بهترین راهکار برای جلوگیری از حذف فریمهای تصاویر و در اصطلاح افت فریم تصویر در انتقال تصویر دوربین مداربسته و سیستم های نظارت تصویری چیست؟! بطور خلاصه بهترین کار استفاده از سیستم عامل و دستگاهی است که متناسب با هر بخش بصورت اختصاصی کار ذخیره سازی را انجام دهد. اما چطور و یعنی چه!؟

وجود گپ بین فریم های تصویر ویدئویی سیستم نظارت تصویری یکی از رایجترین مشکلات انتقال تصویر دوربین های مداربسته است. با جستجوی عبارت لاتین “Dropped Video Frames” در گوگل خواهید دید که افراد فراوانی درگیر آن شده اند و در کلیپهای یوتیوب و حتی در بخش سیستم های نظارت تصویری هم افراد زیادی در مورد وقوع و توصیه هایی برای پیشگیری از آن بحث کرده اند. در کامپیوترهایی با سیستم عامل ویندوز این افت فریم تصویر تقریبا عادی شده است! البته دستگاههایی هم هستند که این افت فریم های تصویر را کم کنند اما به هیچ وجه 100 درصد قابل حل نیست. اگر بعنوان فیلم ساز آماتور به این مشکل برخورد کنید که فریمهای اصلی یا اصطلاحا Key Frame از ریتم خارج شوند می توانید فیلمبرداری را تکرار کنید. اما در سیستم های امنیتی و نظارت تصویری که نیاز به داشتن تمام لحظات شبانه روز و 7 روز هفته (24/7) وجود دارد چه باید کرد؟ شما نمی دانید کدام یک از لحظات و فریمهای تصویر دوربین مداربسته بخش حیاتی یا تصمیم ساز اتفاقات آینده خواهد بود و چه کسی مسئول واقعی این مشکل است و اصلا چه پیش می آید؟! دیگر سناریویی برای تکرار وجود ندارد و همه چیز یونیک و یکبار خواهد بود.

علت از بین رفتن برخی از فریمهای تصویر سیستم نظارت تصویری (افت فریم دوربین مداربسته)

برای شروع توضیح در این باره، بهتر است با مشکل اصلی در افت فریم ویدئو در سیستم های نظارت تصویری آشنا شویم.

بسیاری از سیستم های نظارت تصویری، جریان خروجی از دوربین مداربسته را با شبکه به کامپیوتری که مثلا روی میز فروشنده قرار دارد می رساند. این کامپیوتر نقش سرور ضبط تصاویر یا VMS (نرم افزار مدیریت ویدئویی) را بازی می کند. ویدئو سرور، تمام فایلهای ویدئویی دریافتی را در هارددیسکهایی با حجم های متفاوت ذخیره می کند. حالا باید بر روی این مراحل و عوامل اصلی افت فریم های تصویر تمرکز داشته باشیم:

• ویدئو سرورها فریمهای تصویر ورودی را گاهی بدلیل رقابت منابع مختلف برای بدست آوردن نوبت پردازش سی پی یو، از دست می دهند.
• هد ذخیره سازی هارددیسک گاهی نمی تواند به همان سرعتی که تصاویر ویدئویی به هارددیسک می رسند حرکت کرده آنها را ذخیره کند  و جریان تصویری نمی تواند روان ضبط شود.

سربار پردازش ویدئویی

بیشتر محصولات الکترونیکی و فناورانه مثل کامپیوترهای تحت ویندوز از معماری رویداد محور و اشتراک زمانی برای استفاده از منابع حیاتی سیستم استفاده می کنند. یعنی برای ایجاد عدالت زمانی/پردازشی بگونه ای طراحی شده اند که از اجرای مداوم تنها یک پردازش و عدم دسترسی دیگر منابع به پردازنده جلوگیری کنند. به همین دلیل تمام کارها از ظرفیت پردازشی کمی استفاده می کنند. در این بین رویدادهای لحظه ای و یا شروع بکار خودکار یک پردازش پس زمینه (Background) یا سرویس سیستمی هم هستند که می تواند باعث ایجاد اختلال یا تاخیر در امور در حال انجام می شوند. یعنی ویدئوها در حین ضبط با همه این رویدادها بشکلی روبرو شده و بصورت نامتوازن جریان تصویری ورودی دچار افت و خیز سرعت خواهد شد.

اگر پردازنده، حافظه یا هارددیسک در برنامه یا سرویس درخواستی برای استفاده تصمیم گیری کند، باید هر دو کار را با وقفه هایی انجام دهد و این یعنی باید پردازش لحظه ای بین پردازش ویدئو و درخواست منابع جدید تقسیم شود، در نتیجه از این سربار عملیاتی به افت داده ها در اتصالات شبکه و منابع کامپیوتری خواهیم رسید. البته در شبکه هم برای کاهش مشکل افت داده ها یا از بین رفتن پکیجها از پروتکل های خاصی استفاده می شود که تاخیر را بسیار کم می کنند. اما این روشها برای تصاویر ویدئویی راهگشا نیست و تاثیری ندارد. زیرا دوربین مداربسته در لحظه در حال ارسال تصاویر ویدئویی است و درواقع مدام فریم های جدیدی می فرستد و نمی تواند فریمهای از دست رفته را مجددا ارسال کرد.

بررسی فریمهای تصویری از دست رفته

اخیرا در سی سی تی وی آنلاین به بررسی فریمهای از دست رفته دوربین مداربسته روی سیستمهای سروری تحت ویندوز پرداختیم. در بررسی های انجام شده تنها با کلیک کردن روی کنسول مدیریت دیسک ویندوز بیش از 4000 فریم از تصویر از دست رفتند که باعث ایجاد گپ و فاصله ای 8 ثانیه ای در ضبط تصاویر دوربین مداربسته می شود که همه می دانیم 8 ثانیه می تواند یک دنیا اتفاق را نادیده گرفته باشد! حتی در اینکه چطور فریمها پشت سر هم و با این شرایط مطابق هر درخواستی روی سرور مثل سرویسهای پشت زمینه دچار مشکل شدند تعجب کردیم. تقریبا همیشه این افت سرعت ضبط تصاویر شامل فایلهایی است که روی یک کلاستر از هارددیسک ضبط می شوند و این یعنی چندین ثانیه از ویدئو را از دست داده ایم. این از دست رفتگی پیوسته خیلی بدتر از کاهش رندوم سرعت ضبط تصاویر و از دست رفتن پراکنده فریم هاست.

بسیاری از نصابهای دوربین مداربسته که از سیستم های تحت ویندوز ساده استفاده می کنند برای کاهش این مشکلات، آنرا تنها بعنوان ویدئو سرور در نظر می گیرند و با بهبود تنظیمات ویندوز سیستم سعی می کنند عملیات و سرویسهای Background را به حداقل برسانند. اینکار با حذف آنتی ویروس متفرقه یا نرم افزارهای نصب شده قبلی ممکن خواهد بود. این کارها باعث کاهش افت فریمها می شود اما  به هیچ وجه این پدیده کامل برطرف نشده است.

 

بنظر شما کدام یک از دو دستگاه VMS یا NVR بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد؟ نرم افزارهای VMS یا NVR های ساده؟

مقاله ای که در سی سی تی وی آنلاین در ادامه می خوانید حاصل نظرسنجی از 160 فروشنده و پیمانکار برتر تجهیزات نظارت تصویری (CCTV) درباره سوالات بالا خواهد بود و درباره چرایی و چگونگی آن بیشتر می خوانید.

خلاصه نتایج نظرسنجی

نرم افزار VMS بیشتر از NVR ها مورد استفاده قرار داشته اند اما کاربرد آنها رشد کمتری نسبت به قبل خواهد داشت.

رید و سازگاری سخت افزار متنوع – دلیل استفاده از VMS

استفاده از سخت افزار در کنار نرم افزار VMS چه در جوابهای کاربران و چه در جوابهای فروشندگان بدلایل رایج زیر صورت می گیرد:

• نرم افزار VMS تحت ویندوز انعطاف، توسعه پذیری و همکاری مشترک بین سخت افزارهای چند برند را بهتر می کند.
• نرم افزار VMS تحت ویندوز برای بیشتر کاربران در محیط ویندوز سرور بصورت یکپارچه مورد استفاده قرار دارد.
• نرم افزار VMS تحت ویندوز خیال کاربر را راحت می کند. بیشتر بخاطر معماری آزاد و باز و امکان نصب روی هر سروری که داشته باشند کار را آسان می کند.
• VMS نرم افزاری، چون کاربران معمولا از منابع سروری دیگری هم در کنارش بهره می برند و هزینه اضافی نیاز نیست.
• VMS نرم افزاری روی سرورهای استاندارد بازار مثل Dell یا HP. قابلیت کار چند منظوره، مشکلات کمتر با اجزای دیگر و فروش مستقیم تجهیزات سخت افزاری جداگانه از برندهای مختلف دست کاربر را باز می گذارد.

استفاده از ماشین مجازی – دلیل استفاده از VMS

بخاطر انتخاب سخت افزارهای مختلف، فروشندگان به کاربران پیشنهاد می کنند از VMS هایی روی زیرساخت ماشین مجازی (Virtual Machine) استفاده کنند :

• با سیستم عامل ویندوز… معمولا روی یک ماشین مجازی (VM) برای کاربر نصب می شود(یا روی سرور جدید). ویندوز استفاده آسانتری داشته و تقریبا VMS را کامل پشتیبانی می کند.
• کاربران بسیاری سخت افزار سروری مختص خودشان را دارند یا نیروی کار IT ترجیح می دهند از این راه استفاده کنند. اگر از محیط VM استفاده کنند نرم افزار VMS تحت ویندوز برایشان مزایای بهتری دارد که مشابهش را نمی تواند در NVR ها جستجو کرد.
• نرم افزار VMS ویندوزی بیشتر مورد استفاده کاربران است و بخوبی تمام سخت افزارها را در محیطهای کاری بزرگ پشتیبانی می کند.

استفاده از ماشین مجازی – بدلیل قابلیت تعمیر یا تعویض

علت دیگر استفاده از نرم افزار VMS بجای NVR ها مربوط به قابلیت تعمیر یا تعویض راحت تر تجهیزات سخت افزاری در صورت نیاز خواهد بود :

• سرورهای ویندوزی مورد استفاده اند. ما از پخش کننده های Dell هستیم و می توانیم بخوبی سرورها را در محل تعمیر کنیم و زمان از کار افتادگی سیستم (DownTime) را کاهش دهیم.
• سرورهای ویندوزی VMS برخلاف سیستمهای embedded مثل NVRها نیازی به بازگشت به کارخانه برای تعمیرات ندارد.
• داشتن وی ام اس نرم افزاری تحت ویندوز انعطاف پذیری سیستم کاربران را در محیطهای خصوصی بالاتر می برد. ضمن اینکه اگر سروری از کار بیفتد کاربر براحتی می تواند روی سروری دیگر سرویس را بالا آورد و نیازی نیست تا خرید یا دریافت سخت افزار بعدی معطل بماند.

افزایش حافظه ذخیره سازی دوربین مداربسته – دلیل استفاده از VMS

قابلیت ارتقاء حافظه دلیل دیگری برای استفاده از VMS نرم افزاری تحت ویندوز است :

• نرم افزار VMS ویندوز قابلیت گسترش و ارتقاء حافظه دارد.
• دلیل استفاده ما از نرم افزار VMS ویندوزی، مدیریت حافظه و قابلیت ذخیره سازی ترکیبی است (Raid 1 وRaid 5).
• نرم افزار VMS بر پایه ذخیره ساز NAS قابل استفاده است زیرا معمولا کنترل و انعطاف پذیری کاری بالایی دارد. بیشتر کاربران ما هم با IT آشنا بوده و آن را مقرون به صرفه و کارآمدتر می دانند.
• نرم افزار VMS ویندوزی با قابلیت تعویض راحت سخت افزار یا قابلیت اتصال ریموت به آن بسیار خوشایند ماست. بروزرسانی ساده تر نرم افزاری و قابلیت افزایش حافظه با اضافه کردن هارددیسکهای داخلی یا حتی هارددیسک های اکسترنال بسرعت و سادگی صورت می گیرد.

دسترسی از راه دور ریموت – دلیل استفاده از VMS

قابلیت دسترسی از راه دور یا ریموت باعث شده کاربران به سمت VMS های ویندوزی رو بیاورند:

• VMS ویندوزی به مدیریت و نظارت کاربران بصورت ریموت روی سیستم نظارت تصویری خیلی کمک می کند. ما از TeamViewer در نرم افزار سروری VMS استفاده می کنیم و سرور بتنهایی با هر نرم افزار دیگری می تواند تعامل داشته باشد. بمحض آفلاین شدن، بخوبی کاربران و مدیران با یک ایمیل از مشکل مطلع می شوند.
• ارتباط ریموت از طریق TeamViewer برای عیب یابی یا نظارت بر سلامتی تجهیزات بخوبی برقرار می شود و کلا تمام شبکه در دست ناظر است.
• وقتی از آن در سایت سرور استفاده می شود بخوبی با سرویس ریموت سیستم کاربران می توان ارتباط برقرار کرد و مشکل را بخوبی برطرف کرد.
• نرم افزار VMS ویندوزی با قابلیت دسترسی ریموت خیلی راحت تنظیم و عیب یابی شده و امور بهینه سازی دوره ای را راحت تر کرده است.

استفاده ترکیبی از VMS با NVR ها

بخشی از نظرات به استفاده ترکیبی از نرم افزار VMS در کنار NVR بر می گردد که می خواهد کاربردهای پیشرفته تر VMSرا در کنار قیمت پایینتر NVR ها در پروژه های کوچک تواما مورد استفاده قرار دهد :

• بیشتر از 70 درصد کاربران تنها از نرم افزار VMS ویندوزی استفاده می کنند. علتش هم توسعه و قابلیت یکپارچه سازی و ویژگیهای آنهاست.
• نرم افزار VMS ویندوزی بیشتر مورد استفاده است. اما ما جفت این راهکارها را هم کنار هم میفروشیم. برای سیستم های بزرگتر بیشتر نرم افزار VMS تحت ویندوز قابل استفاده است.
• ترکیبی هم فروخته ایم. سیستم embedded برای کاهش هزینه ها و VMS ویندوزی هم بدلیل پشتیبانی آسان، ترکیبی استفاده شده اند.
• در سیستم های وسیع از ترکیب هردو استفاده کردیم. در پروژه های کوچکتر NVR بکار رفته است که نمونه اش فروشگاهها و … هستند. سرورهای رایج بیشتر برای مراکز بزرگتر و بدلیل کیفیت بالاتر کاری ترکیب شده اند.
• برای مشتریان با سیستم های ساده معمولا از NVR بدلیل مقرون به صرفه بودن استفاده کرده ایم. برای سیستم های نظارت تصویری بزرگتر ترجیح داده اند از VMS نرم افزاری استفاده شود که منافع بیشتری دارد.
• از NVR برای سایتهای کوچک با حداکثر 16 دوربین مداربسته استفاده می شود که قیمت بهتری داشته و یادگیری کار با آنها ساده تر است. برای پروژه های نصب دوربین مداربسته وسیع هم از چندین NVR در صورت نیاز در کنار VMS تحت ویندوز استفاده کرده ایم. بدلیل نیاز سخت افزارهای IT و قابلیت اطمینان بالاتر استفاده ترکیبی ترجیح داده شدند.
• برای پروژه های نصب سیستم نظارت تصویری که کمتر از 16 دوربین مداربسته نیاز دارند ترجیحا از NVRاستفاده می کنیم. اگر تعداد دوربین های مدار بسته مشتری از 166 عدد فراتر رفت بسمت استفاده از نرم افزارVMS ویندوزی خواهیم رفت.
• بازار نصب دوربین های مداربسته منازل معمولا به استفاده از NVR علاقه دارد اما کاربران شرکتی و محیطهای بزرگ که نیاز به دوربین مداربسته بیشتری در محیط دارند از طراحی سیستمی با مرکزیت VMS های ویندوزی بیشتر استقبال می کنند.

قیمت پایینتر – دلیل استفاده از VMS

دلیل اصلی کاربران در استفاده از NVR به قیمت کمتر آن باز می گردد:

• در 85 درصد پروژه ها از NVR استفاده می کنیم. بیشتر کاربرن ما دنبال راهکار ارزانتر می گردند.
• Embedded NVR بیشتر بدلیل اقتصادی بودن و عدم نیاز به لایسنس سیستم عامل، بیشتر مورد استفاده است و نصب آسانی هم دارند.
• ان وی آر ها بدلیل نصب آسان و مقرون به صرفه بودن مورد استفاده اند.
• NVR استفاده می کنند چون مشکل نرم افزاری کمتری دارند.
• ما بیشتر NVR نصب می کنیم و مسبت به راهکارهای برپایه PC اولویت اول ماست و در سیستم های کوچک و متوسط بیشتر قیمت مهم است و بدلیل برخورداری از سیستم عاملی بر پایه لینوکس در NVR ها، پایداری سیستم ها بالاتر می رود و نیاز عملیاتی بالایی ندارند.
• ان وی آر بیشتر استفاده می کنیم چون VMS گران بوده و بیشتر کاربران ما در بخش صنعتی دنبال راهکار ارزان می گردند و پول زیادی خرج نمی خواهند کنند.
• اکثر مشتریان سیستم نظارت تصویری که داریم برای منازل و کسب و کارهای کوچک نیازمند دوربین مداربسته هستند و اکثر سیستم های CCTV که نصب کرده ایم بر مبنای DVR ها یا NVR ها بوده اند. بیشتر هم روی داهوا، هایک ویژن و بخش کمتری روی سامسونگ/هانوها کار می کنیم.

NVR ها براحتی با قیمتی زیر 3 تا 4 میلیون تومان می توانند کار راه انداز باشند و چون خودشان هارددیسک و نرم افزار ضبط تصویر دارند معمولا انتخاب اولند و سخت است که به کاربران استفاده از نرم افزار VMS با قیمتی بالاتر پیشنهاد داده شود که بیشتر در مقاصد بزرگتر مورد استفاده اند. حالا شما هزینه سرور یا سیستم های دیگری را هم که باید اضافه شوند در نظر داشته باشید!

پیروزی NVR دربرابر  در آیندهVMS

بدلیل قیمت پایین NVR ها و سرمایه گذاریهای برندهایی مثل داهوا و هایک ویژن روی این بخش برای NVR ها، عملا زمین بازی از دست نرم افزار VMS در خواهد آمد:

• در قبل سیستم VMS ویندوزی مورد استفاده بود اما پس از 3 سال NVR ها با کارکردهای متنوع و پشتیبانی آسانی بیشتر انتخاب می شوند.
• از طرفی ما می بینیم که ان وی آر ها هوشمندتر از قبل شدند و از دو پاور برخوردارند، دو پورت شبکه داشه و .. . پس اگر قیمت مهم باشد NVR گزینه جایگزین خوبی است.
• اخیرا بیشتر از NVR استفاده می کنیم که سوئیچ داخلی PoE هم دارد و بسیار راه حل خوبی است.
• در گذشته از نرم افزار VMS روی ویندوز استفاده می کردیم اما اخیرا به سمت راهکارهای NVR محور رفتیم که قیمت کمتر و زمان نصب پایینتری دارند.
• NVR ها انتخاب ما هستند. صنعت به این سمت می رود(حداقل در برند مورد استفاده ما). سرویسهای آماده شده از قبل نصب و راه اندازی راحت تری داشته و بصرفه تر هستند.
• اواخر بخاطر قیمت پایینتر و رقابت قیمتی محصولات از NVR ها استفاده می کنیم. در بیش از 90 درصد پروژه های نصب و راه اندازی دوربین مداربسته از نرم افزار VMS ویندوزی استفاده می کردیم. اما حالا تنها 600 درصد پروژه ها را VMS ویندوزی و 40 درصد هم NVR ها تشکیل می دهند.

از آنجاییکه رکوردرهای داهوا و هایک ویژن مثل دوربین های مداربسته آنها معروف نشده اند، قیمت مناسب و کارایی حداقلی کافی آنها می تواند روند کاهش استفاده از VMS ها و جایگزینی NVR ها را در آینده بیش از گذشته تثبیت نماید.