ابزار اندازه‌گیری دقیق پارامترهای عملکردی تجهیزات نظارت تصویری

نیاز به اطلاع از واقعیت تجهیزات

امروزه تولیدات تجهیزات نظارت تصویری تنوع  بسیار  زیادی دارد و شرکت‌های فراوانی در این زمینه فعالیت می نمایند. در حال حاضر بیش از 1000 برند تجهیزات نظارت تصویری در سراسر جهان ثبت شده‌اند که بسیاری از این تجهیزات به بازار کشور ما نیز وارد شده‌اند. بازار جهانی و همچنین کشور مملو از محصولاتی است که هرکدام ادعاهایی در خصوص کیفیت و کارایی تولیدات خود دارند.

به دلیل نبود ابزارهای اندازه گیری عملکردی، مشتریان حتی پس از خرید و بهره برداری تجهیزات نظارت تصویری نیز از اصالت، صحت عملکرد، سطح کیفیت و سطح امنیت این تجهیزات اطمینان کامل نداشتند. همچنین کارشناسان نیز ابزار قابل اتکایی نداشتند تا بتوانند در دعاوی، نظرات رسمی، کارشناسی و محکمه‌پسند خود را ارایه نمایند. از این رو نیاز وجود ابزاری برای سنجش عملکرد حقیقی این تجهیزات برای مشتریان و متولیان بسیار احساس می شود.

سالهاست نیاز به ابزاری به منظور سنجش پارامترهای ویدیو، کیفیت، امنیت و اصالت دوربین و تجهیزات نظارت تصویری احساس می شود. این نیاز در طراحی صحیح یک سامانه نظارت تصویری کاربردهای فراوانی دارد. از سوی دیگر، به دلیل عدم ارایه اطلاعات کامل توسط تولیدکنندگان از یکسو و غلو فروشندگان این تجهیزات به مشتریان از سوی دیگر، نیاز به مرجعی وجود دارد که واقعیت تجهیزات نظارت تصویری را با اندازه گیری واقعی، مشخص نماید.

به دلایل ذکرشده، سنجش دقیق پارامترهای تجهیزات نظارت تصویری، برای متخصصان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این سنجش زمانی قابل اتکا خواهد بود که بر اساس نتایج عملکرد واقعی دستگاه صورت گرفته باشد.

آتن، ابزار سنجش واقعیت محصولات نظارت تصویری

آتن ابزار اندازه گیری پارامترهای عملکردی تجهیزات نظارت تصویری است. پارامترهایی که در حوزه های اصالت، کارآمدی، پایداری، کیفیت و امنیت فضای تبادل اطلاعات دسته بندی می شوند، توسط آتن قابل اندازه‌گیری هستند. در سند ثبت اختراع آتن به موارد زیر به عنوان ویژگی های منحصر به فرد آتن اشاره شده است:

• امکان اندازه گیری پارامترهای ویدیو که قبل از آتن ممکن نبود
• کمترین وابستگی به نیروی انسانی در آزمایش ها

 

تجهیزات قابل اندازه‌گیری توسط آتن

تجهیزات قابل آزمون توسط آتن عبارتند از:

• دوربین های مداربسته (تمامی تکنولوژی‌ها و اشکال فیزیکی)
• دستگاههای ضبط تصاویر DVR، NVR، XVR
• دستگاههای انکودر (Video Encoders)

 

اجزای آتن

طبق استاندارد راهکار آتن، آزمایشگاه تجهیزات نظارت تصویری شامل چند سلول تست استاندارد به همراه سازه(structure) نگهدارنده، چند سرور سلول تست، سرور مرکزی، چاپگر، نرم‌افزارهای آتن و همچنین مستندات فنی به شرح زیر است:

 

 1. سخت‌افزار

وظیفه بخش سخت‌افزاری آتن، ایجاد محیط مناسب برای تست است. آتن از تعدادی سلول تست تشکیل شده که هر سلول، یک اتاق تاریک به همراه مجموعه‌ای حسگر و عملگر (از جمله صفحه نمایش تست‌های اکتیو، نمایشگر وضعیت، سنسورهای سنجش میزان نور، توان، دما، رطوبت و صدا، عملگرهای نوری و صوتی، چارت‌های استاندارد و …) است.

 منبع تصویر در اتاق تاریک، علاوه بر چارت‌های استاندارد، نمایشگر شبیه‌ساز است. شبیه‌ساز قادر است با نمایش تصاویر و ویدیوهای گوناگونی، امکان اندازه‌گیری پارامترهایی که ممکن است برای این تجهیزات در حین عملکرد واقعی به وجود بیاید (اعم از میزان نویز، نور، رنگ، حرکت، راه اندازی مجدد تجهیز و …) را مقدور سازد.

 اتاقک آزمون دوربین و تجهیزات نظارت تصویری از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

1- بخش مانیتورینگ و فرمان

2- محفظه انجام آزمون (محوطه تاریک)

3- هسته مرکزی و منبع تغذیه

۱.۱. بخش مانیتورینگ و فرمان

این بخش شامل یک صفحه نمایشگر لمسی 10 اینچی است که بر روی در اتاقک نصب شده است.  با استفاده از این ابزار اقداماتی از قبیل باز و بسته کردن در اصلی اتاقک، ثبت اطلاعات مربوط به تجهیز مورد آزمون، نوع آزمون، زمان شروع، خاتمه و مشاهده شرایط لحظه به لحظه آزمون را  می‌توان انجام داد.

۲.۱. محفظه انجام آزمون(محوطه تاریک)

این بخش، محل قرارگرفتن دوربین و انجام آزمون است. در این بخش ضمن ایجاد تصویر و ویدیوی مرجع، شرایط آزمون نظیر  شدت نور، کنتراست نور، دما و رطوبت کاملا کنترل می‌گردد. این محفظه تاریک شامل موارد ذیل است:

شدت نور، کنتراست نور، دما و رطوبت کاملا کنترل می‌گردد. این محفظه تاریک شامل موارد ذیل است:

• مانیتور
• پایه نگهداری دوربین
• ریل‌های تنظیم دوربین
• لامپ Ambient
• لامپ LED – RGB
• حسگر تشخیص نور
• حسگر دما
• سنسور شتاب سنج
• شیار صفحه های رنگی مرجع
• لامپ‌های نویز

 

۳.۱. هسته مرکزی و منبع تغذیه

این قسمت در انتهای اتاقک آزمون و در محفظه‌های جدا از محفظه تاریک قراردارد. در این قسمت تجهیزاتی به منظور اجرای آزمون و منبع تغذیه قراردارد. تجهیزات مورد استفاده در این محفظه عبارتند از:

• کامپیوتر
• منبع تغذیه
• سوییچ POE
• ماژول Data Acquisition
• برد رله
• ولت متر
• آمپر متر
• کابل برق ورودی
• کابل شبکه
• کابل KVM

تجهیز نظارت تصویری در اتاق تاریک نصب می‌شود. داده‌های جمع‌آوری شده از آن، توسط سرور تحلیل داده‌ها تحلیل می‌شود. سرور مرکزی راهکار متولی سامانه مدیریت و گزارشات مرکزی است. این سامانه، نتایج دریافت شده از رایانه‌های تحلیل داده را دریافت کرده، پس از ارزیابی مجدد آن‌ها، گزارش نهایی را تولید می‌کند.
نگهداری داده‌های تست کاربردهای متفاوتی از جمله صحت سنجی در آزمون مجدد نمونه‌ی شاهد دارد. لذا آتن نسبت به نگهداری بلندمدت داده‌های آزمون در ذخیره‌ساز داده خود اقدام می‌نماید.

 

 

2. نرم‌افزار

 

مسئولیت بخش نرم افزاری آتن، دریافت اطلاعات اولیه، اجرای آزمون، داده برداری، تحلیل داده ها، ثبت اطلاعات و تولید گزارش عملکرد تجهیزات نظارت تصویری است.

 

به دلیل ماهیت عظیم داده‌های دریافتی Video، نرم‌افزار راهکار آتن  نیازمند ویژگی‌های فنی خاصی است. جمع‌آوری دقیق و صحیح داده، عدم وجود خطا در جمع‌آوری این اطلاعات و خصوصا اطمینان از عدم ازدست‌رفتن این داده‌ها، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

از سوی دیگر، اطمینان کامل از صحت آنالیزهای صورت گرفته بر روی داده‌های این نرم افزار ضروری است.

برای اطمینان از صحت جمع آوری و آنالیز داده‌ها، نرم‌افزار آتن با سیاست‌های زیر تولید شده است:

• تمامی کدهای آتن، یا راسا توسط سازنده تولید شده و یا از کدهای استاندارد، قانونی، قابل فهم، بررسی و ویرایش که قبلا توسط چندین نفر مورد بررسی قرار گرفته، بهره‌برداری شده است. آتن فاقد هرگونه بخش بسته (Black Box) یا مخالف قوانین و حقوق بین‌المللی است.
• تمامی بخش‌های آتن انواع تست‌های علم روز نرم‌افزار را با موفقیت پشت سرگذاشته اند و اطمینان کامل از صحت عملکرد آنها وجود دارد.

همچنین بخش نرم‌افزاری آتن، مستقل از پلتفرم و سیستم‌عامل تولید شده است.

 

3. استانداردها، مستندات و رویه‌ها

 

آتن به عنوان راهکار مشتمل بر مستندات متنوعی است. مستندات فوق به شرح زیر است:

 

استانداردها

• استانداردهای آیین آزمون سنجش تجهیزات نظارت تصویری
• استانداردهای آیین نظارت بر عملکرد و کالیبراسیون آزمایشگاه‌های تجهیزات نظارت تصویری
• استانداردهای تالیف شیوه‌نامه‌ی سطح‌بندی تجهیزات بر اساس نتایج آزمایشگاه تجهیزات نظارت تصویری

دستورالعمل‌ها

• دستورالعمل‌های شیوه آزمون آتن
• دستورالعمل‌های نگهداری آزمایشگاه

 

رویه‌ها

• رویه‌‌ی اداری دریافت و تحویل نمونه
• رویه‌های آزمون

دانش فنی آتن، علاوه بر تجربیات طراحی و تولیدات تولیدکننده و متخصصین مجرب، با بهره‌گیری از منابع زیر خلق شده است:

(ISO 12233 (Resolution

UL 2802

(ISO 19262,19263,19264 (Image Quality

(ISO 18844 (Flare

(ISO 19093 (Low Light Performance

(ISO 19567 (Texture

(ISO 20490 (Auto Focus

(ISO 20954 (Image Stabilization

(IEC 61146-1 (Minimum Illumination

(ISO 14524 and ISO 15739 (Dynamic Range

(ISO 17850 (Image Distortion

(ISO 15781 (Maximum Frame Rate

 

حوزه‌های آزمون

حوزه‌های اصلی که توسط آتن تحت بررسی قرار می گیرد به شرح ذیل است:

1.  کیفیت استریم (ویدیو و صوت)
2.  کیفیت تصویر
3.  تصحیح تصویر در شرایط نوری خاص
4.  فشرده‌سازی
5.  کیفیت صدا
6.   منبع تغذیه
7.  امنیت تبادل داده
8.  سهولت نصب
9.  اصالت تجهیز

 

تمام حوزه‌های فوق بر اساس الگوریتم‌های مختلف و الگوهای از پیش تعیین شده اندازه‌گیری می‌شوند.

1. کیفیت استریم (ویدیو و صوت)

کیفیت استریم با محاسبه و بررسی پهنای باند، وضوح، آنالیز فریم، بسته های ارسالی و بررسی استریم سنجیده می شود.

1.1. پهنای باند

یکی از موارد بسیار مهم در کیفیت استریم، پهنای باند است. آتن قادر است پهنای باند تجهیز مورد آزمون را در شرایط مختلف اندازه گیری نماید. آتن میانگین، پایداری و انحراف معیار پهنای باند را اندازه‌گیری می کند. محاسبه حقیقی  پهنای باند مصرفی تجهیز و میزان تغییرات آن و مقایسه با آن مقدار اعلامی از سوی سازنده و همچنین مقدار قابل قبول استاندارد، می تواند شاخص مهمی برای مصرف کنندگان نهایی باشد، چرا که می توانند زیرساخت ارتباطی مناسب را برای تجهیز مورد استفاده پیش بینی و یا تجهیز مناسب با زیرساخت ارتباطی خود تهیه نمایند.

از سوی دیگر، پهنای باند به مثابه پاشنه آشیل برقراری انتقال تصویر شده است. در کشورهایی که قیمت پهنای باند در آنها نسبتا بالا است، هزینه انتقال تصویر بسیار زیاد و از نظر اقتصادی دارای اهمیت ویژه‌ای است.

۲.۱.  تفکیک‌پذیری (Resolution)

در آتن تفکیک پذیری (وضوح) تصویر استریم های دریافتی محاسبه می شود. میزان متوسط وضوح نامی (اعلام شده توسط استریم)، وضوح موثر (میزان تفکیک پذیری پس از اندازه‌گیری تعداد پیکسل‌ها) و وضوح کاربردی (حداکثر تعداد پیکسل‌های حامل داده‌ی موثر در تصویر واقعی تولید شده) نیز از یکدیگر تفکیک و محاسبه می شوند.

۳.۱. آنالیز فریم

تعداد فریم های ارسالی در واحد زمان، فریم های از دست رفته و فریم های غیر قابل استفاده محاسبه میگردند. همچنین Packetها مورد تحلیل قرار می‌گیرند. داده‌های فریم‌ها و پکت‌ها به منظور محاسبه‌ی شاخص‌ها مورد آنالیزهای کیفی و آماری قرار می‌گیرند.

۴.۱. پروتکل

در این قسمت نوع پروتکل استریمینگ و فرمت فایلهای تصویری و صوتی مشخص شده و سایر مشخصات استریم، شامل  تعداد فریم ها در واحد زمان، نرخ پهنای باند، وضوح و نسبت ابعاد تصویر  محاسبه می گردد.

 

2. کیفیت تصویر

 

به منظور تعیین کیفیت تصویر، مواردی چون نور، وضوح تصویر، اختلال در تصویر، همسنجی(کنتراست)، صحت رنگ‌ها، اعوجاج، نویز، Dynamic Range  در تصاویر ثابت و ویدیو بررسی میگردد.

 

3. تصحیح تصویر در شرایط نوری خاص

یکی از مهم ترین نیازهای مصرف‌کنندگان، تشخیص محتوای تصویر در شرایط نوری متضاد است. سازندگان تجهیزات نظارت تصویری، در چنین شرایطی، از تکنولوژی‌های مختلفی همچون WDR، BLC و HLC استفاده می‌کنند.

مستقل از نام تکنولوژی که در بسیاری از موارد صرفا کاربرد تجاری و بازرگانی دارد، اطلاع مشتری از میزان عملکرد مناسب تجهیز در شرایط نوری خاص، اهمیت ویژه‌ای دارد.

آتن خود را محدود به تکنولوژی مورد استفاده‌ی سازنده نمی‌کند و با بهره‌گیری از روال استاندارد خود، عملکرد  میزان تصحیح تصویر را در شرایط فوق اندازه‌گیری می‌کند. به بیان دیگر تست‌های آتن همچون تمامی تست‌های مدرن و کارآمد، کارکرد گرا هستند.

مبرهن است تصحیح تصویر در شرایط متفاوت نوری، موجب تولید نویز در تصویر می‌شود.لازم به ذکر است اندازه‌گیری نویز تولید شده، کارکرد دیگر آتن با روال استاندارد انحصاری است.

 

4. فشرده سازی

فشرده سازی تاثیر قابل توجهی در کاهش و مدیریت پهنای باند مصرفی تجهیز دارد، آتن میتواند نشان دهد که فشرده سازی تصویر به چه میزانی باعث افت کیفیت ویدیوی تولیدی میگردد.

همچنین عملکرد روشهای فشرده سازی VBRو  CBR مورد بررسی قرارگرفته و نرخ تغییرات در میزان فشرده‌سازی محاسبه می‌گردد.

 

5. صدا

صدای ورودی و خروجی تجهیز نیز هم از جنبه کیفیت و هم از جنبه پهنای باند مصرفی، مورد سنجش و بررسی قرار می گیرد.

 

6. منبع تغذیه

یکی از مشکلات شایع در بهره‌برداری از سامانه‌های نظارت تصویری، مشکلاتی است که به‌واسطه‌ی بروز مشکل در تامین تغذیه تجهیزات به وجود می‌آید.بنابراین تاثیرات میزان و نحوه تغذیه تجهیز مورد اندازه‌گیری قرار می‌گیرد.

حداقل، حداکثر و متوسط توان مصرفی در کارکردهای متفاوت از شاخص‌های کیفی و عملکردی دوربین به حساب می‌آید. به عنوان مثال در دوربین های متحرک، آیا منبع تغذیه درنظر گرفته شده پاسخگوی توان تمام بار مصرفی است و یا در صورتی که دوربین سیستم PoE  داشته باشد، صحت عملکرد این سیستم و تاثیر آن روی تصاویر تحت بررسی قرار می گیرد.

 

7. امنیت تبادل داده ها

تجهیزات نظارت تصویری متاسفانه کندتر از سایر تجهیزات ICT در حوزه امنیت تبادل اطلاعات حرکت می‌کنند و این توجه ناقص به موضوع امنیت، باعث شده مشکلات متعددی در سراسر جهان در این حوزه به‌وجود آید. لذا بررسی سطح امنیت در تجهیزات نظارت تصویری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. از آنجا که استانداردهای موجود امنیت تبادل اطلاعات بعضا موضوعیتی در حوزه نظارت تصویری ندارند و از سوی دیگر موارد متعددی در حوزه امنیت مورد نیاز یک سامانه امن نظارت تصویری است که در سایر استانداردها مورد توجه قرارنگرفته است. راهکار آتن، با استانداردهای اختصاصی خود، امنیت تبادل اطلاعات تجهیز را به‌صورت تخصصی مورد بررسی، تجزیه و تحلیل قرار می‌دهد.

بررسی تکنولوژی‌های امنیتی تجهیز، سطح امنیتی پیاده‌سازی شده، نوع و سطح پروتکل‌های امنیتی پیاده‌سازی شده جزو آزمون‌های امنیتی راهکار آتن است.

 

8. سهولت نصب

قابلیت و سهولت نصب تجهیز، موجب تسریع در پیاده‌سازی پروژه نظارت تصویری می‌شود. آتن قابلیتهای تنظیم خودکار IP دوربین، تنظیمات گروهی و یا تنظیمات تکی را نیز شناسایی میکند.

همچنین اگر تجهیز دارای پروتکل‌های یکپارچگی از جمله ONVIF باشد، توسط آتن قابل تشخیص بوده و در نتیجه امکان سهولت توسعه آتی، یکپارچگی با سایر سامانه‌های امنیت الکترونیک و مواردی از این دست، افزایش خواهد یافت. لذا بررسی‌های متنوعی در این حوزه در آتن پیش‌بینی شده است.

 

9. تشخیص اصالت تجهیز

بررسی اصالت کالا برای خریدار از اهمیت زیادی برخوردار است. آتن با بررسی قطعات از جمله مک آدرس تجهیز، اصالت آن را مورد آزمون قرار می‌دهد. همچنین بررسی تطبیقی برد اصلی الکترونیکی تجهیز با نمونه‌های اصلی، از دیگر روش‌های بررسی اصالت تجهیز است.

 

نتیجه آزمایش

بسته به نوع آزمایش‌های انجام شده در پروسه‌ی تست، گزارش نهایی تجهیز در فرمت pdf تولید می‌شود. این گزارش در حالت استاندارد حداقل 20 صفحه A4 است. گزارش با تعریف مشخصات تجهیز آغاز و با اعلام نتایج نموداری و رقومی آزمون‌ها ادامه می‌یابد. آخرین بخش گزارش آتن، نتایج تحلیل‌های تخصصی است.

 

نتایج حاصل از بهره برداری تجهیزات نظارت تصویری مورد آزمون (آتن)

آتن در موارد گوناگونی از جمله موارد ذیل کاربرد دارد:

 

• کنترل کیفیت (QC) در حوزه تولید، نگهداری و غیره.
• سطح‌بندی تجهیزات نظارت تصویری
• ابزار مناسب تحقیق و توسعه در زمینه تجهیزات نظارت تصویری
• محاسبه دقیق نمره فنی در مناقصات
• انتخاب محصولات با کیفیت مطلوب
• جلوگیری از واردات یا تولید محصولات بی کیفیت
• شناسایی کالاهای فاقد اصالت
• انتخاب تجهیز متناسب با نیاز مصرف‌کننده
• مقایسه دو یا چند تجهیز نظارت تصویری با یکدیگر
• و …

 

جمع بندی

 و نتیجه‌گیری

پس از سال ها، رویای اندازه گیری دقیق پارامترهای تجهیزات نظارت تصویری با آتن محقق شد.

به وسیله آتن، ایران دیگر یک مشتری چشم و گوش بسته برای تجهیز نظارت تصویری نیست و مشتری ایرانی می تواند تجهیز نظارت تصویری که از اصالت، پایداری، امنیت و کیفیت مناسب برخوردار است را به درستی انتخاب کند.

 

About The Author