FPS اصطلاحی است که سرعت پردازش یک سری فریم تصویر ثابت را توصیف می کند، برای مثال، ۱۵ FPS به این معنی است که یک پردازنده می تواند مجموعه ای از ۱۵ فریم تصویر ثابت را در یک ثانیه ضبط کند به طوری که وقتی فریم ها برای یک بیننده پخش می شوند، در یک ثانیه، بیننده تمام ۱۵ فریم را در دنباله ای که در آن ثبت شده اند می بیند و به آن ظاهر حرکت می دهد.
نظریه پشت فریم در ثانیه همان چیزی است که باعث تولد صنعت تصاویر متحرک شد و هنوز هم پایه و اساس فناوری ویدیو است. به جای استفاده از کوهی از عکس های ثابت ساده، که هیچ راهی برای مشاهده به صورت فیلم ندارند، حتی اگر بتوان آن ها را تولید کرد، یک دوربین، تصویر متحرک هزاران عکس ثابت را با سرعت بسیار سریع ثبت می کند، آن ها را به صورت متوالی روی نوار ضبط می کند تا بتوان آن ها را به یک حلقه فیلم تبدیل کرد و برای دیدن بر روی صفحه نمایش قرار داد. این یک توصیف کلی از فناوری آنالوگ است. در واقع تصاویری هستند که حرکت را با مشاهده سریع شبیه سازی می کنند.
FPS در صورت دیجیتال :
همان طور که سودمندی رسانه ویدئویی پیشرفت کرد، فناوری مورد استفاده در پردازش فریم های تصویر ساکن نیز پیشرفت کرد. به جای ضبط حرکت بر روی فیلم برای پردازش، تراشه های کامپیوتری به کار گرفته شدند که می توانستند تصاویر را بر روی یک دستگاه ذخیره سازی، مانند یک هارد درایو کامپیوتر، بنویسند.
این تصاویر با فرآیندی که به آن “دیجیتال سازی” گفته می شود، در ذخیره سازی نوشته می شوند. تصویر ثبت شده توسط دوربین، با تبدیل تصویر آنالوگ از دوربین به فرمت دیجیتال که بیت داده تولید می کند، تکرار می شود. یک تصویر ساکن، مانند تصویر گرفته شده توسط یک دوربین عکاسی دیجیتال، به یک فایل دیجیتال تبدیل می شود که مستقل از دیگر تصاویر ساکن است.
در ویدئو نیز از همین اصل استفاده می شود، با این تفاوت که در فناوری قبلی، مرحله اضافه ای برای اتصال چندین تصویر به یکدیگر و موازی کردن حلقه فیلم وجود داشت.
این فرآیند دیجیتالی کردن توسط نرم افزار انجام می شود و با کنار هم قرار دادن تصاویر ساکن در توالی مناسب، یک فایل داده واحد به عنوان یک فایل ویدیویی ذخیره می شود. فایل ویدیویی، هنگام پخش، حرکت را شبیه سازی می کند.
مشاهده فریم های ثابت و زوم بر روی تصویر :
از نظر FPS، تعداد فریم های منفردی که می توانند در یک ثانیه روی دیسک نوشته شوند، به درستی پردازش شده در چیپ کامپیوتری، با نرم افزار، مبنایی برای مقایسه بین پردازنده ها فراهم می کند. هرچه پردازش سریع تر باشد، شبیه سازی حرکت در زمان واقعی بهتر است.
برای مقایسه، پردازنده ای که بتواند در ۳۰ FPS، در مقابل ۱۵ FPS، دیجیتالی و ثبت کند، دو برابر سریع تر است. البته ناگفته نماند که نرم افزار پیشرفته به بیننده اجازه می دهد فریم های ثابت را ببیند، حرکت را آهسته کند، روی بخشی از تصویر زوم کند و همچنین از تغییرات یک تصویر به تصویر دیگر استفاده کند تا محرکی برای انجام اقدامات دیگر باشد. این ابزار برای راه اندازی سیستم های دیگر مانند روشن کردن چراغ های امنیتی اضطراری یا اطلاع رسانی به افرادی که مسئول امنیت در یک منطقه هستند، مورد استفاده قرار می گیرد. این تابعی از فریم در ثانیه نیست، اگرچه به نشان دادن تطبیق پذیری و سودمندی برجسته فناوری دیجیتال کمک می کند.
حتما بخوانید: اشتباهات متداول در هنگام پیکربندی DVR توسط افراد
چند FPS کافی است؟
با استفاده از مثال بالا، اگر از حرکت به عنوان محرک برای روشن کردن چراغ های اضطراری یا ارسال پیام متنی به یک افسر امنیتی استفاده شود، FPS تقریبا بی ربط است. حتی اگر پردازنده تنها بتواند با نرخ ۷.۵ FPS تبدیل شود، به اندازه کافی سریع است تا کار مورد نیاز خود را انجام دهد. با این حال، در یک کاربرد صنعتی مهم، مانند تولید، نرخ فریم سریع تر می تواند در تعیین منشا خرابی در تجهیزات تولید مفید باشد.
به عنوان مثال، یک فرآیند حیاتی در یک خط تولید ممکن است فرآیندی باشد که در آن یک بخش مکانیکی باید به طور کامل با بخش مکانیکی دیگر هم تراز شود، و این دو باید به صورت یکی با هم ترکیب شوند. ناهمترازی قطعات می تواند باعث خرابی محصول شود و در بسیاری از موارد، ناهمترازی می تواند به اندازه ای بد باشد که باعث تعطیلی خط تولید شود.
در ادامه :
در چنین حالتی یک دوربین ویدئویی که در حال آموزش عملیات حیاتی است، می تواند تصاویر را با سرعتی سریع تر از آنچه چشم انسان می بیند، به پردازنده ارسال کند. این تصاویر به صورت یک ویدیو در یک فایل واحد پردازش می شوند. اگر تراشه ضبط قادر به پردازش با نرخ FPS بسیار سریع باشد، آنگاه استفاده از نرم افزار برای کاهش سرعت مشاهده ممکن است نقطه ای در فرآیند فیوزینگ را نشان دهد که در آن شکست رخ می دهد، که اجازه می دهد تنظیماتی بر روی دستگاه برای حل مشکل و ادامه تولید انجام شود. هرچه FPS سریع تر باشد، پردازنده می تواند اطلاعات بیشتری به کسی که تحلیل را انجام می دهد بدهد. اگر اطلاعات زیادی داشته باشید این شما را آزار نمی دهد ولی قطعا داشتن اطلاعات کم در این زمینه برایتان آزار دهنده خواهد بود.
بحث در مورد نرخ فریم زمان واقعی :
با کنار گذاشتن بحث های میان گیمرهای ویدیویی در مورد اینکه چشم انسان قادر به دیدن چه چیزی است، در صنعت نظارت تصویری، ۳۰ FPS به صورت واقعی در نظر گرفته می شود، به این معنی که تماشای ویدیو با سرعت عادی عملا همانند تماشای صحنه با چشم غیر مسلح به نظر می رسد. در حالتی که یک افسر امنیتی ساختمان برای تماشای یک پارکینگ و ثبت رویدادهای مشکوک به ویدیو نیاز دارد، ۳۰ FPS از مشاهده زنده غیرقابل تشخیص است. در نیمی از زمان واقعی، نرخ فریم در ثانیه ۱۵، تماشای یک خودرو در پارکینگ، یا تماشای فردی که در حال قدم زدن به سمت یک خودرو است، شاید برای وارد شدن به آن، تنها کمی در پخش ویدیو اختلال ایجاد کند. به سختی قابل توجه است. نرخ فریم ۱۵ هنوز هم از نظر دیدن آنچه در پارکینگ اتفاق می افتد بسیار قابل استفاده است. برای کسی که می خواهد دوربین های امنیتی را در خارج از خانه خود نصب کند، نرخ فریم ۷.۵ هنوز هم برای دیدن آنچه اتفاق می افتد بسیار مناسب است. این پخش کمی پر سر و صدا به نظر می رسد، اما هنوز هم می تواند تصاویر ارزشمندی را برای تجزیه و تحلیل فراهم کند.
شاید به نظر برسد که Real – Time بهترین گزینه برای همه کاربردها باشد، اما از نظر ضرورت، بسیاری از خریداران از نتایج سیستمی که نرخ های فریم کم تر از Real – Time تولید می کند، راضی خواهند بود.
رتبه بندی FPS یک ضبط کننده ویدئوی دیجیتال (DVR) :
اطلاعات فنی یک DVR با مشخصات آن لیست شده است که معمولا در مقالاتی که همراه با تجهیزات است، یا در وب سایتی که از آن خریداری می شود، یافت می شود.
در مشخصات DVR، یک رتبه بندی نرخ فریم ممکن است ۱۲۰ FPS، یا نرخ فریم ۴۸۰، و غیره را نشان دهد. اگر ۳۰ FPS واقعی باشد، اعداد و ارقام به این معنی است که DVR سرعت پردازش بسیار زیادی دارد که نمی توان آن را عملی کرد.
مشخصات DVR نیاز به توضیح دارد. این یک سوال ریاضی ساده است. اگر DVR یک ضبط کننده ۴ کاناله باشد، فریم درثانیه باید به ۴ تقسیم شود. اگر DVR دارای نرخ ۱۲۰ باشد، و یک DVR چهارکاناله باشد، آنگاه هر چهار کانال می توانند در ۳۰ نرخ فریم، یا زمان واقعی ثبت شوند.
رتبه بندی نرخ فریم در DVR هشت کانال :
از سوی دیگر، اگر یک DVR هشت کاناله دارای نرخ فریم ۱۲۰ باشد، حداکثر FPS که می تواند در این دستگاه خاص ثبت شود، زمانی که هر هشت کانال به طور مساوی DVR را تغذیه می کنند، ۱۵ FPS است. با این حال، اگر مشخصات بیان کنند که حداکثر FPS به ازای هر کانال ۱۵، استفاده از تنها شش دوربین است، به جای حداکثر هشت دوربین برای این DVR، این واحد امکان ثبت نرخ ۲۰ به ازای هر کانال را فراهم می کند.
نقطه ضعف رتبه بندی بالاتر FPS چیست؟
نکته منفی رتبه های بالاتر فریم در ثانیه در واقع تنها به میزان ظرفیت ذخیره سازی یک فرد در آرشیو او مربوط می شود. از آنجایی که ۳۰ FPS دو برابر فریم های ثابت پردازش شده در هر ثانیه نسبت به یک DVR با نرخ فریم ۱۵ را نشان می دهد، میزان ذخیره سازی مورد نیاز برای ویدیو نیز دو برابر می شود. این می تواند تفاوت بزرگی در فضا و قیمت با سیستم های بزرگ تر ۳۲ یا ۶۴ دوربین باشد.
این فرمول با میزان زمان مورد نیاز برای آرشیو کردن، در انتظار بررسی یا تحقیق پیچیده تر می شود. در کسب وکاری که در زمینه بلاک چین فعالیت می کند، زمانی که سرقت یا نفوذ به سرعت مورد توجه قرار می گیرد، یک قابلیت آرشیو هفت روزه اغلب کافی است. حتی اگر ۳۰ FPS DVR به دو برابر ذخیره سازی بیشتر از یک واحد نرخ فریم ۱۵ برای همان مقدار زمان آرشیو نیاز داشته باشد، تفاوت در ظرفیت مورد نیاز ممکن است برای خریدار بی ربط باشد.
بسیاری از عملیات ها به قابلیت آرشیو بیشتری نیاز دارند، گاهی اوقات به اندازه ۹۰ روز ارزش دارند. در این شرایط خریداران باید توجه ویژه ای به تکنولوژی های فشرده سازی و هزینه های مربوط به هارد درایو داشته باشند که در صورت بازبینی فیلم در زمان کم تر از ۹۰ روز استاندارد تعیین شده، می تواند قیمت آن را افزایش دهد.
نتیجه گیری :
یکی از راه های دور زدن مساله ذخیره سازی، تنظیم هر دوربین باتوجه به نیاز واقعی محل قرارگیری خاص آن است. دوربینی که در یک فضای ذخیره سازی حساس، مانند یک کابینت دارویی در بیمارستان قرار می گیرد، نیازی به نرخ ۳۰ FPS ندارد. حرکات در نمای دوربین، حرکات ساده انسان مانند حرکت دست ها و پاها یا چرخش سر خواهد بود.
این حرکات به راحتی با نرخ فریم بسیار پایین تر از ۳۰ ثبت می شوند. ۷.۵ FPS در چنین مواردی کافی خواهد بود، بنابراین میزان ذخیره سازی مورد نیاز برای آن دوربین های خاص را تنها به ۲۵ درصد کاهش می دهد. تنها آن دسته از اپلیکیشن هایی که نیاز به ضبط حرکت فوق العاده سریع دارند، باید روی فریم در ثانیه ۳۰ یا بالاتر تنظیم شوند.
امیدواریم مقاله فوق توانسته باشد هر چند اندک در جهت جلوگیری متضرر شدن خریداران دوربین مداربسته اطلاعاتی را به نظر برساند . در آخر پیشنهاد می شود ، همواره در خرید ها کسب اطلاعات را فراموش نکنید .
همکاران ما در شرکت ایمن تصویر امرتات نیز همواره آماده ارائه راهنمایی و مشاوره در خرید دوربین مداربسته می باشند .