H.264 چیست؟

در مقالات قبلی کمی در رابطه با روشهای فشرده سازی ویدئویی صحبت شده بود. در واقع H.264 یک روش فشرده سازی ویدئویی پیشرفته است.

H.264 یکی از زیر شاخه های روش فشرده سازی MPG-4 است. در این روش فشرده سازی مقایسه قسمت های مشابه نه تنها در هر فریم بلکه در فریم های متوالی نیز صورت می گیرد.  از این رو هرچه تفاوت فریم ها در تصویر با هم کمتر باشد جحم ویدئوی ضبط شده نیز کمتر خواهد بود.

توجه داشته باشید که روشهای محاسبه هارد مورد نیاز برای ضبط تصویر تنها مقدار میانگین حجم تصویر را در نظر می گیرند و میزان تغییرات در تصویر می تواند تاثیر زیادی در حجم تصویر داشته باشد. بنابراین ممکن است در دو DVR کاملا مشابه با تعداد دوربین های مداربسته یکسان و زمان ضبط یکسان حجم تصاویر تفاوت زیادی با هم داشته باشد.

آیا DVR H.264 یک برند است؟

خیر، نوشتن این اصطلاح در DVR تنها به معنای توانایی ضبط تصاویر با این روش فشرده سازی است و H.264 به هیچ عنوان برندی از محصولات مرتبط با DVR نیست. در صورتی که به جز این نام چیز دیگری بر روی DVR شما نمایش داده نمی شود DVR شما بدون نام یا برند خاص است.

چطور فیلم های H.264 را باز کنیم؟

برای این کار می توانید از پلیرهای مناسب برای این کار استفاده کنید. خیلی ساده می توانید اصطلاح H.264 Player را در گوگل سرچ کرده و یک پلیر مناسب را پیدا کنید. البته معمولا در CD دستگاه شما یک برنامه برای اجرای استاندارد ویدئوهای بک آپ گرفته شده وجود دارد که استفاده از آن توصیه می شود.

در DVRهای جدیدتر شما میتوانید در زمان پشتیبان گیری از دستگاه DVR پسوند ویدئوی خود را انتخاب کنید. بهتر است در صورت نداشتن پلیر مناسب ویدئو را با پسوند AVI پشتیبان گیری کنید.

رزولوشن تصویر در DVRها

برای بسیاری از نصابان، فروشندگان و مشتریان دلیل تفاوت قیمت دستگاه های DVR به نوعی با ابهام همراه است. در اینجا به مقایسه سه رزولوشن رایج دوربین های مداربسته آنالوگ می پردازیم.

در ابتدا باید بدانید که کیفیت تصویر دوربین های مداربسته آنالوگ به هیچ عنوان با ساده ترین انواع دوربین های دیجیتال (مثل دوربین موبایل یا دوربین ها IP) قابل مقایسه نیست. از این نظر توجه داشته باشید که پیش از انتخاب دوربین مداربسته دچار توقعات غیر واقعی نسبت به کیفیت تصویر نشوید و سعی کنید نیازهای خود را با توجه به محدویت های این دوربین ها تنظیم کنید.

برای ضبط سیستم های مداربسته سه رزولوشن رایج وجود دارد:

D1 Resolution - 704 x 480
CIF Resolution - 352 x 240
QCIF Resolution - 176 x 120

تفکیک پذیری D1

همانطور که می بینید بالاترین تفکیک پذیری تصویر دوربین های انالوگ 480*704 می باشد که در مقایسه با دوربین های دیجیتال به شدت ضعیف است. باید توجه داشته باشید که گرچه بسیاری از دستگاه های DVR امکان ضبط بااین رزولوشن را دارند اما تعداد اندکی از آنها امکان ضبط تمام کانال های با تعداد تصویر در ثانیه 30 تصویر در ثانیه را دارند. این دستگاه ها را در اصطلاح FULL D1 می نامند که البته تفاوت قیمت زیادی با دستگاه های عادی دارند. برای بقیه دستگاه ها ضبط با این رزولوشن می تواند به تعدادی کانال محدود شود یا تعداد تصاویر در ثانیه کمتر از 30 است.

تصویر زیر نمونه ای از رزولوشن تصویر D1 است.

تفکیک پذیری CIF

CIF در واقع رزولوشن متوسط در ضبط تصاویر دوربین های مداربسته است. اندازه تفکیک تصویر با این رزولیشن 240*352 است. بیشتر دستگاه های DVR عادی تصاویر را با این رزولیشن ضبط می کنند. این رزولیشن در واقع چهار برابر کوچکتر از D1 است.

تصویر زیر نمونه از رزولوشن تصویر CIF است.

 

تفکیک پذیری QCIF

QCIF کوچیکترین تفکیک پذیری رایج در ضبط دوربین های مداربسته می باشد که اندازه ای برابر 120*176 دارد.

تصویر زیر نمونه از رزولوشن تصویر QCIF است.

  

در جدول زیر می توانید تعداد دیگری از رزولوشن های تصویر را برای ضبط سیستم های انالوگ مشاهده و مقایسه کنید.

فرمت	رزولوشن تصویر
SQCIF	128 × 96
QCIF	176 × 144
SCIF	256 x 192
SIF(525)	352 x 240
CIF/SIF(625)	352 × 288
4SIF(525)	704 x 480
4CIF/4SIF(625)	704 × 576
16CIF	1408 × 1152
DCIF	528 × 384

NVR چیست؟

واژه NVR مخفف Network Video Recorder (ضبط کننده ویدئویی شبکه) است. این نام معمولا در مقابل DVR که مخفف Digital Video Recorder (ضبط کننده ویدئویی دیجیتال) است قرار می گیرد. تفاوت نام این دو دستگاه تاحد زیادی می تواند نشان دهنده تفاوت آنها باشد.

معمولا اولین تفاوتی که به چشم مشتری خواهد آمد تفاوت قیمت زیاد این دو دستگاه است. قیمت دستگاه NVR به مراتب بالاتر از DVR است. البته این موضوع به دلیل کاربرد تخصصی تره NVR است.

به طور کلی تجهیزات شبکه در زمینه مداربسته قیمت بالاتری از تجهیزات آنالوگ دارند و NVR هم از این موضوع مستثنا نیست. NVR در واقع نقش ضبط کننده و پخش کننده برای دوربین های IP را بر عهده دارد. همانطور که می دانید DVR ها امکان اتصال دوربین های شبکه به طور مستقیم را ندارند و در صورت نیاز باید از مبدل های شبکه به آنالوگ استفاده کنید که البته تاثیر بدی بر روی کیفیت دوربین شبکه دارند و کیفیت آن را تا حد محسوسی کاهش می دهند.

از طرف دیگر DVRها دارای محدودیت کیفیت تصویر هم هستند. در صورتی که کیفیت دوربین شما خیلی بالا باشد نمی توانید از DVR برای نمایش یا ضبط آن استفاده کنید. در صورتیکه از دوربین شبکه استفاده می کنید استفاده از NVR حتما توصیه می شود.

یکی از قابلیت های مناسب NVR امکان استفاده از بیش از یک NVR در طول شبکه است. شما می توانید در هر کجای شبکه با توجه به نیاز با نصب یک NVR تصاویر را دریافت کنید. در صورت وجود دوربین های آنالوگ می توانید از مبدل های آنالوگ به شبکه که برای همین منظور ساخته شده اند استفاده کرده و دوربین ها را به شبکه متصل کنید. 

در تصویر پایین می توانید تفاوت دو سیستم مبتنی بر DVR و NVR را ببینید.

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.

 

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

 

 

 

چگونه یک DVR مناسب را برای سیستم مداربسته انتخاب کنیم

1) تعداد کانال‌های ورودی: بیشتر DVR را با توجه به تعداد کانال‌های ورودی طبقه‌بندی می‌کنند. تعداد کانال‌های ورودی معمولا 1, 2, 4, 9 و یا 16 هستند. باید اشاره کرد که پیدا کردن DVR با تعداد کانال‌های نامتعارف تقریبا کاری غیر ممکن است بنابراین در موقع نسب سیستم باید به تعداد دوربین‌های نصب شده توجه داشته باشید و امکان افزایش تعداد دوربین‌ها در آینده را نیز در نظر بگیرید. از همین رو معمولا DVR را طوری انتخاب می‌کنند که تعداد وروردی‌های آن از تعداد دوربین‌های نصب شده بیشتر باشد.

2) نوع نمایش تصاویر: از آنجایی که DVR‌ها با توجه به تعداد کانال‌ها و مدل‌شان روش‌های مختلفی برای نمایش تصویر دارند در موقع انتخاب و نصب DVR باید به این نکته توجه کنید. DVR‌های 4 کاناله قابلیت نمایش تصاویر یک ماتریس دو در دو را دارند. DVRٰهای 9 کاناله جدا از نمایش 4 تصویر همزمان می‌توانند 9 تصویر همزمان را نیز در یک ماتریس 3 در 3 نمایش دهند. در صورتی که می‌خواهید از یک DVR 1 کاناله برای نمایش و ضبط تصویر چند دوربین استفاده کنید باید از یک سوئیچر, کواد یا مولتی‌پلکسر نیز در کنار آن استفاده کنید.

3) مدت زمان ضبط: این پارامتر بیشتر به ظرفیت هارد دیسک یا هارد دیسک‌های نصب شده در DVR وابسته است. بیشتر DVR‌های این امکان را دارند که پس از پر شدن ظرفیت هارد بر روی داده‌های اولیه بازنویسی کنند. همچنین می‌توانید DVR را طوری تنظیم کنید که پس از پر شدن هارد دیسک به شما برای تعویض آن اخطار دهد.

 یکی از نکات مهم در مورد DVR‌ها فرمت ذخیره سازی تصویر در آنها که می‌تواند نقش مهمی در افزایش کیفیت تصاویر ضبط شده و کاهش ظرفیت آنها داشته باشد. نکته مهم دیگر در زمان تنظیم DVR توجه به میزان کیفیت مطلوب با توجه به کاربرد دوربین‌هاست. در بیتشر DVRها می‌توانید رزولیشن و تعداد فریم‌ها تصویر را برای هر دوربین مشخص کنید.

4) بیشترین تعداد فریم: این پارامتر بیشترین تعداد فرم‌هایی را که DVR می‌تواند در یک ثانیه ضبط کند نمایش می‌دهد. در VCR‌های قدیمی تعداد فرم‌های تصویر باید محدود می‌شد تا مدت ضبط تصاویر افزایش یابد. اما DVR به شما این امکان را می‌دهد تا با توجه مدت دلخواه ضبط تعداد فریم‌های تصویر را انتخاب کنید.  

معمولا برای مکان‌هایی مانند ورودی‌ها و یا محل‌های کم اهمیت تعداد فریم‌های تصویر را تا 1 فریم در ثانیه کاهش می‌دهند. برای مشاهده جزئیات بیشتر برای مثال در حالتی که برداشتن اجسام قابل تشخیص باشد باید از تعداد فریم‌های بالا استفاده کرد. بیشتر DVRهای معمولی 25 فریم در ثانیه هستند و DVR‌های با تعداد فریم‌های بالا برای ضبط مانند 50 یا 100 فریم, تنها در کاربردهای خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در موقع انتخاب DVR به این نکته توجه داشته باشید که تعداد فریم‌های DVR را در حالت PAL در نظر بگیرید. برخی DVRها 25 فریم در ثانیه را برای استاندارد NTSC و 18 فریم در ثانیه برای PAL پشتیبانی می‌کنند.

5) موشن دتکشن (تشخیص حرکت): به طور کلی در بیشتر موارد نیازی نخاهد بود که تمامی تصاویر دریافتی ضبط شود. سیستم موشن دتکتور به شما کمک خواهد کرد تا تنها تصاویری را که در آنها حرکت وجود داشته ضبط کنید. این قابلیت در بیشتر DVR‌ها وجود دارد, همچنینی ممکن است DVR این قابلیت را به شما بدهد تا تنها محل خاصی را به عنوان محل حساس به حرکت انتخاب کنید. از دیگر نکات مهم دیگر در رابطه با سیستم موشن دتکشن تنظیم میزان حساسیت سیستم با توجه به کاربرد خاص آن است. هر چه حساسیت سیستم پایین‌تر باشد حجم حرکت بیشتری برای فعال کردن سیستم نیاز خواهد بود. از نکات مهم دیگر در زمینه تنظیمات موشن دتکتور زمان‌های قبل و بعد از تشخیص حرکت است. DVR این امکان را به شما خواهد داد تا مشخص کنید که تصاویر تا چند ثانیه قبل از تشخیص حرکت و تا چند ثانیه بعد از تشخیص حرکت ضبط شوند.

سیستم موشن دتکشن تقریبا مانند دتکتورهای تشخیص حرکتی که به عنوان دزدگیر مورد استفاده قرار می‌گیرند عمل می‌کند. در صورتی که DVR امکان استفاده از سیستم را به شما نداد می‌توانید از دتکتورهای PIR استفاده کنید. البته انجام این کار نیازمند سیم‌کشی جداگانه و هزینه بر است.

6) مشاهده و تنظیم از راه دور: در صورتی که DVR واسط‌های RS232 یا RS485 را داشته باشد امکان اتصال DVR به رایانه برای شما ایجاد خواهد شد و می‌توانید DVR را با استفاده از نرم افزاری که در رایانه خود نصب می‌کنید تنظیم کرده و تصاویر را مشاهده و ضبط کنید. برای اتصال به LAN به یک سرور نیاز خواهید داشت تا بتوانید از طریق شبکه به تصاویر دوربین‌ها دسترسی داشته باشید.

 

ضبط تصاویر سیستم مداربسته

VCR خانگی (Domestic VCR)

ساده‌ترین و ارزان‌ترین راه برای ضبط تصاویر گرفته شده به وسیله دوربین‌ها استفاده از VCR ‌های خانگی است. این دستگاه‌های معمولا امکان ضبط 8 ساعت تصویر را برای شما ایجاد می‌کنند که البته می‌توانید با استفاده از سیستم کنترل ضبط تصاویر تنها تصاویر دارای حرکت را ضبط کنید.

معایب: بیشتر VCR‌های خانگی دارای زمان Take up نسبتا بالایی هستند.(زمان Take up به تاخیر دستگاه بین گرفتن دستور ضبط و شروع ضبط گفته می‌شود)

در صورتی که از VCR برای ضبط تصاویر تلویزیون استفاده می‌کنید, در صورت انتخاب دوربین به عنوان ورودی قادر به ضبط تصاویر دیگری مانند تصاویر تلویزیون نخواهید بود.

مزایا: بسیار کم هزینه. این هزینه کم این امکان را به شما خواهد داد تا از یک VCR جداگانه برای ضبط تصاویر دوربین‌ها استفاده کنید.

با این حال استفاده از VCR در سیستم‌های مداربسته حرفه‌ای کاملا منسوخ شده است اما برای یک سیستم ساده خانگی می‌تواند انتخاب خوبی باشد.

ویدئو تایم لپس (Domestic VCR)

این دستگاه‌ها تقریبا شبیه به VCR‌های خانگی هستند با این تفاوت که شما می‌توانید تعداد فریم‌های ضبط شده تصویر را تغییر دهید. این قابلیت این امکان را به شما می‌دهد تا تصاویر را برای مدت بیشتری ضبط کنید. این دستگاه میذتواند طوری تنظیم شود تا تصاویر را برای مدت 24, 240 و یا 960 ساعت بر روی نوارهای ویدئویی معمولی ضبط کند.

معایب: هرچه مدت ضبط تصاویر را افزایش دهید فاصله بین فریم‌های ضبط شده نیز افزایش می‌یابد و تصاویر از حالت واقعی دور می‌شوند.

مزایا: قابلیت ضبط طولانی. قیمت نسبتا مناسب. این دستگاه‌های همچنین دارای قابلیت‌هایی مانند آلارم یا بازنویسی خود کار بر روی نوار نیز هستند.

DVR (digital video recorder)

DVR دستگاهی است که تصاویر آنالوگ را از دوربین دریافت کرده و پس از تبدیل آنها به اطلاعات دیجیتال آنها را ضبط می‌کند. معمول‌ترین حافظه مورد استفاده در این دستگاه‌ها هارد دیسک‌های معمولی هستند. این دستگاه با توجه به نوع قابلیت نصب تعداد مختلفی هارد دیسک را دارند.

از DVRها می‌توان در ترکیب با مالتی پلکسر و سیستم موشن دتکتور استفاده کرد. DVRها به دو دسته تقسیم می‌شوند:

-standalone : ان دستگاه امکان ضبط و نمایش تصاویر را برای شما فراهم می‌آورد.

- PC-based: این دستگاه بر روی رایانه نصب شده و امکان استفاده و ظبط تصاویر بر روی رایانه را فراهم می‌آورد.

مزایا: دستگاه‌های DVR تقریبا تمامی قابلیت‌های گفته شده در مورد دستگاه‌های قبلی مانند ضبط و نمایش چند تصویر هم زمان, آلارم, موشن دتکتور و ... را دارا می‌باشند که نصب سیستم مدار بسته را بسیار آسان می‌کند.

رزولیشن تصاویر ضبط شده نسبتا بالا است.

دسترسی به تصاویر با توجه به زمان و تاریخ ضبط به راحتی امکان پذیر است.

پس از گرفتن کپی کیفیت تصاویر به هیچ وجه کاهش نمی‌یابد.

ظرفیت بالای ضبط تصاویر نیاز به تعویض دائم نوار را از بین می‌برد.

امکان ضبط تصاویر مدتی قبل از تشخیص حرکت نیز وجود دارد.

اتصال آسان این دستگاه به شبکه یا اینترنت امکان مشاهده تصاویر از راه دور را فراهم می‌آورد.

معایب: هزینه نسبتا بالا. (البته ممکن است در ابتدا هزینه این دستگاه بالا به نظر برسد اما قابلیت‌های این دستگاه نسبت به قیمت ان استفاده از این دستگاه‌ها را بسیار معقول کرده است)