Что такое блок компрессии, и какова его роль в организации видеонаблюдения | Установка Видеонаблюдения

Что такое блок компрессии изображения и для чего он нужен

Установка Видеонаблюдения > Блог > Видеонаблюдение > Что такое блок компрессии изображения и для чего он нужен
Что такое блок компрессии, и какова его роль в организации видеонаблюдения

Блок компрессии изображения представляет собой электронное устройство, которое преобразует аналоговый сигнал в цифровой и после сжатия отправляет его дальше по сети. В зависимости от формата компрессии может подвергаться видеопоток или кадр. Видеонаблюдение без алгоритмов сжатия информации обходилось бы в огромную сумму.

Зачем сжимают видео

Живая картинка – это не что иное, как череда статичных изображений, с огромной скоростью сменяющих друг друга – чаще всего с частотой 25 кадров в секунду. Состоят они из массива пикселей (точек).

Самые распространенные размеры кадров, генерируемых видеокамерами:

  • WD1 – 960х576;
  • HD – 1280х720;
  • FuillHD – 1920х1080;
  • 4Mpix – 2688х1520;
  • 5 Mpix – 2560х1920.

Для примера рассчитаем видеопоток без сжатия с HD камеры. Общее число пикселей в одном ее кадре равняется 1280х720 = 921600. В простейшей форме кодирования цвета RGB24 под каждый из них выделяется по 8 бит информации для составляющих «красный» – Red, «зеленый» – Green и «голубой» – Blue. Следовательно, 1 пиксель займет 24 бита информационного пространства. А всему кадру понадобится 22118400 бит или 22,12 Мбит.

Поскольку нормальное изображение состоит минимум из 25 таких кадров, переданных за 1 секунду, значит, без сжатия битрейт составит 22,12 х 25 = 553 Мбит/с. Для хранения 60-минутного фрагмента видео с камеры объемом 553 х 3600 = 1990800 Мбит понадобится 249 Гб дискового пространства.

После сжатия битрейт уменьшается почти в 150 раз.

Алгоритмы сжатия, применяемые в камерах видеонаблюдения

Первое место среди существующих видов компрессии длительное время занимает Н.264. принцип действия основан на выделении избыточных данных и уменьшении их объема. Настроить кодирование в камере можно по одному из трех профилей:

  1. Main. Универсальный профиль, подходящий для большинства видеорегистраторов и персональных компьютеров. Нагрузка на процессор при сильном сжатии средняя.
  2. Baseline. Обеспечивает наименьшую нагрузку на процессор декодера при несильной компрессии. Используется для просмотра изображения видеокамеры в локальной сети на ПК.
  3. High. Характеризуется наибольшей компрессией при сильной нагрузке на декодер. Битрейт по сравнению с Baseline профилем меньше в 2-3 раза.

Если используется видеосервер на базе процессора Intel,нагрузка распределяется на работу всей системы. Та же картина наблюдается и с процессором AMD.

Н.264+

Этот формат представляет собой модификацию кодека Н.264, доработанную под задачи видеонаблюдения с учетом всех его особенностей.

Сцены, полученные с охранных видеокамер, большую часть времени наблюдения остаются неизменными. Посторонние динамичные объекты могут долго не появляться в кадре. Но на качество видео негативно влияют шумы, идущие фоном.

В новом исполнении эти особенности разработчики учли и дополнили алгоритм технологиями:

  1. Кодирования с предсказанием. Так как он в сценарии не меняется, его решено использовать в качестве опорного кадра. Система сама подбирает на эту роль кадры с минимальным количеством движущихся объектов. Поток данных, приходящихся на опорные кадры, существенно снижается, а эффективность компрессии статических объектов растет.

  2. Шумоподавления. Для уменьшения битрейта и снижения шумов фон отделяется от динамического объекта и шифруется с более высокой степенью компрессии.

  3. Долгосрочного управления видеопотоком. Потребность в объеме памяти растет днем и падает ночью. В модифицированном формате есть алгоритм, который автоматически меняет степень компрессии в зависимости от времени суток. В результате уменьшается объем видеоархива без причинения ущерба качеству изображения подвижных объектов. .

Перспективный потомок

Новый стандарт Н.265 в 2 раза эффективнее предшественников. Это значит, что вдвое уменьшаются требуемые пропускная способность и емкость жесткого диска. Главная фишка нового формата – параллельное кодирование. Благодаря этой технологии одновременно обрабатываются разные зоны кадра, заметно ускоряя тем самым воспроизведение.

Еще одно новшество – свободный доступ к любому изображению. Можно декодировать произвольно выбранный кадр, не обрабатывая предыдущие.

В будущем, наверное, Н.265 вытеснит Н.264. но пока ему до тотального применения далеко. Для этого придется обновлять всю аппаратную часть, да еще и патент на пользование кодека. К тому же на данный момент лабораторная эффективность не находит подтверждение в реальных условиях.

M-JPEG

Этот формат сжатия отличается от предыдущих предметом сжатия. Компрессии подвергается не поток, а отдельный кадр. Все фрагменты видео сжимаются независимо друг от друга. Затем они передаются в заданной последовательности. Стандарт M-JPEG – один из самых старых, совсем недавно он устанавливался на все видеокамеры. Системы видеонаблюдения, организованные несколько лет назад, до сих пор работают на этом формате.

ustanovka-videonablyudenija

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *