فریم بر ثانیه یا FPS در دوربین مداربسته چیست؟

فریم‌ ریت یا نرخ فریم که با واحد FPS (Frames Per Second) شناخته می‌شود، بیانگر تعداد تصاویری است که یک دوربین مداربسته در هر ثانیه ثبت می‌کند و مستقیماً بر روان بودن حرکت‌ها در ویدیو تأثیر می‌گذارد. هرچه FPS بالاتر باشد، تصاویر نرم‌تر و بدون پرش ضبط می‌شوند و امکان ثبت دقیق‌تر جزئیات حرکتی فراهم می‌شود. این ویژگی در تحلیل رویدادهای امنیتی، شناسایی چهره، ثبت پلاک خودرو و بازبینی صحنه‌های پرتحرک بسیار اهمیت دارد.

نرخ فریم معمولاً در دیتاشیت دوربین ذکر می‌شود و نقش کلیدی در انتخاب صحیح دوربین بر اساس نیاز پروژه دارد، چراکه FPS بالا به معنای دقت بیشتر در ضبط وقایع است. در ادامه این مقاله قصد داریم به بررسی بیشتری در رابطه با اینکه فریم بر ثانیه یا FPS در دوربین مداربسته چیست و چه اهمیتی دارد، بپردازیم. پس برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه با ما همراه شوید.

FPS یا فریم بر ثانیه در دوربین مداربسته چیست و چرا اهمیت دارد؟

FPS مخفف عبارت Frame Per Second به معنای “فریم در هر ثانیه” است و یکی از عوامل کلیدی در کیفیت ضبط تصویر دوربین‌های مداربسته به شمار می‌رود. زمانی که ویدئویی را تماشا می‌کنید، در واقع با مجموعه‌ای از تصاویر ثابت مواجه هستید که به سرعت و پشت‌ سر هم نمایش داده می‌شوند. به هر یک از این تصاویر جداگانه یک فریم می‌گویند. هرچه تعداد این فریم‌ها در یک ثانیه بیشتر باشد، تصویر نهایی روان‌تر و واقعی‌تر به نظر خواهد رسید.

در حوزه نظارت تصویری، FPS تأثیر مستقیمی بر وضوح حرکت‌ها دارد. به عنوان مثال، اگر یک دوربین تنها با 5 فریم بر ثانیه فیلمبرداری کند، ممکن است برخی حرکات سریع را از دست بدهد یا تصاویر با تأخیر ثبت شوند. در مقابل، دوربینی با 25 یا 30 FPS قادر است حرکات را به‌ صورت روان و دقیق نمایش دهد، که این موضوع به ویژه در موقعیت‌های امنیتی مانند تشخیص چهره، خواندن پلاک خودرو یا بررسی رفتار افراد اهمیت زیادی دارد. در نتیجه، انتخاب دوربین‌هایی با نرخ فریم مناسب متناسب با محل استفاده (مانند فضای باز، فروشگاه، بانک یا پارکینگ) نقش حیاتی در کارایی سیستم نظارتی ایفا می‌کند.

بررسی اهمیت نرخ فریم با یک مثال ساده

حال با یک مثال اهمیت نرخ فریم را توضیح خواهیم داد. برای اینکه چشم انسان بتواند یک تصویر را به‌ صورت روان و متحرک ببیند، نیاز است در هر ثانیه حدود 25 تا 30 تصویر متوالی یا همان فریم نمایش داده شود. در صورتی که این تعداد فریم تأمین شود، مغز انسان تصاویر را به‌ صورت پیوسته و بدون پرش پردازش می‌کند و حس تماشای یک ویدئوی واقعی و زنده را به بیننده منتقل خواهد کرد.

اگر نرخ فریم یک دوربین مداربسته پایین‌تر از این مقدار باشد، تصاویر دچار پرش یا قطعی خواهند شد و حرکات به صورت ناپیوسته و شکسته نمایش داده می‌شوند. این موضوع به‌ ویژه در بررسی‌های امنیتی می‌تواند مشکل ساز باشد، زیرا ممکن است برخی لحظات مهم یا جزئیات حیاتی به‌ درستی ثبت نشوند. بنابراین داشتن نرخ فریم مناسب، یعنی حداقل 25 FPS، برای نمایش روان تصاویر الزامی است.

در مواردی نیز از دوربین‌هایی با نرخ فریم بالاتر از 30 استفاده می‌شود. این دوربین‌ها قابلیت ضبط با جزئیات بالا و امکان پخش آهسته (slow motion) بدون افت کیفیت را فراهم می‌کنند. این ویژگی در برخی کاربردهای تخصصی مانند مشاهده عملکرد دستگاه‌های پرسرعت، ثبت عبور خودروها با سرعت بالا یا کنترل حرکات دقیق در محیط‌های صنعتی و بانکی بسیار مفید است. حتماً شما هم فیلم‌هایی مانند صحنه ترکیدن بادکنک یا پاشیدن آب را دیده‌اید که با فریم بالا ضبط شده‌اند؛ دوربین‌های مداربسته نیز در برخی موارد مشابه، چنین کیفیتی را ارائه می‌دهند.

چگونه Frame Rate دوربین مداربسته را بررسی کنیم؟

برای بررسی Frame Rate (نرخ فریم یا FPS) دوربین مداربسته، می‌توانید از روش‌های مختلفی استفاده کنید که بسته به نوع دوربین (آنالوگ یا IP)، برند دستگاه و امکانات نرم‌ افزاری آن متفاوت است. در ادامه، مهمترین روش‌ها را برای بررسی FPS دوربین مداربسته توضیح می‌دهیم:

1. بررسی از طریق منوی دستگاه DVR یا NVR

اکثر دستگاه‌های ضبط (DVR برای دوربین‌های آنالوگ و NVR برای IP) امکان مشاهده و تنظیم FPS هر دوربین را در تنظیمات خود دارند. مراحل کلی به این صورت است:

• وارد منوی تنظیمات اصلی دستگاه شوید.
• به بخش Camera یا  Recording Settings بروید.
• در بخش هر کانال یا دوربین، گزینه‌ای مانند Frame Rate یا FPS وجود دارد.
• معمولاً می‌توانید بین عددهایی مثل 5، 15، 25 یا 30 FPS انتخاب کنید یا مقدار فعلی را ببینید.

این روش ساده‌ترین و دقیق‌ترین روش برای مشاهده نرخ فریم واقعی ضبط‌ شده است.

2. استفاده از نرم‌افزارهای نظارتی (CMS یا اپ موبایل)

اگر از نرم‌ افزار CMS مثلاً  iVMS-4200، Dahua DMSS و… روی کامپیوتر یا اپلیکیشن روی موبایل استفاده می‌کنید، باید موارد زیر را انجام دهید.

• وارد تنظیمات دوربین مورد نظر شوید.
• گزینه‌هایی مانند Video Settings یا Stream Configuration را پیدا کنید.
• در این قسمت معمولاً می‌توانید FPS، رزولوشن و بیت‌ ریت را مشاهده یا تغییر دهید.

3. بررسی از طریق مرورگر وب (برای دوربین‌های IP)

دوربین‌های تحت شبکه معمولاً یک رابط کاربری تحت وب دارند که با وارد کردن IP دوربین در مرورگر قابل دسترسی است:

• آدرس IP دوربین را در مرورگر وارد کرده و وارد پنل شوید.
• به بخش تنظیمات تصویری یا Video Settings بروید.
• نرخ فریم (FPS) در بخش Stream Settings قابل مشاهده و تغییر است.

4. بررسی در مشخصات فنی (Datasheet)

اگر هنوز به دوربین دسترسی ندارید و می‌خواهید قبل از خرید بررسی کنید ابتدا به کاتالوگ فنی یا صفحه محصول دوربین مراجعه کنید. در بخش Video Specification معمولاً حداکثر نرخ فریم در رزولوشن‌های مختلف نوشته شده است. مثلاً ممکن است نوشته باشد: 1920×1080@30fps یا 4MP@20fps

• نکته مهم: نرخ فریم نهایی که ضبط می‌شود ممکن است با نرخ فریم واقعی دوربین متفاوت باشد، چون به تنظیمات دستگاه ضبط، ظرفیت ذخیره‌ سازی و پهنای باند شبکه هم بستگی دارد. پس برای بررسی دقیق، هم دوربین و هم تنظیمات ضبط را در نظر بگیرید.

رابطه حجم، پهنای باند و فریم ریت دوربین مداربسته چیست؟

یکی از عوامل کلیدی که بر میزان مصرف فضای ذخیره‌ سازی و پهنای باند در سیستم‌های نظارت تصویری تأثیر مستقیم دارد، نرخ فریم یا همان Frame Rate است. زمانی که فریم‌ ریت دوربین افزایش پیدا می‌کند، تعداد تصاویر ثبت‌ شده در هر ثانیه بیشتر شده و در نتیجه اطلاعات تصویری با پیوستگی و جزئیات دقیق‌تری ذخیره می‌شوند. این موضوع به‌ ویژه در بازپخش‌های صحنه آهسته (Slow Motion) اهمیت بالایی دارد، چرا که باعث جلوگیری از تار شدن و افت کیفیت تصویر در حین بررسی حرکات سریع می‌شود.

با این حال، ثبت فریم‌های بیشتر به‌ معنای تولید داده‌های حجیم‌تر است. هرچه نرخ فریم بالاتر باشد، نیاز به ظرفیت ذخیره‌ سازی بیشتری نیز وجود دارد. در چنین شرایطی استفاده از هارددیسک‌هایی با حجم بالا یا بهره‌گیری از فضای ذخیره‌ سازی شبکه‌ای (NAS) ضرورت پیدا می‌کند. همچنین، انتقال این حجم از داده‌ها به دستگاه ضبط یا سرور مرکزی خصوصاً در سیستم‌های نظارت تحت شبکه (IP-based) به پهنای باند بیشتری نیاز دارد.

در این میان، استفاده از فناوری‌های فشرده‌ سازی پیشرفته مانند H.264 و H.265 نقش مهمی در کاهش بار اطلاعاتی دارد. این کدک‌ها با بهینه‌ سازی نحوه ذخیره‌ سازی و انتقال داده‌ها، به‌ طور چشمگیری مصرف حافظه و پهنای باند را کاهش می‌دهند، بدون اینکه افت محسوسی در کیفیت تصویر ایجاد شود. برخلاف روش‌های ذخیره‌ سازی خطی و خام، این الگوریتم‌ها باعث بهبود عملکرد کلی سیستم در شرایط بار بالا می‌شوند.

از طرفی، بیشتر دستگاه‌های ضبط و نرم‌ افزارهای مدیریت تصویر امکان تنظیم نرخ فریم به‌ صورت دستی را در اختیار کاربران قرار می‌دهند. این ویژگی به کاربران اجازه می‌دهد تا متناسب با نوع محیط، میزان اهمیت نظارت و محدودیت‌های ذخیره‌ سازی یا شبکه، نرخ فریم را کاهش دهند و از پر شدن زود هنگام فضای هارد جلوگیری کنند.

مقایسه انواع فریم بر ثانیه یا FPS در دوربین مداربسته

نرخ فریم یا FPS (Frames Per Second) یکی از شاخص‌های مهم در تعیین کیفیت نهایی تصویر در سیستم‌های نظارتی است. تغییر این نرخ به‌ طور مستقیم بر روان بودن حرکت‌ها، وضوح جزئیات و امکان تحلیل دقیق صحنه‌های ثبت‌ شده تأثیر می‌گذارد. بررسی عملکرد دوربین در نرخ‌های مختلف فریم می‌تواند نقش موثری در انتخاب تنظیمات بهینه داشته باشد، که در ادامه به بررسی انواع آن خواهیم پرداخت.

زمانی که دوربین با نرخ فریم پایین مانند 5 یا 10 FPS ضبط می‌کند، فواصل زمانی میان فریم‌ها بیشتر می‌شود. این موضوع باعث می‌شود بخش‌هایی از حرکت سوژه ناپدید یا مبهم ثبت شود. در شرایطی مانند سرقت، شناسایی چهره افراد، حرکات دست یا تشخیص ابزار استفاده‌ شده در صحنه اهمیت حیاتی دارد. برای مثال، در یک سناریوی واقعی مانند سرقت مسلحانه از طلا فروشی، عدم وجود فریم کافی می‌تواند مانعی جدی برای شناسایی مجرمان و تحلیل دقیق صحنه جرم باشد. بنابراین، استفاده از نرخ فریم بالا در چنین محیط‌هایی نه‌ تنها توصیه می‌شود، بلکه یک ضرورت امنیتی است.

در تحلیل و بازبینی حرکات با سرعت پایین یا در هنگام اجرای بازپخش آهسته (Slow Motion)، نرخ فریم پایین موجب پرش بین فریم‌ها، تاری حرکت و از بین رفتن پیوستگی صحنه می‌شود. زمانی که فقط تعداد محدودی فریم در هر ثانیه ثبت شده باشد، نرم‌ افزار بازپخش برای پر کردن فاصله میان دو فریم ناچار به تخمین‌ زنی است، که این موضوع باعث افت محسوس در وضوح و دقت تصویر می‌شود.

در مقابل، زمانی که فریم ریت بالا باشد (مثلاً 30 یا 60 FPS)، جزئیات حرکتی با دقت بالا ثبت می‌شوند و امکان مشاهده دقیق‌ترین لحظات بدون افت کیفیت فراهم می‌شود. این قابلیت برای تحلیل اتفاقاتی با حرکت سریع یا صحنه‌های پیچیده مانند تصادف، نزاع یا تخریب اموال بسیار حیاتی است.

سخن آخر

فریم‌ ریت یا نرخ فریم (FPS) یکی از مؤلفه‌های حیاتی در دوربین‌های مداربسته است که تعیین می‌کند در هر ثانیه چند تصویر ثبت می‌شود. این ویژگی تأثیر مستقیمی بر روان بودن و دقت تصاویر ویدئویی دارد. هرچه FPS بالاتر باشد، حرکات طبیعی‌تر و جزئیات بیشتری از صحنه قابل مشاهده خواهد بود. در نتیجه برای اهداف امنیتی مثل شناسایی چهره، ثبت پلاک خودرو یا تحلیل دقیق حوادث بسیار مهم است. با این حال، افزایش نرخ فریم باعث مصرف بیشتر فضای ذخیره‌ سازی و پهنای باند می‌شود. بنابراین باید بین کیفیت تصویر و ظرفیت سیستم تعادل برقرار شود.

معمولاً نرخ 25 تا 30 FPS برای کاربردهای عمومی مناسب است، در حالی‌ که فریم‌ ریت‌های بالاتر در کاربردهای صنعتی، صحنه‌های پرتحرک یا تحلیل‌های دقیق‌تر به کار می‌رود. نرخ فریم را می‌توان از طریق منوی دستگاه‌های DVR/NVR، نرم‌ افزارهای مدیریت تصویر، رابط وب دوربین‌های IP یا دیتاشیت فنی بررسی و تنظیم کرد که در این مقاله به بررسی دقیق آن پرداختیم. شما عزیزان می‌توانید قبل از خرید سوالات خود را در این زمینه با کارشناسان ما در میان بگذارید.