روش های انتقال تصویر

مقدمه :
در حال حاضر برای دیدن تصاویر از فاصله های زیاد بیشتر از تجهیزات انتقال تصویر که با خط تلفن کار می کند استفاده می شود. در این روش احتیاج به تجهیزات مخصوص می باشد و عمده مشکل آن سرعت پایین انتقال اطلاعات و در نتیجه کیفیت پایین تصاویر می باشد.اما با پیشرفت دوربین ها و دستگاههای ضبط تصویر امکان انتقال تصویر از بستر شبکه فراهم شده است.در این مقاله سعی شده است بطور مختصر این روشها معرفی شود تا بتوان بعنوان یک راه حل صحیح در بحث طراحی انتقال تصویر استفاده شود و امید است در مقالات آینده هر کدام از این روشها بطور کامل توضیح داده شود.

بستر کابل

معمو لا در شبکه های محلی از کابل بعنوان محیط انتقال استفاده می گردد.متداولترین نوع کابلی که در انتقال اطلاعات استفاده می گردد کابل های بهم تابیده می باشند.با توجه به نوع (cat5, cat6 ) و همچنین استاندارد آن (UTP , STP, FSTP ) کابل هاحداقل سرعت شبکه 100 مگا بیت بر ثانیه می باشد.با توجه به این پهنای باند می توانیم تعداد زیادی دوربین را بر روی شبکه بطور همزمان داشته باشیم .اما در شرایطی که از این بستر بخواهیم بطور همزمان شبکه دیتا نیز داشته باشیم و یا از سرویسهای دیگر شبکه مثل Voip نیز استفاده کنیم بایستی توسط سویچهای مدیریتی پهنای باند را کنترل کنیم .بزرگترین محدودیت استفاده از این بستر فاصله ارتباطی می باشد چون با توجه به استاندارد TIA/EIA568ما می توانیم از این نوع کابل برای فاصله 100 متر استفاده نماییم . بنابراین محدود به استفاده در داخل ساختمان هستبم.

بستر فیبر نوری

با توجه به اینکه در شبکه های با کابل مسی محدودیت فاصله وجود دارد برای فواصل طولانی می توان از بستر فیبر نوری استفاده کرد.فیبر نوری به دو صورت مالتی مود و سینگل مود موجود می باشد.برای فاصله کوتاه ( زیر 2000 متر ) معمولا از فیبر نوری مالتی مود استفاده می شود و برای فاصله های بیشتر از فیبر نوری سینگل مود استفاده میگردد.درحال حاضر با توجه به اینکه تجهیزات فعال ( Active ) برای هر دو نوع فیبر نوری تقریبا یکسان می باشد بهتر است در طراحی خود از فیبر نوری سینگل مود استفاده نماییم تا در آینده بتوانیم در صورت نیاز به پهنای باند بیشتر احتیاج به تعویض بسترنباشد.برای انتقال تصویر بر روی فیبر در صورت آنالوگ بودن دوربین بعد از ارتباط دوربین ها بوسیله کابل کواکسیال به دستگاه ضبط تصویرکه دارای پورت شبکه ( Ethernet ) می باشد از طریق پورت شبکه و بوسیله یک سویچ که دارای ماژول فیبر نوری است یا بوسیله یک مبدل (Media Converter ) تصاویر را بر روی فیبر انتقال داد.البته مبدلهای سوکت BNC به فیبر نوری نیز در بازار موجود می باشد که می توان از آنها استفاده نمود.
اما برای دوربین های تحت شبکه موضوع فرق می کند و می توان دوربین را بصورت مستقیم و بوسیله کابل شبکه به سویچ انتقال دادو از روی سویچ نیز تصویر را بر روی شبکه فرستاد.

بستر اینترنت

در حال حاضر با گسترش شبکه اینترنت در سراسر کشور و امکان دسترسی به اینترنت سرعت بالا می توان از این روش بعنوان یکروش انتقال تصویر استفاده نمود.با توجه به اینکه دوربین های تحت شبکه و همچنین دستگاههای ضبط تصویر که دارای خروجی شبکه هستند و استانداردهای شبکه راپشتیبانی می کنند می توانند بعنوان یک دستگاه تحت شبکه با گرفتن آدرس واقعی(Ip Public) در دنیای اینترنت شناخته شوند .البته بایستی در نظرداشته یاشیم که چون در کشور ما پهنای بانداینترنت گران قیمت است هزینه استفاده از این روش بالا است اما میتواند بعنوان یک راه حل در مناطقی که استفاده از دیگر بستر ها امکان پذیر نیست مطرح باشد
نکته مهم برای استفاده از این روش این است که چون محدودیت پهنای باند وجود دارد باید از دوربین ها یا دستگا های ضبط تصویری استفاده شود که بتوانند تصویر را فشرده ترنمایند تا پهنای باند کمتری را اشغال کنند .بعنوان مثال از تجهیزاتی استفاده شود که کدک H.264 را پشتیبانی کنند.



بستر بی سیم (Wireless)

تکنولوژی شبکه های بی سیم با استفاده از انتقال داده ها توسط امواج رادیویی در ساده ترین صورت به تجهیزات سخت افزاری امکان می دهد تا بدون استفاده از بسترهای فیزیکی همچون سیم و کابل با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.مهمترین مزیت ارتباط بی سیم نسبت به شبکه های کابلی راحتی پیاده سازی آن می باشد. ما برای ارتباط چندین ساختمان که در داخل شهر می باشند امکان ایجاد شبکه خصوصی بوسیله فیبر نوری را نداریم و اگر هم داشته باشیم هزینه آن بسیار بالا می باشد بنابراین برای این موارد می توان از تکنولوژی بی سیم استفاده کنیم . پهنای باندی که توسط شبکه های بی سیم رایج دربازار می توان تهیه کرد بین اا تا 108 مگابیت بر ثانیه می باشد البته امکان رسیدن به پهنای باند های بالاتر نیز امکان پذیراست ولی هزینه تجهیزات آن بصورت صعودی بالا می رود. پس با توجه به این توضیحات می توان برای ارتباطاتی که فاصله آنها تا حدود 50 کیلومتر می باشد از این روش استفاده نماییم البته باید در نظر داشته باشیم که عوامل محیطی و همچنین فاصله تاثیر مهمی در پهنای باند دارند.
مهمترین عیب استفاده از این روش امنیت آن می باشد در واقع هک کردن شبکه های بی سیم نسبت به شبکه های سیمی آسان تر است.

 



بستر مخابرات

شرکت مخابرات ایران با ایجاد یک شبکه گسترده ( WAN) در سراسر کشور و فراهم نمودن بستر ارتباطی در مراکز کلیه استان ها و همچنین قابلیت دسترسی کلیه شهر ها به این شبکه از طریق شبکه های دسترسی استانی سرویسی بنام اینترانت را فراهم نموده است.بنابراین برای شرکتها و سازمانهایی که دارای دفاتر پراکنده در سطح کشور می باشند و احتیاج به کنترل متمرکز بوسیله دوربین را دارند استفاده از این بستر می تواند بهترین راه حل باشد.البته سرویسهای ارائه شده در این روش با توجه به محدوده شهری و بین شهری متنوع می باشد که عمده سرویسهای قابل ارائه به شرح زیر می باشد

سرویس ارتباط نقطه به نقطه (PTP)


این سرویس از نوع سرویس های TDM Base می باشد وقابل ارائه بین دو نقطه در هر استان می باشد و به متقاضیانی که نیاز به پهنای باند اختصاصی (Bandwith Dedicated) دارند قابل ارائه می باشد.این سرویس بصورت کانالهایی با پهنای باند ثابت از ابتدا تا انتهای نقطه مورد درخواست تعریف و در اختیار متقاضیان قرار می گیرد.سرویس نقطه به نقطه درلایه یک (ازبستر TDM ) و در برخی استانها در لایه 2 (ازبستر ATM ) قابل ارائه می باشد.

سرویس نقطه به چند نقطه (PTMP)

این سرویس مشابه سرویس نقطه به نقطه می باشد با این تفاوت که به دلیل تمرکز لینک های مورد درخواست مشتری در یک نقطه ارتباطات هر نقطه مبدا با پهنای باندی کمتر یا مساوی 2 مگابیت بر ثانیه به صورت متمرکز بر روی یک لینک (G.SHDSL ) تحویل سایت مرکزی مشتری می گردد.

سرویس شبکه خصوصی مجازی VPN / MPLS

مخابرات با راه اندازی این سرویس امکان ارائه سرویس VPN مبنی برتکنولوژی MPLSُ را در مراکز 30 استان کشور فراهم آورده است که این بستر می تواند برای سازمانهایی که در مراکز استان قرار دارند یک سرویس ایده آل باشد چون با توجه به پروتکل های مسیر یابی (Routing ) در داخل این شبکه مشتری می توانددر مرکز خود با استفاده از ساده ترین تجهیزات لایه 3(Layer 3) و بدون نیاز به اعمال پروتکل های Dynamic Routing از این شبکه استفاده کند . بزرگترین مزیت این سرویس Full Mesh بودن آن است که باعث بالا رفتن اطمینان از عدم قعطی شبکه می گردد.نکته دیگر اینکه اگر از بستر شبکه بجز انتقال تصویر بخواهیم از سرویسهای Voice , Data نیزاستفاده کنیم امکان تعریف Quality of Service) ) QOS نیز وجود دارد.

لنز دوربین های مدار بسته ( بخش اول )

نکته مهم در انتخاب دوربین ها میدان دید آن است که توسط دو مولفه فاصله کانونی Focal length و ابعاد سنسور تصویر image sensor تعیین می گردد هر دو مؤلفه فوق معمولا در مشخصات فنی دوربین ها ذکر می گردد . 
فاصله کانونی به معنی فاصله نقطه کانونی لنز از نقطه ورود نور به داخل لنز می باشد و نقطه کانونی نقطه ای است که درآن تمام نورهای ورودی به لنز تجمیع می گردند . هرچه فاصله کانونی زیادتر باشد میدان دید کمتر می شود .
بهترین و سریعترین راه برای انتخاب نقطه و فاصله کانونی استفاده از محاسبه کننده های موجود برای این کار است ( به صورت خط کش و یا برنامه کامپیوتری موجود است )
ابعاد سنسورهای تصویر در دوربین های تحت شبکه معمولا یک چهارم اینچ ، یک سوم اینچ ، یک دوم اینچ ، دو سوم اینچ می باشد که آیتم مهمی در محاسبه می باشد .
اشکال استفاده از محاسبه گرهای کامپیوتری و دستی این است که شما به صورت عملی تصویر بدست آمده را نمی بیند ، لذا ممکن است اشکالاتی در تصویر مانند تقعر در گوشه های تصویر مشاهده شود.


حوزه دید و یا همان ناحیه قابل دید توسط دوربین به سه دسته طبقه بندی می شود : 
1- دید عادی ( Normal view ) : همان حوزه و وسعت دید چشم انسان را داریم .

2- دید بزرگنمایی شده ( Telephoto ) :
قاعدتا با داشتن تصویری بزرگ نمایی شده وسعت دید کم می شود و جزئیاتی که با چشم عادی قابل مشاهده نیست در این تصاویر وضوح و بزرگنمایی بیشتری پیدا می کند .
لنزهایی با این مشخصه بیشتر برای پروژه ها و مکانهایی استفاده می گردند که یا فاصله محل یا شی ء مورد هدف دور است و یا شی ء در اندازه و ابعاد کوچکی است .
لنزهایی که دید بزرگنمایی دارند اصولا نور کمتری را نسبت به لنزهای دید عادی ( Normal view ) جذب می کنند .

3- دید وسیع wide angle
دید وسیع و پهن به نسبت دید عادی دارای پهنای بیشتری می باشد ولی در عوض جزئیات تصویر نسبت به دید عادی کمتر در تصویر دیده می شود . این تصویر دارای عمق بیشتر می باشد ولی عیب کوچک و قابل چشم پوشی این نوع تصاویر انحنای جزئی در گوشه های آن است که مانند لنزهای fish eye

معرفی سه نوع از انواع لنزنها :
• لنز ثابت ( fixed lens ) :
این لنز قابلیت تغییر فاصله کانونی را ندارد و در نتیجه حوزه و وسعت دید در آن ثابت است که به انواع مختلف Normal – Telephoto و یا Wide موجود می باشد . فاصله کانونی معمول در لنزهای دوربین تحت شبکه 4mm می باشد .


• لنز متغییر Vari-Focal
این اسم از کلمه various به معنای مختلف نشأت گرفته ، یعنی لنزی با فاصله های کانونی مختلف که در نتیجه با فواصل کانونی مختلف که در نتیجه با فواصل کانونی مختلف وسعت دید مختلف نیز خواهیم داشت . در این نوع لنزها فاصله کانونی از روی لنز به صورت دستی تنظیم می گردد و همچنین باید فوکوس تصویر را نیز به صورت دستی از روی لنز اعمال نمائیم .
در لنزهای متغیر برای دوربین های تحت شبکه معمولا فاصله کانونی آنها بین 3 mm تا 8 mm قابل تغییر است .


• لنزهای زوم ( zoom lens )
همانند لنزهای متغییر قابل تغییر می باشد اما در این لنزها احتیاج به تنظیم فوکوس در زمان تغییر وسعت تصویر نمی باشد. تغییر زوم در این نوع لنزها به صورت دستی یا اتوماتیک امکان پذیر است و همچنین با مشخصه ای خاص از هم متمایز می گردند.
مثلا ( 3x zoom ) که این عدد زوم تناسبی است بین بیشترین و کمترین فاصله کانونی در لنزها.

همخوانی لنز و سنسور :
اگر دوربین مورد نیاز شما قابلیت تعویض لنز را داشته باشد این نکته بسیار مهم است که لنزی مناسب با مشخصات فنی دوربین انتخاب گردد. لنزها برای سنسورها با ابعاد متفاوت ساخته می شوند ، ابعاد سنسورها همانطور که قبلا اشاره شد یک دوم اینچ ، یک سوم اینچ ، یک چهارم اینچ ، دو سوم اینچ می باشد .
مثلا لنزی که برای سنسور یک سوم اینچ است می تواند تصویر روی سنسور یک سوم اینچ و یک چهارم اینچ تولید کند ولی روی سنسور دو سوم اینچ نمی تواند .
در حقیقت اگر ابعاد تصویر لنز کوچکتر از ابعاد سنسور تصویر دوربین image sensor باشد قسمتی از گوشه های تصویر به صورت سیاه شده می شود و اگر ابعاد سنسور تصویر کوچکتر از ابعاد تصویر لنز باشد مقداری از تصویر گرفته شده توسط لنز از دست رفته محسوب شده و دیده نمی شود . در واقع اصل تطابق تصویر بر روی سنسور مطرح است .
مواردی در پروژه ها پیش می آید که ناچار به استفاده از دوربینی مثلا با سنسور یک چهارم اینچ هستیم و لنزی که در بازار قابل عرضه است با مشخصه ای خاص می باشد و ابعاد تصویر آن برای سنسور یک دوم اینچ می باشد ، این لنز قابل استفاده است ولی مقداری از تصویر از دست رفته و باید مشتری را نسبت به آن توجیه کرد ، ولی در جایی که قرار است لنزی انتخاب گردد که گوشه های تصویر سیاه شود . این لنز اصلا مناسب نیست و راه حل امنیتی شما ناقص و توجیه ناپذیر خواهد بود .
نکته دیگر در انتخاب لنز ها توجه به مشخصه مگاپیکسل بودن دوربین یا همان سنسور تصویر در دوربین است که برای این نوع دوربین ها قاعدتا لنزهای مگاپیکسی باید انتخاب شود چرا که پیکسلهای سنسور تصویر دراین دوربین ها بسیار ریزتر از پیکسهای سنسور تصویر در دوربین های VGA ( پیکسل 480×640) می باشد .
با رعایت نکته ابعاد سنسور و رزولوشن دوربین می توان بهترین لنز را انتخاب کرد .

استاندارد نصب لنز بر روی دوربین ( standard lens Mount )
دو استاندارد نصب مهم در لنزهای دوربین های تحت شبکه مورد استفاده قرار می گیرد .
استاندارد Cs –mount و C-mount هر دو نوع لنز دارای شکل و شمایل یکسان هستند ، ولی تفاوت آنها در فاصله قرارگیری لنز و سنسور تصویر در هنگام پیچ کردن لنز روی دوربین می باشد .
C-mount : فاصله بین لنز و سنسور 12.5 mm می باشد . این قابلیت وجود دارد که لنز C-mount را روی دوربینی که لنز Cs-mount لازم دارد سوار کرد فقط یک رینگ تبدیل C به CS لازم داریم که آن را برای لنز CS استفاده کنیم .