Кодирование или, проще говоря, сжатие цифрового видеосигнала имеет большое значение в видеонаблюдении. Чтобы понять почему — обратимся к недавней истории.
Цифровой способ съёмки видео впервые был применен в 80-ых годах прошлого века. Тогда это было несжатое, чистое видео, требовавшее огромного количества памяти для его сохранения и использования. Понятно, что в то время устройств для записи таких объемов информации не существовало и тогда были придуманы первые кодеки, предназначенные именно для сжатия виде.
С тех пор сжатие и кодирование используются при записи записи любой видеоинформации. Иначе загрузка, обработка, редактирование, воспроизведение и хранение видеофайлов потребует огромное количество времени и больших по объему хранилищ данных. Кодировка же убирает все эти проблемы.
Сам процесс кодировки достаточно прост. При использовании специальных кодеков поток видеоинформации непрерывно анализируется ими и ненужные/неважные фрагменты данных попросту отсекаются, что помогает значительно уменьшить объем видеофайла.
На сегодняшний день существует два вида сжатия видеоинформации: покадровое (внутрикадровое) и межкадровое кодирование.
Покадровое сжатие обрабатывает каждый кадр видеозаписи как отдельное неподвижное изображение, на подобии фотографии. Данная технология позволяет получить видео хорошего качества, но при этом размер файла уменьшается незначительно по той причине, что при такой кодировке сохраняются все кадры, даже если в кадре нет никаких изменений. То есть, например, из десятка или сотни одинаковых кадров сохраняются все, хотя достаточно всего одного.
Межкадровое сжатие работает по противоположному принципу: при обработке сигнала, анализируется все видеоизображение, но сохраняются только ключевые изменения, например, движение объекта, при этом фон заднего плана и окружающая объект обстановка остаются теми же. Это позволяет значительно уменьшить размер видеофайла в сравнении с покадровым сжатием.
Впрочем, даже самые современные алгоритмы сжатия видео ухудшают качество исходного изображения. Правда, сегодня появились кодеки, которые сжимают видео так, что потери качества практически не происходит.
При этом при сжатии учитываются: разрешение видео, размер файла, способ передачи и загрузки видеофайла, преобладание статичных или динамичных сцен, цветность, контрастность и т.д. В зависимости от применяемого кодека, и зависит качество и размер полученного в итоге видеофайла.
Но и это еще не все, ведь файл полученный при записи видео с камер наблюдения не только должен быть сжат и закодирован, он должен при необходимости распакован и декодирован, причем для этого лучше использовать тот же кодек, что и при сжатии.
Сегодня существует несколько основных стандартов сжатия, применяемых в видеонаблюдении. Рассмотрим их подробнее.
Стандарт сжатия M-JPEG (Motion JPEG)
Это нелицензированный стандарт кодирования, созданный и широко используемый в 90-ых годах. Он использует внутрикадровую технологию сжатия. Цифровой видеоряд, полученный с помощью данного кодека, представляет собой массив полновесных JPEG-изображений. Несмотря на то, что данный кодек позволяет использовать ряд понижающих объем файла инструментов, сегодня его используют крайне редко из-за невысокого качества получаемого изображения, а также по причине минимальной степени сжатия видео.
Стандарт сжатия MPEG-4
Лицензированный стандарт кодирования, использующий объектно-ориентированное (межкадровое) сжатие, то есть когда движение каждого объекта в кадре отслеживается отдельно и на основании этих движений фиксируется видеосигнал. Основной плюс данного кодека является широта настроек степени сжатия, которые можно подобрать под любую скорость передачи данных. Данный формат универсален и используется для просмотра потового видео в реальном времени. Впрочем и это стандарт уже устарел.
Стандарты сжатия H.264 и H.264+
Более современные лицензированные стандарты кодирования, которые существенно уменьшают объем цифрового видеофайла. Данные кодеки вносят минимальные изменения в качество видеоизображения и предназначены для записи видеосигнала в течении продолжительного времени, так как требует небольших пропускных способностей сети и места на жестком диске.
Кодек H.264 — является одним из лучших инструментов для работы в системах видеонаблюдения, особенно при съемке с большой частотой кадров и высоким разрешением. Единственный минус — он требует большей вычислительной мощности оборудования для распаковки и просмотра видеоинформации.
H.264+ более совершенная разновидность кодека, улучшающая некоторые показатели сжатия видеоизображения.
Стандарты сжатия H.265 и H.265+
Лицензированный стандарт H.265 предлагает значительно улучшенное сжатие по сравнению с H.264. Данный кодек сжимает видео почти вдвоелучше, чем его предшественник. То есть с H.265 видео, с одинаковым визуальным качеством, займет лишь половину памяти во сравнению с 264 версией кодека, а видео с одинаковым размером файла и скоростью передачи битов, имеет значительно лучшее качество.
H.265+ улучшает степень сжатия за счет трех ключевых технологий: технологии кодирования с предсказанием, технологии подавления фонового шума и технологии долгосрочного управления видеопотоком.
Как известно, камеры видеонаблюдения умеют различать моменты, когда на выделенном участке наблюдения ничего не происходит и в это время снижают качество, чтобы уменьшить нагрузку на сеть и место на жестком диске. Это может делать кодек Н.265, значения при этом все равно держатся около установленного максимума, в то время как Н.265+ может снизить его вдвое. Такая функция называется управление длительным битрейтом.
Н.265+ может также определять на видео движущиеся объекты и отделять их от фона. В то время, как эти объекты передаются в максимально хорошем качестве, на сжатие повторяющегося фона уходит меньше ресурсов. Что также является большим плюсом и снижает нагрузку на вычислительные ресурсы.
Таким образом для систем видеонаблюдения лучше всего выбирать кодек Н.265+. Првда, подбор необходимого видеокодека зависит прежде всего от актуальности модели видеорегистратора, так как не все модели смогут работать с данным форматом сжатия. Выбор между стандартами сжатия определяется также тем, как часто вам необходимо скачивать и просматривать записанное видео. Если не очень часто, то вполне можно обойтись кодеками попроще
В непрофессиональных системах видеонаблюдения, при простых аппаратных характеристиках оборудования, а также для формирования нескольких потоков видеосигнала (например, для передачи видео по сети или удаленном просмотре с помощью мобильного телефона),достаточно даже использовать кодек MPEG-4, так как он менее требователен к ресурсам системы.
В профессиональных же системах видеонаблюдения, где используется множество видеокамер и имеются видеорегистраторы или серверы с большим объемом памяти лучше кодека Н.265+ для сжатия видео сегодня пока нет, хотя разработки следующих поколений кодеков уже ведутся.
Напоминаем, что наша компания «Запишем всё» с 2010 года занимается монтажом, модернизацией и обслуживанием любых систем видеонаблюдения в Москве и Подмосковье. Мы работаем быстро, качественно и по доступным ценам. Перечень услуг и цены на их вы можете посмотреть здесь.
Звоните +7 (499) 390-28-45 с 8-00 до 22-00 в любой день недели, в том числе и в выходные. Мы будем рады Вам помочь!
