امدم من

تشخيص حرکت يا موشن دتکتور در دوربين مداربسته

تشخيص حرکت يا موشن دتکتور (Motion Detector) در دوربين هاي مداربسته يکي از از ساده ترين مکانيزم هاي پردازش تصوير دوربين هاي مداربسته است. اين مکانيزم از طريق بررسي تغييرات در تصوير حرکت را تشخيص داده و از آن براي بخش هاي مختلف دستگاه DVR يا NVR کمک مي گيرد.

موشن دتکتور چطور کار مي کند؟

مکانيزم موشن دتکتور در واقع يکي از ساده ترين شکل هاي پردازش تصوير به شمار مي رود. اين مکانيزم با بررسي فريم هاي تصوير تغييرات در بين فريم ها را تشخيص مي دهد و آنها را به عنوان حرکت در تصوير شناسايي مي کند. ميزان حساسيت و ناحيه حساس به تغييرات را ميتوان در بيشتر دستگاه هاي ضبط کننده سيستم مداربسته شناسايي کرد.

نقاط مثبت و منفي مکانيزم موشن دتکتور

نقاط مثبت

• سادگي: سادگي اين مکانيزم امکان استفاده از آن بر روي انواع دستگاه هاي DVR را براي سالهاي زيادي ايجاد کرده.
• عدم نياز به پردازش بالا: در کنار سادگي سيتماتيک اين مکانيزم از نظر نوع پردازش تصاوير نيز کار ساده اي انجام مي دهد و هزينه هاي سخت افزاري دستگاه هاي ضبط کننده را بالا نمي برد.
• کارايي معقول در شرايط عادي: استفاده از مکانيزم پردازش تصوير در نوع خود براي کاربري هاي عادي و ساده بسيار موثر است و از حجم تصاوير ضبط شده در دستگاه به شدت مي کاهد.

نقاط ضعف

• عدم امکان تشخيص حرکت فيزيکي: همانطور که گفته شد مکانيزم موشن دتکتور برخلاف نامش تنها تغييرات در تصوير را شناسايي مي کند نه حرکت اجسام را به همين دليل ممکن است موشن دتکتور حتي با تغييرات نوري در محيط هم فعال شود.
• عدم امکان استفاده به عنوان دزدگير: محدوديت تشخيص در مکانيزم موشن دتکتور امکان استفاده از آن به عنوان دزدگير را از بين مي برد. در صورت استفاده با اين کاربري هم ميزان خطا بيش از حد بالا خواهد بود. براي چنين کاربردهايي بهتر است از سنسورهاي PIR استفاده کنيد.

کاربرد هاي موشن دتکتور

اصلي ترين کاربرد مکانيزم موشن دتکتور در هوشمند سازي روند ضبط تصاوير در سيستم هاي مداربسته است. با استفاده از اين مکانيزم شما ميتوانيد زماني که تصوير فاقد حرکت است ضبط را متوقف کنيد و تنها زماني که تغييراتي در تصوير اتفاق مي افتد تصاوير را ضبط کنيد. اين کار ظرفيت ضبط تصاوير و هارد ديسک مورد نياز براي سيستم مداربسته را به صورت جدي کاهش مي دهد.

هايک ويژن

تياندي

تشخيص حرکت در دوربين مداربسته

 در مطلب گذشته در خصوص هارد ديسک بنفش وسترن ديجيتال صحبت شد حالا به مطلب تشخيص حرکت در دوربين مداربسته مي پردازيم …

عملکرد اصلي سيستم تشخيص حرکت بدين صورت است که کاربران دوربين‌هاي مداربسته را از استرس ناشي از کنترل يک يا چند مانيتور ضبط تصاوير که حتي ممکن است براي مدت طولاني تغييري در آنها هم مشاهده نشود، خارج کند. قابليت تشخيص حرکت تمامي دوربين‌هاي مداربسته را تحت نظارت خود خواهد گرفت و تنها زماني که حرکت مشکوک در يکي از مانيتورها رخ دهد، شروع به ضبط تصاوير مي‌کند. مادامي که هيچ تغييري طي مدت زمان طولاني در تصاوير صورت نگيرد، کاربر مي‌تواند به ساير وظايف خود پرداخته و خيال او از اين بابت که سيستم بلافاصله در مقابل هرگونه اتفاقي واکنش نشان خواهد داد، راحت است. معلوم شده کنترل هشت دوربين مجهز به سيستم معمولي براي متصدي آن غير ممکن است. امکان ندارد بتوان هشت مانيتور را با هر اندازه دقت و تمرکز بيش از 20 دقيقه زير نظر داشت.

قابليت تشخيص حرکت يا motion detection در دوربين‌هاي مدار بسته به اين صورت است که در هنگام تشخيص حرکت آلارم دستگاه به صدا در مي‌آيد و توجه کاربر را به مانيتوري که حرکت را نشان مي‌دهد جلب مي‌کند. دستگاه ضبط کننده دوربين نيز تنها در زمان تشخيص حرکت شروع به ضبط تصاوير مي‌کند. اين ويژگي در فضا و زمان لازم براي ضبط تصاوير صرفه جويي کرده و همچنين کاربر را از توجه دائم به مانيتورها که منجر به خستگي و از دست دادن تمرکز مي‌شود، معاف مي‌کند.

کاربردهاي قابليت تشخيص حرکت

مقصود از سيستم‌هاي مجهز به حسگر حرکت اين است که پردازنده پيوسته تمامي دوربين‌هاي سيستم نظارتي را تحت کنترل داشته باشد. درخلال اين مدت، اپراتور سيستم ممکن است با استفاده از سيستم معمولي سوئيچ کننده، برخي دوربين‌ها را به ترتيب خاصي انتخاب يا تنظيم کند. احتمال دارد سيستم مورد نظر به مانيتور ديگري که به سيستم موشن دتکتور وصل است، مجهز باشد و فقط تصويري در آن نشان داده نشود. در هنگام وقوع هر گونه حرکت در دوربين مداربسته، قابليت تشخيص آن حرکت را به عنوان يک تغيير جديد تفسير کرده و بلافاصله دوربين هشدار دهنده روي مانيتور بدون تصوير سوئيچ مي‌کند و آژير هشدار براي کاربر به صدا درمي‌آيد. در نتيجه توجه کاربر بلافاصله بر روي دوربين مجهز به آلارم متمرکز مي‌شود. اين امکان وجود دارد که سيستم موشن دتکتور بتواند وقايع بيشتري را هم ثبت کند، نظير تنظيم دستگاه دي وي آر بر روي حالت ضبط بي وقفه، تنظيم سيستم سوئيچ کننده بر روي يک سري دوربين‌هاي خاص جهت تسهيل در عملکرد ضبط و موارد ديگر. ممکن است آلارم سيستم به واسطه ورود سرزده شخصي به صدا در آيد و بلافاصله از ديد دوربين خارج شود. بنابراين کاربر با مشاهده مانيتور ورود شخص تازه وارد را نمي‌بيند و مطمئن نيست چه اتفاقي رخ داده است. براي برطرف شدن اين مشکل، بسياري از سيستم‌هاي مجهز به قابليت موشن دتکتور حين تشخيص هرگونه تغيير جزيي، صحنه هشدار دهنده را به همراه يک يا چند فريم ثابت قبل و بعد از آن ضبط خواهند کرد. اين فريم‌ها به صورت تصوير کامل، ضبط و امکان بررسي مجدد آن را براي کاربر فراهم مي‌سازد. سپس کاربر مي‌تواند رويداد از دست رفته در لحظه به صدا در آمدن آلارم را با جزئيات بيشتر بررسي کند.

طرز کار سيستم

برخي سيستم‌هاي حسگر حرکت از فريم و برخي از فيلد استفاده مي‌کنند و بعضي از آنها بين اين دو حالت يکي را انتخاب مي‌کنند. اين عملکرد در دستگاه‌هاي ذخيره سازي اطلاعات نيز استفاده مي‌شود. براي روشن شدن مطلب بايد بگوييم اصطلاح فريم براي همسازي به کار مي‌رود اما روش واقعي مي‌بايست براي سيستم موردنظر بررسي شود. قابليت موشن دتکتور به يک روش الکترونيکي تشخيص تغيير درميدان ديد دوربين مداربسته اشاره دارد. در ساده‌ترين حالت، اين قابليت با ذخيره سازي يک فريم از اطلاعات تصوير و سپس مقايسه آن با فريم بعدي صورت مي‌پذيرد تا نهايتا سيستم درباره تغيير صورت گرفته تصميم گيري کند. تشخيص تغيير به اختلاف سطح تصوير بستگي دارد و بيانگر تغيير در سطح روشنايي يک صحنه مي‌باشد. ممکن است آلارم در ابتدا به صدا درنيايد اما فريم بعدي تاييد مي‌کند که تغييري صورت گرفته يا خير. در صورتي‌ که تغيير در سطح روشنايي توسط سيستم تاييد شود، آن وقت آلارم به صدا در خواهد آمد. اين تغيير ممکن است کاربر را وادار به مشاهده مانيتور از فاصله نزديک‌تر کند، يا دستگاه هشدار دهنده مانند صداي زنگ به صدا درآيد يا اينکه سيستم روي دوربيني که حرکت را تشخيص داده، سوئيچ کند. بسته به شيوه نمونه‌برداري، فرآيند نمونه‌برداري جهت تشخيص حرکت ممکن است تقريبا بين يک پنجم ثانيه يا يک ثانيه به طول بينجامد. اين سيستم ساده ردياب را مي‌توان در محيط‌هايي که تغييرات بسيار جزيي در آن صورت مي گيرد يا تغيير احتمالي در نتيجه ورود سرزده يک شيء رخ مي‌دهد، استفاده کرد. با اين حال شيء سرزده مي‌تواند يک موش يا يک انسان باشد. سيستم قادر به تشخيص آنها از يکديگر نيست. علاوه بر اين، هنگامي که آلارم بر روي مانيتور به صدا درمي‌آيد، احتمال دارد علت آن از ميدان ديد دوربين خارج شود. در صورتي‌ که سيستم بر روي حالت ضبط بي وقفه تنظيم شده باشد، امکان بازبيني صحنه وجود دارد اما شايد براي نشان دادن عکس العمل به موقع خيلي دير شده باشد.

سطح کنتراست

همانطوري که قبلا گفته شد تشخيص حرکت در دوربين مدار بسته از طريق اندازه گيري تغييرات در سطح روشنايي بين فريم‌هاي متوالي تصاوير حاصل مي‌شود. در صورتي‌که شخصي با يک کت و شلوار تيره رنگ از يک محيط بسيار روشن عبور کند، تشخيص آن کار چندان دشواري نيست. تغيير در سطح روشنايي کاملا واضح خواهد بود و بلافاصله پردازنده آن را تشخيص مي‌دهد. اما عبور فردي با لباس خاکستري رنگ از محيطي با همان نور و کنتراست کم تنها باعث تغييرات جزيي در سطح روشنايي خواهد شد. اگر حساسيت سيستم جهت تشخيص واقعه دوم در درجه بالا تنظيم شده باشد، آنوقت مشکل به صدا درآمدن آلارم با هر تغيير جزيي پيش مي‌آيد. شايد اين موضوع براي دوربين‌هايي که در فضاي بسته کار گذاشته شده‌اند خيلي اهميت نداشته باشد، اما در مورد دوربين‌هايي که در فضاي باز و تحت تغييرات مکرر و زياد سطح روشنايي نصب شده‌اند، موضوع بيشتر اهميت پيدا مي‌کند. علاوه بر اين، جاي که شيء مورد نظر کوچک‌تر از يک سلول باشد (منظور از سلول يک تک بلوک حسگر حرکت است که طي آن تغييرات روشنايي برحسب الکترونيکي مورد تجزيه و تحليل قرار مي‌گيرد)، تغيير در سطح روشنايي به دو عامل اندازه شيء و کنتراست بين شيء و نور پس زمينه بستگي دارد. اين موضوع به خصوص در زمان تشخيص حرکت فردي در پس زمينه و زماني که در دورنماي تصوير قرار گرفته باشد، حساسيت پيدا مي‌کند و ممکن است فرد تنها 0.25 درصد از مانيتور را تشکيل دهد. اگر فرد بسيار کو‌چکتر از اين سلول باشد، آن وقت براي تشخيص اين تغيير ميزان حساسيت مي‌بايست بسيار بالا باشد، ليکن باعث به صدا درآمدن تعداد زيادي آلارم اشتباه در نتيجه رويت اشياء بزرگتر با کنتراست بيشتر مي‌شود، حال آنکه خيلي کوچکتر از يک شخص هستند. مسئله ديگر در زمان اندازه گيري سطح روشنايي با استفاده از تکنيک سلول‌هاي بزرگ اين است که عبور يک شيء بسيار تيره مانند يک گربه مي‌تواند باعث تغيير در سطح روشنايي مشابه با عبور يک شيء بزرگ جثه با کنتراست پايين مانند يک شخص، شود.

همچنين بخوانيد:

دوربين مدار بسته  

نصب دوربين مدار بسته  

محدوديت‌هاي استفاده از سيستم‌هاي معمولي تشخيص حرکت

محدوديت‌هاي استفاده از سيستم‌هاي مجهز به قابليت حسگر حرکت در فضاهاي باز از قرار ذيل هستند:

• در تشخيص تغييرات جزيي با توجه به اختلاف سطح روشنايي کارايي چنداني ندارند.
• به صدا در آمدن هر چند وقت يکبار آلارم در صحنه‌هايي با کنتراست بالا
• از عهده محيط‌هايي که در معرض تغييرات آب و هوايي قرار دارند، بر نخواهند آمد.
• عدم توانايي در تشخيص اندازه اشياء و به دنبال آن مشکل تنظيمات سيستم
• عدم يکنواختي در تنظيم حساسيت با توجه به فاصله شيء
• عدم کارايي حين تغييراندازه اشياء به دليل قرارگرفتن دردورنماي تصوير
• پايين بودن سرعت پردازش ممکن است با از دست رفتن برخي وقايع همراه باشد.
• عدم توانايي در تشخيص فرق بين اشياء کوچک تيره با کنتراست بالا و اشياء بزرگ با کنتراست پايين
• لرزش دوربين موجب به صدا درآمدن اشتباه آلارم مي‌شود.
• روش اندازه گيري سلولي مانع از تشخيص دقيق مکان شيء مي‌شود.
• محدوديت به استفاده در مناطقي با شعاع ديد کم
• تشخيص حرکت فرد در شعاع دورتر دوربين بعيد به نظر مي‌رسد.
• تنها امکان محاسبه الگوريتم‌هاي ساده فراهم است.
• سيستم قادر به تشخيص شخص در حال حرکت در يک مسير از شيء لرزان نمي‌باشد.
• مجهز بودن به يک پردازنده باعث صرف زمان بيشتر جهت مقايسه چند فريم مي‌شود