابد تصویر بدست آمده از دقت بالاتری برخوردار خواهد بود و جزئیات بیشتری از تصویر به دست خواهد آمد .
جدول 1-5 انواع دوربین ها و پیکسلها :
تعداد پیکسل ها
نوع دوربین
تقریبا 50000 پیکسل
دوربین 6 میلی متری
200000 پیکسل
دوربین 16 میلی متری
1000000پیکسل
دوربین 35 میلی متری
300000پیکسل
تلویزیون با سیستم NTSC
300000پیکسل
تلویزیون با سیستم PAI
1000000پیکسل
تلویزیون با دقت نمایش بالا
با توجه به نقش حیاتی پیکسل ها در دوربین های دیجیتالی ، تولید کنندگان و تهیه کنندگان توجه بسیار خاصی نسبت به پارامتر فوق دارند . مگا پیکسل ، واحد اندازه گیری بزرگ تری نسبت به پیکسل است . مگا ، به معنی یک میلیون و پیکسل نقاط بسیار کوچکی می باشند که یک عکس را ایجاد می نمایند .
تمامی تصاویر از نقاط بسیار ریزی به نام پیکسل تشکیل می گردند . یک تصویر حاوی میلیون ها نقطه و یا پیکسل بوده بوده که تشخیص آنان بدون چشم مسلح عملاً غیر ممکن می باشد ، قادر به آگاهی جزئیات بیشتری از تصویر خواهد بود .
به موازات افزایش اطلاعات مربوط به جزئیات یک تصویر ، می توان براحتی ابعاد و اندازه تصویر را بزرگتر و عملیات مربوطه را در ارتباط با آنان انجام داد.
5 – 7 وضوحات دوربین های دیجیتالی :
برخی از وضوح های متداول که در دوربین های دیجیتال استفاده می گردد ، به شرح زیر می باشد :
256 در 256 پیکسل : دقت فوق در اکثر دوربین های دیجیتال ارزان قیمت ارائه می گردد . دقت فوق پایین بوده و معمولا کیفیت تصاویر اخذ شده توسط این نوع از دوربین ها نیز مطلوب نخواهد بود . مجموع تمامی پیکسل ها 65000 می باشد 640 در 480 پیکسل : دقت فوق نیز پایین بوده و در اکثر دوربین های دیجیتال از آن استفاده می گردد .
در صورتی که قصد گرفتن تصویر و ارسال آن برای دوستان و یا استفاده از آنان در صفحات وب ، وجود داشته باشد ، دقت فوق می تواند در این رابطه پاسخگو باشد . مجموع تمامی پیکسل ها 307000 می باشد .1216 در 912 پیکسل :در صورتی که قصد چاپ تصاویر اخذ شده توسط دوربین های دیجیتال وجود داشته باشد ، دقت فوق مطلوب خواهد بود مجموع پیکسل ها 1109000 می باشد (میگا پیکسل).
1600 در 1200 پیکسل : دقت فوق بالا بوده و می توان تصاویر اخذ شده را با ابعاد بزرگتر چاپ نمود (یک تصویر 8 در 10 اینچ ) . مجموع تمامی پیکسل ها تقریباً دو میلیون می باشد . امروزه دوربین هایی با 2/10 میلیون پیکسل نیز عرضه شده است .
ضرورت استفاده از دقت بالا در دوربین های دیجیتال ، به نوع عملیاتی که می بایست بر روی تصویر انجام شود ، بستگی دارد . در صورتی که ، هدف استفاده ار تصاویر در صفحات وب و یا ارسال آنان از طریق نامه الکترونیکی برای دوستان باشد، می توان از دوربینی که دارای 640 در 480 پیکسل است ، استفاده نمود .
تعداد تصاویری را که دوربین می تواند در خود نگهداری نماید ، متناسب با افزایش وضوح تصویر ، کاهش می یابد . در صورتی که تصمیم به چاپ تصاویر اخذ شده وجود داشته باشد ، می بایست از دوربین هائی که دارای تعداد پیکسل بیشتری می باشند ، استفاده گردد . در حال حاضر ، دوربین های چهار و پنج مگا پیکسلی متداول شده اند .
در سیستم دوربین ، انرژی پیکسل به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و به محل مورد نظر فرستاده می گردد و در محل مورد نظر این انرژی الکتریکی به نور قابل رویت تبدیل می گردد .
این پروسه تبدیل نور به انرژی الکتریکی به نام "تبدیل فتوالکتریک " نامیده می شود و پروسه بر عکس این تبدیلات به نام " تبدیل جریان به نور " نامیده می شود بر طبق گفته های بالا می توان گفت که دوربین ها دستگاه های فتو الکتریکی و مونیتور ها و تلویزیون ها دستگاه های با تبدیل جریان نور می باشند .
در مورد مجموعه ای از پیکسل ها که تولید تصویر می کنند این متدها بدین ترتیب انجام می شود که از اولین پیکسل روشنی و تیرگی هر پیکسل و میزان سفیدی و سیاهی آن و یا شدت رنگ پیکسل در تصاویر رنگی به ترتیب خوانده شده و به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود و بعد از جاروب کردن یک ردیف از پیکسل ها به ردیف بعدی رفته و به همین ترتیب عملیات انجام می شود تا به انتهای صفحه وآخرین پیکسل برسد .
5 – 8 سیگنال های ویدئویی:
سیگنال هایی که به این صورت فرستاده می شود در سمت دیگر توسط دستگاه گیرنده که می توان مونیتور و یا تلویزیون باشد دریافت شده و عکس این عملیات در دستگاه های گیرنده اتفاق فتاده تا تصویر مورد نظر شکل گیرد . به عبارت دیگر تصویری که باید انتقال داده شود به الگوریتم مشخصی به تعدادی پیکسل تبدیل می شود که این پیکسل به صورت سیگنال های الکتریکی به گیرنده فرستاده می شوند و در گیرنده عکس عمل فوق اتفاق فتاده تا دوباره عکس اصلی را داشته باشیم .
به مجموعه این عملیات اسکن کردن Scanning)،جاروب کردن) تصاویر گفته می شود . با توجه به ساختار چشم انسان در صورتی که تعداد اسکن های گرفته شده از یک تصویر هر 30/1 ثانیه (NTSC) و یا هر 25/1 ثانیه (PAL) انجام شود سیستم SECAM در فرانسه ، روسیه و کشورهای شرقی ، افریقا و بعضی از کشورهای خاورمیانه مورد استفداه می گردند .
علاوه بر سیستم های یاد شده سیستم های زیر برای سیگنال های ویدیوئی نیز کاربرد فراوان دارند :
سیستم ویدیوئی مختلط (VIDEO SIGNAL COMPOSITE) :
که به نام های VBS برای سیستم های VS برای سیستم های سیاه و سفید نیز نامیده می شود . در این سیستم اطلاعات به صورت سیگنال رنگ C ، سیگنال همزمانی افقی / عمودی S و سیگنال هماهنگ کننده رنگ B طبقه بندی می شوند . البته در حالت VS سیگنال های رنگ و هماهنگ کننده وجود نخواهد داشت .
سیگنال Y/C : در این سیستم سیگنال میزان تشعشع و سیگنال رنگ به صورت جداگانه برای وضوح تصویر بالا فرستاده می شوند .
سیگنال RGB : در این سیستم که در بسیاری از تولیدات ویدیوئی صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد سیگنال رنگ قرمز R ، سیگنال رنگ سبز G ، سیگنال رنگ آبی B، سیگنال هماهنگ کننده افقی H و سیگنال هماهنگ کننده عمودی V جداگانه فرستاده می شوند .
فصل ششم
سیستم های نظارت تصویری (دوربین شبکه)
6 – 1 مقدمه:
تااینجا مطالبی در مورد اجزا و کارکرد سیستم دوربین های مدار بسته گفته شد و شما را با مقدمات و عملیاتی در ابتدا آشنا ساختیم با مطالعه دیگر فصول دریافتیم که انواع دوربین ها و تکنولوژی هر یک از آنهات بسته به شرکت سازنده ی آنها متفاوت است و همچنین وضوع کیفیت هر یک بسته به نوع کاربرد ،کاربر مشخص می گردد حال ویژگی های دیگری از این سیستم ها را یعنی نظارت و هشدار این وسایل را برای مکان ها مورد بحث قرار می دهیم و همچنین توضیحاتی در مورد طراحی این سیستم ها به اطلاع شما می رسد .
سیستم های نظارت تصویری (دوربین شبکه ):
دوربین های تحت شبکه یا Camera Network :
اگر در حال طراحی یک برای محلی هستید که تاکنون هیچ دوربین در آن نصب نشده !!
اگر در حال طراحی یک برای محلی هستید که تاکنون هیچ دوربین در آن نصب نشده است ، بهترین گزینه برای شما استفاده از دوربین های تحت شبکه یا Camera Network است . این دوربین ها در مدلها و با کاربرد های متنوعی وجود دارند . با ان گوناگونی ،امروزه برای هر کاربردی و تقریبا برای هر سیستم با هر اندازه ای می توان دوربین مناسب را یافت .
حتی قوی ترین و نیرومندترین حصارها و موانع به کار گرفته شده در حفاظت های پیرامونی قادر به جلوگیری دائمی از نفوذ مهاجمین نخواهد بود . البته حقیقت آن است که اکثر حفا ظت های پیرامونی چندان قوی و نیرومند و توانایی مقابله با مهاجمین را ندارند . اگر مهاجمین دارای دارای وقت کافی با شند و مزاحمی نداشته باشند در نهایت قادر خواهند بود که به داخل رخنه کنند و حقیقت تلخ دیگر آن است که هر چه قدر هم که حفاظ ها و موانع به کار ربده شده ترسناک و تهدید آمیز به نظر رسند باز هم با کمال تعجب می بینیم که به سرعت در آنها نیز رخنه می شود .
اگر گذر از موانع و شکستن آنها سخت با شد ، مهاجمین با بالا رفتن از موانع و یا حفر زمین و گذاشتن از زیر مانع عبور می کنند . در اکثر مکان ها مراقبت بیست و چهار ساعته و تمام وقت بر محیط انجام نمی گیرد و برای رفع این ضعف نیاز به سیستم های الکترونیکی احساس می شود .
روش های مقاوم سازی:
برای مقاوم سازی و تقویت ساختارهای فیزیکی حفاظت های پیرامونی طیف وسیعی از راه حل های الکترونیکی وجود دارد . برخی از این روش های الکترونیکی عبارتند از :
سیستم های هشداری و آلارم سوار شده بر حصارها که با فشار و تنش فعال می شوند . دتکتورهای اشعه مادون قرمز و سیستم های ویدیوئی شناسایی حرکت همچون سیستم های CCTV ، سیستم های صوتی و سیم های برق دار .
ام کلیه این سیستم های الکترونیکی دارای یک کارکرد مشترک هستند و آن هم شناسایی مهاجمین و ایجاد فرصت مناسب برای کارکنان و مراقبان امنیتی جهت پاسخگویی و عکس العمل سریع به حوادث می باشد . تنها در آخرین مورد (سیم های برق دار ) یک نوع باز داری اضافی ، فعال و آنی دیگری وجود دارد که ایمنی بالاتری دارد ولی به شدت دردناک است چرا که مهاجمین دچار یک شوک الکتریکی می شوند . این نوع حفاظت پیرامونی (استفاده از شوک الکترونیکی ) در اکثر مهاجمین یک نوع بازداری روانی ایجاد می کند .
در بسیاری از سایت ها و مکان هایی که از شوک الکتریکی استفاده می کنند اغلب مشکلات دائمی امنیتی رفع شده و جرائم کاهش می یابد ولی در رابطه با برخی افراد مهاجم حتی شوک الکتریکی نیز نیروی باز دارنده ای محسوب نمی شود و باعث ترس آنها نمی شود .
ایجاد تاخیر :
فاکتور اصلی برای انتخاب یک سیستم امنیتی و حفاظت پیرامونی در نظر طراحان امنیتی گذشته از هزینه ی ان ، سادگی سیستم می باشد ، در انتخاب سیستم امنیتی بایستی به برخی نکات توجه نمود . مثلا امکان وقوع چه نوع حمله ای از سوی مهاجمین وجود دارد یا چه مدت لازم است تا پس از وقوع و شناسایی عکس العمل مربوطه اعمال شود .
اگر پاسخ و عکس العمل سریع باشد و یا حفاظ ها فاصله قابل توجهی تا ساختمان مورد حفاظت داشته باشند انگاه کافی است مهاجمین را کمی معطل منیم تا ماموران امنیتی به محل برسند . اما اگر توان عکس العمل سریع نداشته باشنم بایستی طراحان سیستم امنیتی از موانع بیشتری استفاده کنند . نکته حائز اهمیت آن است که در هر حالت و شرایطی بایستی عمل شناسایی سریع و مطوئن باشد و هرچه سریعتر باشد بهتر خواهدد بود .
6 – 2 انواع دوربین های تحت شبکه :
– دوربین های تحت شبکه ثابت :
– Fixed Network Cameras:
این دوربین ها که شامل یک بدنه و یک پایه هستند از نظر شکل ظاهری شباهت بسیاری به دوربین های آنالوگ سنتی دارند . در بعضی از کاربردها دیده شدن دوربین و جهت دید آن امری مطلوب است . درچنین کاربردهایی بهترین گزینه استفاده از دوربین های ثابت است . مزیت دیگر این دوربین ها این است که اغلب آنها لنزهای قابل تعویض دارند و می توام لنز دوربین را متناسب با کاربرد آن انتخاب کرد .
برای حفاظت از دوربین های ثابت می توان از Housing و پوشش مناسب استفاده کرد .
دوربین های تحت شبکه ثابت دام :
;Fixed Dome Network Cameras
این نوع دوربین ها که Mini Dome هم نامیده می شوند ، شامل یک دوربین ثابت نصب شده داخل یک هاوسنگ کروی شکل که اصطلاحا Dome نامیده می شود ، هستند . میتوان این دوربین ها را براحتی به هر جهت چرخاند و ثابت کرد . مهمترین مزیت آنها این است که ظاهری یکپارچه و مستقل دارند و معمولا این دوربین به گونه ای ساخته می شوند که از دخالت ها و دستکاری های مخرب افراد جلوگیری می کنند و همچنین مانع مشاهده جهت دید دوربین می شوند ، با این وجود دوربین های fixed dome معمولا لنز قابل تعویض ندارند و اگر تعویض لنز ممکن باشد نیز اندازه لنز با فضای داخل چوشش کروی محدود شده است .
6 – 3 دوربین های تحت شبکه PTZ :
این دوربین ها قابلیت حرکت افقی ، عمودی و همچنین زوم اپتیک و دیجیتال بصورت کنترل دستی و اتوماتیک دارند . در حالت کنترل دستی ، یک دوربین PTZ می تواند به عنوان مثال در یک محیط فروشگاهی برای تعقب یک فرد مورد استفاده قرار گیرد این دوربین هم جهت دید مشخص دارند و فاقد امکان حرکت 360 در جه کامل هستند و برای حرکت اتوماتیک دائمی ساخته نشده اند . زوم اپتیک این دوربین ها معمولا بین 18 تا 26 برابر است.
دوربین های دام تحت شبکه Fixed Dome Ccameras :
این دوربین ها با دوربین های دام ثابت مزایای مشترکی دارند ، پوشش مستقل و یکپارچه دارند و نقطه دید آنها غیر قابل رویت است . در مقایسه با دوربین های PTZ یک دوربین Dome قابلیت حرکت 360 درجه پیوسته دارد و می تواند برای مدت طولانی بدون اینکه آسیبی به مکانیزم حرکت داخل آن برسد چرخش و زوم کند . با دادن نقاطی به عنوان پیش فرض می توان یک Guard Tour به وجود آورد که دوربین بطور پی در پی این نقاط را نمایش خواهد داد .
با این کار یک دوربین دام می تواند کاربردی برابر با ده دوربین شبکه ثابت داشته باشد . زوم اپتیک دوربین های دام معمولا بین 18 تا 30 برابر اپتیک است و اما زوم های بالا تز از 20 برابر در محیط خارج به دلیل لرزشهای ناشی باد غیر قابل استفاده است .
دوربین PTZ غیر مکانیکی :
با پیشرفت روئز افزون دوربین های تحت شبکه ، نوع دیدی از این دوربین ها به وجود آمده است که به دوربین های PTZ غیر مکانیکی معروند . با استفاده از یک سنسور چندین مگا پیکسلی امکان پوشش 140 تا360 درجه محیط اطراف به وجود می آید . مهمترین مزیت این دوربین ها استهلاک بسیار اندک و امکان PTZ فوری آنهاست . بهترین این دوربین ها امروزه دارای CCD های 3 مگا پیکسلی است .
کانکتورهای دوربین مدار بسته :
کانکتور RF:
BNC
مخفف(Neill – Concelman bayonet) است . این کانکتور برای اتصال کابلهای Coaxial استفاده می شود .
از این کانکتور برای سیگنال های RF ، سیگنالهای آنالوگ و دیجیتل ویدیوئی داخلی ، آنتن های رادیوهای غیر حرفه ایی و دستگاههای تست الکتریکی .
BNC در دو مدل 50 و 75 اهم موجود می باشند. نوع اصلی این کانکتور 50 اهم می باشد . از این کانکتور فرکانس بالا به ترتیب 4 و 2 گیگاهرتز مورد استفاده قرار می گیرد .
C: برای کابلهای Coaxial مورد استفاده قرار می گیرد این کانکتور مانند BNC به صورت قفلی می باشد و بر خلاف BNC ضد نفوذ هوا می باشد و حجم زیادی ندارد .
F: کانکتورهای که اکثر ما با اون سر و کله می زنیم ولی متاسفانه در مورد اون اطلاعات کافی نداریم این کانکتور برای کابلهای تلویزیون و کبابل های مودم مورد استفاده است .
این کانکتورها معمولا با کابل های Coaxial مدل RG-59/Uو RG-6/u استفاده می شود .
اون در سال 1950 توسط Eric Winston اختراع شد .
برای امپدانس 75 اهم تافرکانس 1 گیگا هرتز این نوع کانکاتور مورد خوبی می باشد .
این کانکتور به صورت پیچی متصل می شود .
N: کانکتور فوق نیز برای کابل های Coaxial مورد استفاده قرار می گیرد که تا بالاتر از فرکانس 1 گیگا هرتز عمل می کنه که البته در مدلهای امروزی قادر تا 11 گیگاهرتز رو حمل کنه .
این کانکتور در دو مدل 50 و 75 اهم موجود می باشد .
در جدول زیر شما مدلها و نوع کابل آنها را مشاهده می کنید .
لطفا برای دریافت جدول با کیفیت روی آن کلیک کنید .
UHF: برای فرکانس بالای 30 مگاهرتز مورد استفاده بوده و برای عملکردها دا دار و رادیوئی مورد استفاده می باشد . نوع کابل مورد استفاده مدلهای مختلف کانکتور UHF در جدول زیر بیان شده است .
لطفا برای دریافت جدول با کیفیت روی آن کلیک کنید .
TV Aerial Plug : این کانکتور مطابق استاندارد IEC-169-2 می باشد و به نام های (فیش آنتن هوایی ) aeril plug TV یا (اتصال دهنده ی پال ) PAL connector خوانده می شود از این اتصال دهنده برای اتصال تقویت کننده های آنتن به تلویزیون ، آنتن به تلویزیون ، آنتن به رادیو ، دوربین های مدار بسته با ، کابل Coaxial استفاده می شود . این کانکتور در قدیم با کابل Coaxial برای انتقال سیگنالهای VHFو UHF مورد استفاده قرار می گرفت که امروزه هم از آن استفاده می شود .
(TNC) threaded Neill-Concelman :
TNC مدل دیگری از BNC که در امپدانس 50 اهم تا فرکانس 11 گیگا هرتز کاربرد دارد که عملکرد آن نسبت به BNC در امواج ماکرو بهتر می شناسد و در سال 1950 ساخته شده است .
TNC در سمت چپ و BNC در سمت راست
RCA : از این وسیله جهت ارتباط صوتی و تصویری بین وسایل صوتی و تصویری همچون تلویریون ،ویدئو کاست ، دستکاه DVD و غیره استفاده می شود .
این اتصال دهنده دارای کد رنگی مشخص و استانداری می باشد که بیان گر اتصال مناسب آن در دو سر کابل ارتباط دهنده است .
Composite video) استانداردی برای علائم ویدیوئی که در آنها قرمز ،سبز آبی با هم ترکیب می شوند).
در زیر جدول کد رنگی این کانکتورها قرار گرفته است .
امروزه در مراکز صنعتی و اداری جهت نظارت بر محیط فیزیکی و نظارت برکار کارکنان یاکـارگران در جـهت کنترل و مدیـریت بهـتر و کارآمـد تر بـه وفـور از سیستمهای تـلویزیونی مـداربسته (closed circuit TV)(cctv) استفاده می شود.این سیستمها به عنوان سیستمهای کنترل تصویری نیز نامیده می شوند. گاهی نیز از این سیستمها با مخفف CCVE (تجهیزات ویدئویی مدار بسته) یاد می شود. در محلهایی مانند بانکها ـ ادارات ـ دانشگاهها ـ کارخانجات ـ فروشگاههای بزرگ ـ فروشگاههای فروش اجناس گرانقیمت مانند طلافروشیها ـ در سوپرمارکتهای بزرگ و در کنترل ترافیک خیابانها و چهارراه ها این سیستمها را میتوان نصب و مورد استفاده قرار داد. استفاده از این سیستمها در منازل مسکونی رواج چندانی نیافته است ولی با پا به عرصه گذاشتن سیستمهای تصویری که قادرند حرکت را در محدوده تحت نظارت سیستم تشخیص و اعلام خطر نمایند یا توسط سنسورهای خاصی تحریک شده و شروع به ضبط فیلم از محل بنمایند انتظار می رود که استفاده از این سیستمها در منازل مسکونی نیز گسترش بیاید. به اینگونه سیستمها هم اکنون اصطلاح دزدگیر تصویری اطلاق می شود. اصول کار سیستمهای CCTV به این صورت است که ابتدا تصاویر توسط دوربینهای مدار بسته دریافت شده و برای نمایش و پخش به مانیتور یا تلویزیون انتقال داده می شود. همچنین برای ضبط و یا تغییر نحوه نمایش روی مانیتور و پخش همزمان تصاویر دوربینها روی مانیتور و کنترل از راه دور دوربینها نیز تجهیزات و امکاناتی وجود دارد. چون تصاویر دریافت شده از این سیستمها برای بینندگان محدودی می باشد لذا به آنها تلویزیون مدار بسته می گویند بر خلاف تلویزیون عمومی (Broadcast TV) که جهت پخش تصاویر برای عموم می باشد. با توجه به تنظیماتی که روی دوربینها و سایر تجهیزات میتوان انجام داد این سیستمها در شرایط جوی متفاوت و در روز و شب نیز کارآیی خوبی دارند.
برای کنترل ورود و خروج افراد به یک محل و برای کنترل مکانهای وسیع توسط چندین دوربین و نمایش همزمان تصویر آنها و نظارت سمعی و بصری از فواصل بسیار دور از طریق شبکه تلفن بدون نیاز به حضور فیزیکی کنترل کننده در محل و در دستگاههایی که کنترل بصری آنها توسط انسان مقدور نبوده یا خطر آفرین می باشد نیز میتوان از این سیستمها استفاده کرد. لذا استفاده از سیستمهای CCTV روز به روز در حال رشد است و با توجه به تکنولوژی ساخت تجهیزات آن که مبتنی بر صنعت الکترونیک و کامپیوتر می باشد ساخت و تولید تجهیزات این سیستمها دائماً در حال تکامل و پیشرفت است و ما در این مختصر سعی نموده ایم تا اصول کلی و امکانات عمومی این سیستمها را به همراه برخی از موارد نمونه از مشخصات و امکانات تجهیزات برای اطلاع و آشنایی خوانندگان عزیز ارائه نماییم.
عموماً در سیستمهای CCTV تجهیزات زیر مورد استفاده قرار میگیرد:
1ـ دوربین (camera)
2ـ کاور دوربین (camera Housing)
3ـ پایه دوربین BASE)یا( Bracket
4ـ نمایش دهنده تصویر monitor) یا TV)
5ـ انتخاب کننده (switcher)
6ـ کواد (Quad)
7ـ ترکیب کننده (Multiplexer)
8ـ ضبط کننده (Recorder)
9ـ کنترل کننده (controller)
10ـ کارتهای تصویر (capture card)
11ـ تقویت کننده رادیویی (Booster)
12ـ نظم دهنده ویدیویی (Video Router)
قسمتی از اصطلاحات متداولی که ممکن است در مورد سیستم های CCTV و در مشخصات ذکر شده برای تجهیزات با آن ها برخورد کنید در زیرتوضیح داده شده است :
A/D: مبدل آنالوگ به دیجیتال یا همان ADC (ANALOG TO DIGITAL CONVERTOR )
ALPHANUMERIC : وسیله قرار دادن نوشته روی تصویر که در DVR ومولتی پلکسر کار برد دارد .
BACK – FOCUS : تنظیم مکان لنز در رابطه با سنسور CCD در دوربین
B.W(BAND WIDTH) : پهنای باند فرکانس که برای سیگنال ویدئویی معمولی 5 مگا هرتز است .
BETAMAX : فرمت ضبط ویدئویی شرکت SONYو رقیب VHS
CCD APERTURE : سطحی از CCD که به نور حساس است.
CCIR : انجمن رادیویی بین المللی برای استاندارد تلویزیونی اروپا
CDS ( CORROLATED DOUBLE SAMPLING) : تکنیکی در ایجاد ترکیب رنگ در بعضی از دوربین های CCD
CFA ( COLOR FILTER ARRAY) : فیلترهای نوری که در دوربین CCD برای تولید ترکیب رنگ سیگنال ویدئویی استفاده می گردد .
CIE : انجمن بین المللی نور که واحد های نوری را تعریف و ارائه می کند .
CHROMINANCE : به اطلاعات رنگ سیگنال ویدئویی گفته می شود .
CONTRAST: یکی از تنظیمات کیفیت تصویر . اختلاف بین روشن ترین و تاریک ترین نقطه تصویر
D/A : مبدل سیگنال دیجیتالی به آنالوگ .
DARK CURRENT : نشت سیگنال از CCD در نبود نور که ایجاد نویز (dark noise) می کند .
DMA ( DIGITAL MICRO MIRROR DEVICE) : یک تکنولوژی جدید ساخت سنسور ویدئویی که از تعداد زیادی آینه مینیاتوری روی چیپ استفاده می شود.
DUPLEX: سیستم ارتباطی که اطلاعات را در دو جهت رفت و برگشت مبادله می کند. در سیستمهای CCTV معمولاً به امکان ضبط و پخش با هم به صورت مولتی پلکس گفته می شود.
D.S.P : مدار الکترونیکی پردازنده سیگنال دیجیتالی
DV-MINI: یک فرمت ضبط صدا و تصویر جدید که اکثراً در هندی کم استفاده می شود .
D-VHS : استاندارد جدید ارائه شده توسط JVC برای ضبط سیگنال دیجیتالی روی VHS
EBU : اتحادیه پخش برنامه های اروپایی
EIA : انجمن صنعتی الکترونیک
FCC : کمسیون ارتباطات فدرال آمریکا
FIELD : تعداد نصف خطوط فریم را گویند در سیستم CCIR/PAL تعداد فیلدها 50 عدد در ثانیه و درسیستم EIA /NTSC تعداد فیلدها 60 عدد در ثانیه است .
FRAME STORE : وسیله الکترونیکی شماره گذاری و ذخیره فریم های تصویر .
FRAME SWITHER : نام دیگر مولتی پلکسر ساده است .
FRAME TRANSFER : یکی از سه اصل یا روش انتقال شارژ از چیپ CCD می باشد دو روش دیگر عبارتند از FRAME-INTERLINE , INTERLINE
FRAME : در سیستم CCIR/PAL ازترکیب 625 خط ودر سیستم EIA /NTSC از ترکیب 525 خط یک فریم ساخته می شود سیستم پال 25 فریم بر ثانیه و سیستم NTSC 30 فریم بر ثانیه دارد .
GAMMA : این مشخصه برای تصحیح اختلاف بین پاسخ خطی دوربین و پاسخ غیر خطی مانیتور تعریف می شود . مثلاً مقدار نمایی گاما برای مونیتور تک رنگ 2/2 است لذا دوربین باید روی 2.2/1یعنی 45/0 تنظیم شود .
HAD : یک نوع سنسور CCD است که طرح لایه ای دارد و سطح نویز درآن بسیار پایین است .
HDDTV : استاندارد آینده پخش برنامه های تلویزیونی با رزلوشن بالا ( 2000× 1000 پیکسل )
HUM : نویز روی فرکانس اصلی را گویند .
HYPER-HAD : تکامل یافته چیپ CCD HAD
ILLUMINATION : به مقدار روشنایی تصویر اشاره دارد . حداقل روشنایی لازم برای دوربین های معمولی چند دهم لوکس و برای دوربین های دید شب چند صدم لوکس می باشد .
I/0 : خروجی
I/P : ورودی
IEC : انجمن بین المللی برق
INSERTER : وسیله ای برای گذاشتن متن روی تصویر .
INTERFERENCE : تداخل ناشی از میدان الکتریکی یا الکترومغناطیسی سایر وسایل روی سیگنال
IP : درجه حفاظت بدنه یک وسیله را در برابر عوامل خارجی به صورت عدد بیان می کند.
IR : نور مادون قرمز
ISDN : شبکه تلفن جدید با سرعت انتقال داده 64 کیلو بایت بر ثانیه
ITU : اتحادیه بین المللی ارتباطات راه دور
JPEG : فرمت عکس
LINE-LOCKED : در سیستم های CCTV به چند وسیله گفته می شود که با فرکانس منبع تغذیه مشترک ( 50یا 60 هرتز) تغذیه می شوند و از نظر فرکانس فیلد قفل شذه اند .
LUMINANCE : اطلاعات سیگنال ویدئویی در مورد روشنایی تصویر را گویند .
MOD : حداقل فاصله شی از لنز را گویند که برای لنز های زوم حدود یک متر و برای لنزهای فیکس خیلی کمتر است . ( به طول فاصله کانونی لنز بستگی دارد )
MOIRE PATERN : نویز در تصویر حاصل از CCD در فرکانس های بالا
NBS : اداره ملی استاندارد در آمریکا
ND FILTER : یک نوع فیلتر نوری که مقدار نور را بدون بر هم زدن تعادل رنگ تقلیل می دهد .
NIT : یکی از واحد های نوری
NTSC : استاندارد رنگی در آمریکا، کانادا ، ژاپن و چند کشور دیگر .
OIP : خروجی
OBJECTIVE : جلویی ترین قسمت لنز
OCULAR : نزدیکترین قسمت لنز به CCD
PAL : سیستم تلویزیون رنگی اروپا
PHOT : واحد نوری معادل ده هزار لوکس
POTS یا PSTN : یکی از سیستم های تلفن
PRINCIPEL POINT : مرکز عدسی
PTZ SITE DRIVER : یک قسمت از سویچر ماتریسی کد سیگنال هایی کد دار کنترلی مربوط به کنترولر و DVR یا مولتی پلکسر را در یافت می کند.
RETMA : نام دیگر EIA
سیگنال RF : سیگنال رادیویی که به طیف تا 300 گیگا هرتز تعلق دارد .
RS-232 : یک فرمت ارتباط دیجیتالی که فقط نیاز به دو سیم دارد .
RS-485: شکل پیشرفته تر ارتباط دیجیتالی که می تواند تا 32 دریافت کننده را در مقصد پوشش دهد.
S/N RATIO : نسبت سیگنال به نویز که بر حسب DB بیان می شود .
SCOTOPIC VISION : سطح نور زیر2-10 لوکس که برای چشم قابل دیدن نیست.
SIMPLEX : درcctv به یکی از دو روش مولتی پلکسی اشاره دارد که اطلاعات فقط در یک جهت قابل انتقال است (بر خلاف DUPLEX) مثلاً فقط امکان ضبط یا پخش در یک زمان باشد .
SMEAR : خطوط عمودی به صورت نویز در محل های بسیار روشن تصویر حاصل از CCD
SMPTE : انجمن مهندسین تلویزیون و تصاویر متحرک
SPLIT SCREEN : به صفحه نمایش چند تکه شده می گویند
S-VHS : یک فرمت ضبط ویدئویی است که رزولوشن افقی 400 خط دارد .
TBC : سنکرون کردن سیگنال های مختلف بر اساس زمان
TDG : ایجادکننده تاریخ و زمان روی تصویر
TELEMETRY : سیستم کنترل از راه دور اطلاعات دیجیتالی کد دار
TERMINATION : اتصال انتهای کابل را به یک کانکتور می گویند .
VDA : یک آمپلی فایر سیگنال تصویری با یک ورودی وچند خروجی
VHS ( VIDEO HOME SYSTEM ) : سیستم ویدئویی خانگی
VIDEO MATRIX SWITCHER : وسیله ای برای انتخاب بیش از یک دوربــین ، VCR یا چاپگر ویدئویی و امثال آن که قدرتمندتر از سویچرهای معمولی است .
VITS: سیگنال تست با شکل خاص که در سیستم پال در خطوط نامرئی 17و18و33و331 جا زده می شود.
VMD ( VIDEO MOTION DETECTOR ) : سیستمی که در برابر تغییر نور یا جابه جایی و حرکت سیگنال آلارم ایجاد می کند .
VS : سنکرونیزاسیون عمودی ( در مقابل آن HS سنکرونیزوسیون افقی )
W-VHS: استاندارد جدید ضبط ویدئویی ارائه شده توسط JVC
Y/C : یک فرمت ویدئویی که اطلاعات روشنایی تصویر و رنگ تصویر جداگانه فرستاده می شود . این فرمت در S-VHS وجود دارد .
منابع و ماخذ :
WWW.ifaimen.com
WWW.panasonic.com
WWW.sanyo.com
WWW.szyongyuan.com
WWW.cisking.com
WWW.emanpardaz.com
WWW.footprintsecurity.com
WWW.jmk.com
WWW.sony.com
WWW.axa.com
WWW.sunny.com
Abstract
It includes principles of CCTV systems and equipment are also common terms on this system teaches us. In the next section of the CCTV cameras and surveillance components is discussed in this section is in the form of questions and answers has been collected. In the next section about the analog and digital CCTV systems, DVR cards, as well as what is said. In the following sections the design of monitoring systems, as well as how to select the required CCTV cameras have been proposed. The final chapters on principles of security cameras is discussed and the different technologies in this field are also discussed
Keywords: System, CCTV, Digital, technology
University of Applied Science and Technology (UAST)
Isfahan Academic Center for Education, Culture and Research (IACECR)
Departman of Computer and Information Technology Engineering
Video surveillance and protection systems
A Report Submitted in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Bachelor
in Computer/Information Technology Engineering – Majoring in Information Technology Engineering
By: A.R Shamsolketabi
Supervisor: Ms Ramezanian
December 2014
د
57