واژه "دوربین مداربسته" برگردان فارسی کلمه انگلیسی Closet Circuit television یا به اختصار CCTV می باشد. معنی لغوی آن جعبه جادویی مدار بسته است و به دوربین هایی گفته می شود که در جای خود ثابت اند.
دوربین مداربسته به کلیه دوربین هایی اطلاق می گردد که در محل خود ثابت بوده و تصاویر را به یک یا چند محل ارسال می کنند. از آنجا که اغلب این دوربین ها در حفاظت، نظارت و سیستم های مانیتورینگ امنیت بکار می رود این واژه بیشتر به همین حیطه بر می گردد اما معنی فنی آن حتی دوربین های ویدیو تلفن و کنفرانس را نیز دربر می گیرد.
تاریخچه:
نخستین سیستم مداربسته در سال 1942 میلادی توسط شرکت زیمنس آلمان به منظور مشاهده پرتاب موشک های V2 نصب شد. یک مهندس آلمانی بنام "والتر بروچ" مسئول نصب این سیستم بود.
در آمریکا اولین تبلیغ دوربین مداربسته در سال 1949 مربوط به محصولی با نام "وریکون" بود که در تبلیغات گفته میشد به مجوز دولتی نیازی ندارد.
از آن پس سیستم های ضبط تصاویر دوربین مداربسته در برخی پایگاه های فضایی بزرگ جهت ضبط تصاویر پرتاب موشک ها بکار گرفته شد و خیلی زود روی موشک ها نصب شد تا جایی که تصاویر را همراه با صدا به زمین ارسال کرد.
اولین رونمایی از دوربین مداربسته در اماکن عمومی آمریکا در سال 1973 بود. زمانی که در میدان تایمز نیویورک اولین دوربین مداربسته به منظور جلوگیری از جرایم در محدوده نصب شد اما نقش چشمگیری در کاهش جرایم ایفا نکرد. تا ایتکه در سال 1980 دوربین های مداربسته در سطح گسترده ای در سراسر آمریکا بخصوص در مراکز عمومی بکار گرفته شد. بنظر می آمد استفاده از دوربین مداربسته راهی ارزان تر در مقایسه با بکارگیری نیروهای پلیس برای شناسایی جرایم باشد.
بتدریج برخی از حرفه ها و مشاغل بخصوص آنهایی که بیشتر در معرض سرقت قرار داشتند نیز به دوربین مداربسته روی آوردند. در سال 1990 دستگاه های ضبط تصاویر دوربین ها تنها با قابلیت " ضبط بعد از شناسایی حرکت" وارد بازار شدند که استفاده از دوربین مداربسته را در این کشور بسیار بیشتر کرد. تا قبل از آن، دستگاه های ضبط تصاویر تا حد زیادی از نظر میزان حجم ذخیره و قابلیت ها بسیار محدود بود. از نیمه دوم سال 1990 پلیس دوربین های زیادی را در سطح شهرها بخصوص مراکز عمومی ، مدارس و پروژه های ساختمانی نصب کرد.
در انگلستان نیز استفاده از دوربین مداربسته بسیار متداول شد. شهر "نورفولک" انگلستان نخستین جایی در این کشور بود که دوربین ها در آن نصب شدند.
بطور کلی در دهه میلادی بین 1990 تا 2000 استفاده از دوربین های مداربسته در بسیاری از کشورها رواج یافت.
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(WIDTH (BAND- 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× 1000پیکسل )
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 17و18و33و331جا 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 .
به طور کلی زوم یا بزرگنمایی در تصویر را به دو دسته کلی تقسیم می کنند. زوم اپتیکال و زوم دیجیتال زوم اپتیکال به بزرگنمایی گفته می شود که از طریق تغییر در فاصله کانونی لنز دوربین ایجاد می شود. به صورت کلی هرچه فاصله کانونی لنز دوربین بیشتر باشد میزان بزرگنمایی ان بیشتر است.
لنز ویفوکال و لنز زوم دارای یک نقطه مشترک هستند. در هر دوی انها امکان تغییر فاصله کانونی وجود دارد. این امکان در لنز وریفوکال به صورت دستی صورت می گیرد به این صورت که شما با دست لنز را چرخانده و به زاویه مناسب خود تنظیم میکنید. پس از تنظیم فاصله کانونی شما معمولا باید فوکوس دوربین را دوباره تنظیم کنید.
در لنزهای زوم عمل تغییر فاصله کانونی دوربین به صورت خودکار انجام می گیرد. به این معناست که شما تنها دستور انجام زوم را صادر می کنید و لنز فاصله کانونی خود را با توجه به میزان زوم مورد نظر شما افزایش می دهد. معمولا در لنزهای زوم فوکوس لنز پس از تغییر فاصله کانونی به صورت خودکار تنظیم می شود.
در ساده ترین تعریف میتوان زوم اپتیکال را شکل واقعی و زوم دیجیتال را شکل مجازی از بزرگنمایی معرفی کرد. در زوم اپتیکال با انجام بزرگنمایی کیفیت و رزولوشن تصویر تقریبا بدون تغییر باقی می ماند. اما در زوم دیجیتال با کشیدن تصویر اجزای ان به صورت بزرگتری به نمایش در می ایند و در واقع شما هرقدر بیشتر بزرگنمایی داشته باشید رزولوشن تصویر شما کمتر خواهد شد.
با توجه به کاهش روزولشن تصویر، زوم دیجیتال تنها جنبه ای تبلیغاتی دارد و کاربردی به عنوان بزرگنمایی برای شما نخواهد داشت
دوربین رنگی این قابلیت را دارند تا تصاویر را به صورت تمام رنگی به مونیتورهای گیرنده ارسال نمایند البته از نظر قیمت در مقایسه با دوربین مونوکروم بسیار گرانتر می باشند ولی با این حال امروزه در نصب و راه اندازی سیستم های CCTV بسیار متداول شده است . در دوربین امنیتی به طور ویژه ممکن است این نیاز احساس شود که اشیا و امکانات باید با دقت بالایی مورد مونیتورینگ قرار گیرند از این رو دوربین رنگی نیز وارد بازار شده اند که در شرایطی که میزان روشنایی محیط در حد پایینی باشد میتواند با جزییات بالا تصاویر را به صورت رنگی نمایش دهد . دوربین مونوکروم که به نام های دوربین سیاه و سفید و یا B&W نیز خوانده میشوند نسبت به دوربین رنگی قیمت پایین تری دارند اما از آنجا که برای رویت در مقایسه با دوربین رنگی نیاز به روشنایی کمتری دارند در محیط هایی که روشنایی کمتر است و اشیای تیره تری وجود دارند میتوان از این دوربین ها استفاده نمود . این نوع دوربین ها با توجه به این که از CCD های SINGLE PLATE نیز استفاده میکنند در مقایسه با دوربین رنگی تصاویر با دقت بالاتری را ارایه میدهند .
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 انالوگتصویر 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 1:100 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.
سیستم های دیجیتال باعث پیشرفت دوربین های مداربسته م? شوند.از لحاظ انتقال تصویر دوربین های مدار بسته ،هنگام? که یک سیگنال دوربین مداربسته دیجیتال باشد ، انتقال از طریق شبکه آی ت? یا اینترنت ،بسیارراحت و ارزان تر به هرجای? از جهان منتقل م? شود. این باعث پیشرفت های شگرف? خواهد بود زیرا در این صورت افراد مختلف با انگیزه های مختلف م? توانند از چنین سیستم? استفاده کنند.
برای مثال در یک مرکز خرید،دپارتمان امنیت و س?مت و ایمن? م? تواند برای نظارت بر محیط و دپارتمان بازاریاب? برای بررس? تمای?ت مردم در خرید کا?های مختلف و غیره از این سیستم استفاده کنند.
همچنین این بدان معناست که امکان آن وجود دارد که تصاویر ویدئوی? را برای موبایل برای مشاهده تصاویر ارسال نمود و این اط?ع رسان? برای آنها انجام داد که چه نوع رویدادی پیش روی آنهاست.
فناوری نظارت دیجیتال یک پایگاه داده ای بازبرای یکپارچه سازی دوربین مداربسته با سایر عناصر پیش بین? های امنیت? بر مبنای سناریوهای متفاوت را نیز فراهم م? کند.
طراح? مناسب برای اتاق های کنترل و سیستم های دوربین مداربسته یکپارچه:
با اتاق های کنترل و سیستم های دوربین مداربسته یکپارچه دارای طراح? خوب م? توان به امنیت با?تر،استفاده از افراد کمتر،با? رفتن کارآمدی اپراتورها و افزایش مسولیت پذیری رسید. این افزایش اط?عات و هوشمندی بیشتر باعث م? شود که اط?عات مدیریت? بسیار خوب? به دست آید که امکان ذخیره سازی آسان آنها نیز وجود دارد و افراد مجاز سازمان کاربر م? توانند در هر زمان? به آنها دسترس? داشته باشند.
جدای از این نرم افزار هوشمند به گونه ای در خصوص رویدادها به کاربر هشدار م? دهد که آنها م? توانند تصمیم گیری نموده و اقداماتفوری متناسب? را در خصوص رویدادها اتخاذ نمایند. همان طور که در مورد انسان ها نیز موضوعیت دارد راهکارهای دوربین مداربسته نیز سطوح هوشمندی متفاوت? دارند.
فیبر نوری:
امروزه از فیبر نوری در موار متفاوت? نظیر شبکه های تلفن شهری و بین شهری ، شبکه های کامپیوتری و اینترنت استفاده به عمل مآید. فیبر نوری رشته ای از تارهای شیشه ای بوده که هریک از تارها دارای ضخامت معادل تار موی انسان را داشته و از آنان برای انتقال اط?عات و تصاویر دوربین مداربسته و.. در مسافت های طو?ن? استفاده م? شود. فیبر نوری یک? ازمحیط های انتقال داده با سرعت با? است.
یک فیبر نوری از سه بخش تشکیل شده است:
1-هسته: هسته نازک شیشه ای درمرکز فیبر که سیگنال های نوری در آن حرکت م? نمایند.
2-روکش: بخش خارج? فیبر بوده که دور تا دور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نور منعکس شده به هسته م? گردد.
3-بافر رویه: روکش پ?ستیک? که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب پذیر است. صدها و هزاران نمونه از رشته های نوری فوق در دسته هائ? سازمانده? شده و کابل های نوری را به وجود م? آورند
