دوربین مداربسته؛ عملکرد و کاربردهای آن

CCTV چیست؟

CCTV مخفف تلویزیون مداربسته است و معمولاً تحت عنوان نظارت تصویری شناخته می‌شود. “مدار بسته” به این معنی است که برخلاف تلویزیون”عادی” که به طور گسترده برای عموم پخش می‌شود، پخش معمولاً به تعداد محدودی از نمایشگرها (بسته) منتقل می‌شود. شبکه‌های دوربین مداربسته معمولاً برای شناسایی و جلوگیری از فعالیت‌های مجرمانه و ثبت تخلفات ترافیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما کاربردهای دیگری نیز دارند.

فناوری CCTV اولین بار در سال 1942 توسط دانشمندان آلمانی برای نظارت بر پرتاب موشک های V2 ساخته‌شد. بعدها توسط دانشمندان آمریکایی در هنگام آزمایش بمب اتمی استفاده شد.

مراقب تجهیزات دوربین مداربسته خود باشید

تحول دیجیتال باعث ایجاد تجهیزات بیشتر می‌شود، مانند دستگاه‌های CCTV در شبکه‌های ما. اگر شبکه دستگاه‌ها خراب شود، ممکن است مشکلات عمده‌ای رخ دهد. یک راه حل نظارت جامع، مانند نظارت شبکه PRTG، می‌تواند به جلوگیری از خرابی و دادن تیم‌های آی تی مانند تیم‌های امنیتی و یا نگهداری امکانات کمک کند، لطفا توجه داشته باشید.

کاربردهای دوربین مداربسته
مدیریت جرم

نظارت دوربین مداربسته می‌تواند مجرمان بالقوه را باز دارد. در صورت وقوع جرمی، فیلم‌های ویدئویی می‌توانند به نیروی انتظامی کمک کنند تا تحقیقات و بعداً شواهدی را برای پیگرد قانونی در دادگاه قانونی ارائه دهد. همراه با دوربین مداربسته، صوتی، حرارتی و انواع دیگر سنسورها می‌توان به مقامات وقایع غیر عادی را هشدار داد، به عنوان مثال وجود آتش یا اسلحه در یک مکان. برای مشاغل، دوربین‌های مدار بسته می‌توانند فعالیت‌های مجرمانه داخلی را شناسایی و کنترل کنند. زندانها ممکن است از نظارت ویدئویی برای جلوگیری از انتقال مواد مخدر و سایر کالاهای قاچاق به زندانیان توسط هواپیماهای بدون سرنشین استفاده کنند. دوربین ها قادر به نظارت بر مناطقی هستند که به راحتی قابل دسترسی نیستند، به عنوان مثال بالای سقف‌ها.

مدیریت بحران

با استفاده از دوربین های مدار بسته، نیروهای اورژانس و نیروهای امداد و نجات قادر به ارزیابی و نظارت بر حوادث در زمان واقعی برای انتقال “وضعیت” از طریق ویدئو به تیم های مدیریت بلایا هستند، به عنوان مثال از داخل یک ساختمان در حال سوختن، از یک غار یا از یک هلیکوپتر که بر فراز یک صحنه پرواز می‌کند.

نظارت بر شهر و خیابان‌های عمومی

دوربین‌های موجود در چراغ های راهنمایی و سایر نقاط شهر مردم را برای جمع آوری آمار ترافیک و همچنین تصاویر اثبات کننده برای سرعت غیر مجاز کنترل می‌کنند. AoT زیر مجموعه‌یIoT، ابتکاری در شیکاگو برای جمع آوری داده های بلادرنگ، در درجه اول آب و هوا و محیط زیست، در مورد شهر است. برخی از گره‌های حسی شامل دوربین‌هایی هستند که تصاویر ضبط شده را تجزیه و تحلیل می‌کنند اما برای محافظت از حریم خصوصی افراد، این تصاویر را منتقل یا ذخیره نمی‌کنند. به طور عمده، تعداد محدودی برای استفاده توسط محققان ارشد ذخیره می‌شود تا “نرم افزار بینایی رایانه را توسعه دهد”. این پروژه با مقاومت برخی از ناظران حریم خصوصی روبرو شده است.

نظارت و تشخیص پزشکی

حدود 43 عضله صورت وجود دارد که افکار و احساسات افراد را بیان می‌کند. نرم افزار هوشمند می‌تواند این حالات را شناسایی کند، به عنوان مثال درد یا اضطراب، از تصاویری هستند که به راحتی مردم می‌توانند داشته باشند. دوربین های مدار بسته همچنین می‌توانند بیماران را کنترل کنند – به عنوان مثال کودکان یا افراد مسن – تا بحران‌های بالقوه پزشکی را شناسایی کنند، به عنوان مثال سکته مغزی، یا حمله صرع یا آسم.

تحقیقات رفتاری

دوربین مداربسته‌ای که برای تحقیق در مورد خودکشی استفاده شد، نشان داد که 83 درصد افرادی که قصد پرتاب خود را مقابل قطار دارند، رفتارهای خاصی نشان می‌دهند. این موارد بعداً از تصاویر دوربین مداربسته مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و اکنون برای هشدار ناظران نظارت بر خودکشی‌های احتمالی استفاده می‌شود. محققان از شبکه‌های نظارتی برای ثبت فعالیت های انبوه مردم در مکان های عمومی و جلوگیری از رفتارهای ضد اجتماعی استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، دوربین‌ها در مدارس برای امنیت و ضبط قلدری یا حوادث زمین بازی استفاده شده‌اند.

خرده فروشی هوشمند

بازار هوشمند حاصل از نظارت تصویری مشتریان برای تجزیه و تحلیل روند خرید و امکان استراتژی سازی پیشرفته استفاده می‌شود، به عنوان مثال چگونه مردم خرید می‌کنند، از کدام راهروها بیشتر عبور می‌کنند، چقدر احتمال دارد که چیدمان‌های مختلف فروشگاه به اقدامات عملی پاسخ دهند. نقشه‌های گرما می‌توانند کم و زیاد خرید و فروش خریداران را در مکان‌های خاص یک فروشگاه نشان دهند، به فروشگاه‌ها کمک کنند تا زمان اوج خرید، انواع تبلیغات ترجیحی و الزامات کارکنان را برای دوره‌های اوج خرید شناسایی کنند.

دوربین مداربسته چگونه کار می‌کند؟

سیستم‌های آنالوگ و دیجیتال کاملاً متفاوت عمل می‌کنند اما شبکه‌های مداربسته مدرن از نرم افزار و سخت افزار تبدیل برای تبدیل آنالوگ به دیجیتال استفاده می‌کنند. این فرآیند معادل‌سازی(رتروفیتینگ) نامیده می‌شود.
یک سیستم دوربین مدار بسته بصورت عرف شامل:

• یک یا چند دوربین (آنالوگ یا دیجیتال) که هرکدام دارای یک لنز مجهز به سنسور تصویر هستند
• ضبط کننده – یا ضبط صوت تصویری استاندارد برای سیستم های آنالوگ، یا ضبط مستقیم فیلم (DVR) یا ضبط کننده ویدئوی شبکه (NVR) برای سیستم‌های دیجیتال
• کابل‌ها – هم RJ45 برای دیجیتال هم کواکسیال برای آنالوگ
• یک یا چند مانیتور که تصاویر به آنها منتقل می‌شود

1. یک دوربین با استفاده از حسگرهای تصویر، تصاویر را از طریق لنز ضبط می‌کند.
2. این تصاویر (و اغلب صدا نیز) به صورت بی سیم یا با کابل به ضبط کننده یا نوار منتقل می‌شوند. ضبط کننده‌ها ممکن است از نرم افزار تحلیلی و سایر فن آوری‌های هوشمند برای اسکن داده‌ها و ارسال هشدارهای خودکار به انسان یا سایر سیستم ها و دستگاه ها استفاده کنند.

این نرم افزار مدیریت فیلم (VMS) خوراک‌های ویدئویی را ثبت، ذخیره و تجزیه و تحلیل می‌کند. این نرم افزار اغلب خودآموز است و از الگوریتم‌های یادگیری ماشین (ML) استفاده می‌کند که از قابلیت هایی مانند تشخیص حرکت، تشخیص چهره، شمارش افراد و غیره استفاده می‌کند.
3. مانیتور(ها) می‌توانند منفعلانه (از طریق نرم افزار) یا به طور فعال (توسط افراد) کنترل شوند. شبکه‌های دوربین مدار بسته می‌توانند، و باید، خود نظارت داشته باشند.

انواع سیستم‌های مداربسته

• آنالوگ – از اتصالات Bayonet Neill-Concelman (BNC) روی کابل‌های کواکسیال برای انتقال سیگنال‌های ویدئویی مداوم استفاده کنید. وضوح آنها نسبتاً پایین است اما ارزان و موثر هستند وسایل جانبی بیشتری در یک سیستم آنالوگ وجود دارد، به عنوان مثال کابل های کواکسیال استاندارد معمولاً صدا را انتقال نمی‌دهند. سیگنال‌های آنالوگ را می‌توان دیجیتالی کرد و دیجیتالی شدن را حتی با تجهیزات قدیمی‎تر مقرون به صرفه‌تر کرد. تصاویر به کارت ضبط ویدئو احتیاج دارند و می‌توانند در رایانه شخصی یا ضبط صوت ذخیره شوند. با یک گام بالاتر، HD آنالوگ امکان افزایش وضوح را نسبت به سیستم های سنتی (1080 پیکسل) فراهم می‌کند و با دوربین های آنالوگ و BNC سازگار است.

• دیجیتال – سیگنال ها را در سطح دوربین دیجیتالی کنید. این سیستم ها به کارت ضبط ویدئو احتیاج ندارند زیرا تصاویر مستقیماً در رایانه ذخیره می‌شوند اما برای ذخیره سازی داده‌های ضبط شده به فضای نسبتاً زیادی نیاز دارند، بنابراین معمولاً به شدت فشرده می‌شوند.
• شبکه یا IP – این سیستم ها با دوربین های آنالوگ یا دیجیتال استفاده می‌شوند ، از یک سرور ویدئو برای پخش فیلم از طریق اینترنت استفاده می‌کنند. از مزایای آن می‌توان به وای فای و صدا، هوش مصنوعی توزیع شده (DAI) برای تجزیه و تحلیل فیلم تصاویر، دسترسی از راه دور، قدرت در سراسر اترنت(POE) و وضوح بهتر اشاره کرد.

می‌توانید یک جدول مقایسه‌ای از دسته‌های کابل را در اینجا مشاهده کنید.

اصطلاحات کلیدی فناوری دوربین مدار بسته

رمزگذارهای ویدئویی

رمزگذارهای ویدئویی امکان انتقال سیستم‌های مداربسته آنالوگ به برخی از سیستم‌های شبکه را فراهم می‌کند وکاربران را قادر می‌سازد از سخت افزار ارزان‌تر و ویژگی‌های مدرن استفاده کنند. این نرم افزار امکان اتصال سیمی را فراهم می‌کند و سپس سیگنال های ویدئویی را دیجیتالی می‌کند و آنها را به یک سیستم مبتنی بر آی‌پی سیمی یا بی سیم ارسال می‌کند.

حسگرهای تصویر

دوربین‌ها از انواع مختلف سنسورهای تصویر استفاده می‌کنند که نور را به سیگنال‌های الکترونیکی تبدیل می‌کنند. یک سنسور شامل چندین فوتودیود یا پیکسل است که میزان نور در معرض را ثبت می‌کند و آن را به الکترون تبدیل می‌کند. دو فرمت محبوب CMOS (نیمه رسانای اکسید فلز مکمل) و CCD (دستگاه کوپل شده شارژ) هستند.

• CMOS – مقرون به صرفه تر از سنسورهای CCD است. حسگرهای CMOS مگاپیکسلی(با استفاده از میلیون ها پیکسل) حتی ممکن است با کیفیت سنسورهای CCD رقابت کند.
• CCD – اینها با مصرف برق بیشتر هزینه بیشتری دارند. اسکنرهای CCD به طور کلی بهترین گزینه برای شرایط نوری نامناسب هستند (حساسیت نوری بالاتری دارند) و از CMOS بی صداترند. (در حالی که خود سیگنال آنالوگ است، برای انتقال توسط مبدل، آنالوگ به دیجیتال تبدیل می‌شود، که مقادیر پیکسل ها را به مقادیر عددی تبدیل می‌کند.)

اسکن تصویر

برای دوربین‌های مداربسته دیجیتال، سنسورهای CCD معمولاً از یک روش اسکن بهم پیوسته (قرار گرفتن در معرض فوری) استفاده می‌کنند در حالی که CMOS و CCD می‌توانند از اسکن تدریجی یا درهم استفاده کنند. دوربین‌های آنالوگ فقط از اسکن درهم استفاده می‌کنند.
• بهم پیوسته (محبوب برای کاربردهای CCD) – این روش شامل انتقال خطوط فرد و زوج تلویزیونی از یک تصویر است. دوربین هایی با بیش از 400 خط وضوح خوب و بیش از 700 خط با وضوح بالا در نظر گرفته می‌شوند. این انتقال ها مرتباً تازه می‌شوند، از پهنای باند می‌کاهند و مغز انسان را گول می‌زنند تا باور کند که یک تصویر منفرد و کامل را مشاهده می‌کنند. این به شرطی است که یک ضبط درهم بر روی مانیتور، درهم نیزدیده شود. در یک مانیتور اسکن پیشرونده، ممکن است یک تصویر درهم ناهموار به نظر برسد. نرم افزار ویدئویی مدرن ابتدا اسکن‌های درهم را قطع می‎کند تا آنها را به اسکن‌های پیشرونده تبدیل کند که در مانیتورهای اسکن آنالوگ و پیشرو قابل مشاهده هستند.
• پیشرونده (محبوب برنامه های CMOS) – این روش تصویر را به قسمت (خطوط فرد و زوج) تقسیم نمی‌کند. در عوض، تصویر اسکن می‌شود و هر خط (زمینه) به صورت متوالی در یک مانیتور در معرض دید قرار می‌گیرد.

ضبط کننده‌ها

DVR ها معمولاً بخشی از سیستم دوربین مدار بسته هستند که به اجزای داخلی مختلف و نه به شبکه‌های خارجی متصل می‌شوند. DVR ها عموماً با دوربین‌های آنالوگ استفاده می‌شوند. در سیستم DVR، هر دوربین باید مستقیماً به ضبط کننده متصل شود.

در حالی که سیستم‌های DVR خودشان فیلم ها را پردازش می‌کنند، سیستم های NVR داده ها را در سطح دوربین رمزگذاری و پردازش می‌کنند و سپس آنها را در ضبط کننده پخش می‌کنند که به نوبه خود برای ذخیره سازی و نظارت از راه دور استفاده می‌شود. سیستم های NVR معمولاً از دوربین های آی‌پی استفاده می‌کنند. در یک سیستم NVR، هر دوربین به یک شبکه متصل می‌شود.

دوربین مداربسته شبکه
مزایا و معایب

جوانب مثبت – نظارت از راه دور را فعال کنید، نیازی به کابل کشی شبکه، سیار بودن بسیار و فعال کردن اتوماسیون فرآیندهای نظارت نیست.

موارد منفی – خرید خارج از جعبه اصلی ممکن است گران باشد ،مستلزم منحنی یادگیری بالاتری است و در معرض خطر هکرها قرار دارد

در اینجا برخی افسانه ها و باورهای غلط درباره دوربین مداربسته آی پی بخوانید.

مزایا و معایب دوربین مداربسته آنالوگ

نکات مثبت – نصب و راه اندازی آن ارزان تر و آسان تر از دوربین مداربسته شبکه با پشتیبانی بیشتر فروشنده است
نکات منفی – وضوح پایین تر، کابل کشی بیشتر مورد نیاز است و رمزگذاری داده ها را تسهیل نمی‌کند
در اینجا درباره تاریخچه دوربین مداربسته و چگونگی تکامل آنالوگ بیشتر بخوانید.

نقدهای دوربین مداربسته

برخی مطالعات نشان داده‌اند که نظارت فعال در هر سیستم دوربین مداربسته به دلیل پیکربندی ناکارآمد سیستم، ضبط فیلم با کیفیت پایین، تجهیزات معیوب یا قدیمی، ارتباط ناکافی بین ذینفعان، سیاست های مدیریت ناکارآمد، راه اندازی ناکارآمد محل کار (به عنوان مثال کمبود جا)، سر و صدای پس زمینه (معمولا در محیط های امنیتی )، آب و هوای نامساعد و عدم آشنایی اپراتورها با مناطق خاصی که مشاهده می‌کنند.
انتقاد اصلی علیه دوربین مداربسته احتمال ورود آن به حریم خصوصی افراد، احساس کارمندان (یا مشتریان) که برادر بزرگ آنها را تماشا می‌کند و نقض احتمالی حریم خصوصی است. بسیاری از این مسائل را می توان با نرم افزار نظارت بر شبکه کاهش داد.

ویژگی دوربین مداربسته

طبق گفته وسلی جی اسكوگان، در آینده سایر فن آوری‌های دیجیتال باید دوربین مداربسته را برای ایجاد یك فرآیند نظارت مستقل‌تر و فعال‌تر، تکمیل كنند. این فن آوری ها شامل شناسایی چهره، دوربین های متصل، سخت افزار هوشمند، خواننده پلاک، هواپیماهای بدون سرنشین، دوربین های بدن پلیس و اینترنت اشیا هستند. این فناوری ها نظارت غیرانفعالی را افزایش می‌دهند، توانایی سیستم ها، به جای افراد هشدارها را افزایش می‌دهند.

نظارت بر شبکه‌های دوربین مداربسته

یکی از سریعترین روندهای رو به رشد امنیت دوربین مداربسته، نرم افزار نظارت بر شبکه است که باعث می‌شود سیستم‌های مداربسته بیدار بمانند و می‌توانند نظارت 24 ساعته بر یک منطقه داشته باشند و اعلان های قابل اطمینان را ارائه دهند. سیستم‌های مانیتورینگ می‌توانند در صورت قطع برق کارکنان را هشدار دهند (و به طور خودکار به منبع تغذیه پشتیبان تبدیل شوند)، فعالیت غیرمعمول در شبکه را دائماً بررسی کرده و برای انواع مختلف استفاده، خطرات و نیازها (مثلاً پزشکی یا استفاده‌های جزئی) پیکربندی شوند .
نظارت بر این شبکه ها به صورت حرفه ای برای اطمینان از انطباق با مقررات بین المللی حریم خصوصی و امنیتی ، محافظت از داده های شخصی و پردازش موثر حجم زیادی از داده های تصویر ضروری است.

منبع:

https://www.paessler.com/it-explained/cctv