Журнал ТЗ № 1 2009 | Телекамеры с гибридной технологией компрессии MPEGX (MPEG1, MPEG2, MPEG4 и др.) и H.26X (H.261, H.263, H.264 и др.).
  бюро находок  
  Где искать        
наши издания
наши анонсы






2009
№ 1
статьи



Журнал ТЗ № 1 2009



Раздел: Стоп-кадр
Тема: IP камеры видеонаблюдения
Автор: Максим САВЕЛЬЕВ, эксперт

Телекамеры с гибридной технологией компрессии

IP-камеры, использующие гибридный алгоритм компрессии, обеспечивающий внутрикадровое и межкадровое сжатие видеоряда, все активнее завоевывают рынок сетевого видео наблюдения.
К гибридным (потоковым) алгоритмам компрессии относятся алгоритмы (кодеки) группы MPEGX (MPEG1, MPEG2, MPEG4 и др.) и H.26X (H.261, H.263, H.264 и др.). Алгоритмы по фундаментальным положениям очень схожи, так как используют дискретное косинусное преобразование (DCT) или его модификации для устранения пространственной избыточности. Фактически алгоритмы имеют различное название в связи с патентованием в двух различных организациях по стандартизации (экспертных группах) – ITU-T (Международный союз электросвязи, стандарты группы H.26X) и ISO/IEC (Международная организация по стандартизации/Международная электротехническая комиссия, стандарты группы MPEGX). Некоторые из них, например MPEG4 part 10 и H.264, технически полностью идентичны.
В данной статье я не буду давать подробное описание каждого из алгоритмов и его реализации. Эта информация не раз публиковалась на страницах различных изданий.
Принципиальным фактом является более высокий коэффициент сжатия потокового видео гибридными кодеками по сравнению только с внутрикадровым сжатием по алгоритму МJPEG. В отличие от внутрикадрового сжатия MJPEG, гибридные алгоритмы построены на способности прогнозирования движения объекта от кадра к кадру и, как следствие, перераспределения избыточности в пространстве.
В таблице представлены усредненные коэффициенты сжатия, характерные наиболее популярным алгоритмам компрессии. Как видно, эффективность гибридных методов сжатия по сравнению с MJPEG может достигать 6 раз.

Гибридные алгоритмы сжатия давно применяются в устройствах цифровой записи – цифровых видеорегистраторах (DVR), что связано в первую очередь с необходимостью эффективного использования дискового пространства для продолжительной записи. Немаловажным фактором является и относительная простота, а также невысокая стоимость реализации гибридной компрессии в DVR.
Здесь необходимо понимать, что эффективность сжатия того или иного кодека напрямую связана с объемом вычислений, производимых процессором, обеспечивающим сжатие. Чем эффективней кодек, тем сложнее вычисления, и тем более мощным должен быть процессор, осуществляющий эти вычисления. Для вычислений по алгоритму MPEG для нескольких видеосигналов можно использовать ресурсы одного процессора DVR.

Однако для каждой IP-камеры, в отличие от DVR как отдельного источника изображения, необходимо использовать мощный и дорогостоящий процессор сжатия данных. Это особенно актуально для IP-камер с мегапиксельными матрицами, где объем данных в несколько раз превосходит объем данных матриц аналогового разрешения. Именно выпуск новых и снижение стоимости процессоров стимулировало производство IP-камер с гибридной технологией компрессии. Не нужно забывать, что и для декодирования (аналогового представления), например MPEG4 видеопотока, требуется более мощный компьютер (рабочая станция), чем для декодирования аналогичного по характеристикам (разрешение/скорость кадров) потока MJPEG.
Итак, главным преимуществом IP-камер с гибридной технологией компрессии является эффективность использования пропускной способности сети передачи, так как объем транслируемых камерой данных принципиально ниже, чем у IP-камер с кодеком MJPEG. Таким образом, с началом использования гибридных алгоритмов сжатия в IP-камерах появилась реальная возможность создания больших сетевых систем видеонаблюдения с числом камер, измеряющимся сотнями.
Немаловажна и другая сторона низкой загрузки сети – большая гибкость применения IP-камер в разнообразных сетевых средах, особенно низкоскоростных. Речь идет о возможности передачи большего числа кадров, т. е. обеспечения большей информативности об объекте наблюдения. Это значит, что на канале передачи данных, где IP-камера с кодеком MJPEG обеспечивает трансляцию отдельных кадров изображения, IP-камера с гибридным алгоритмом компрессии позволит получать потоковое видео.
Наиболее распространенным гибридным алгоритмом компрессии для IP-камер в настоящее время является MPEG4. Большое количество процессоров, обеспечивающих необходимые вычисления, и их относительно невысокая стоимость позволили производителям окончательно отказаться от кодирования в MJPEG как профильного кодека. В данный момент MJPEG используется как дополнительный кодек. Поток MJPEG присутствует в IP-камерах как альтернативный. Дело в том, что MPEG4 является проприетарным алгоритмом, т. е. существует множество зарегистрированных профилей MPEG4 различных производителей, и все они имеют незначительные отличия, не поддерживают какого-либо универсального программного обеспечения или средства для воспроизведения. Это значит, что для работы с потоком MPEG4 производитель стороннего программного обеспечения должен использовать запатентованный кодек. В свою очередь, MJPEG, представляя собой покадровый метод компрессии с внутрикадровым сжатием по алгоритму JPEG, является широкораспространенным и открытым.
Справедливости ради стоит отметить, что MJPEG пока применяется для компрессии изображения в мегапиксельных IP-камерах, где объем требуемых вычислений столь велик, что требует использования дополнительных сопроцессоров, а, следовательно, увеличения стоимости камеры.
К сожалению, с разработкой новых, еще более эффективных алгоритмов сжатия вопрос технической реализации компрессии и ее стоимости стоит наиболее остро. Так, появление стандарта H.264 (MPEG4, part 10), особенно актуального для компрессии видеопотока мегапиксельного разрешения, сопровождается определенным дефицитом мощных и недорогих процессоров. Как следствие, ряд производителей пытаются сделать реализацию данного алгоритма на той же аппаратной базе, что использовалась для более ранних профилей MPEG4. Результат – отсутствие принципиальной разницы (битрейт, количество кадров) между двумя алгоритмами.
Впрочем, это вопрос времени и в ближайшее время развитие IP-камер будет отмечено переходом на H.264 как на наиболее эффективный гибридный алгоритм компрессии видеопотока для сетевого видео.



Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru

Рады сообщить нашим читателям, что теперь нашем сайте работает модуль обратной связи. Нам важна ваша оценка наших публикаций! Также вы можете задавать свои вопросы.Наши авторы обязательно ответят на них.
Ждем ваших оценок, вопросов и комментариев!
Добавить комментарий или задать вопрос

Правила комментирования статей

Версия для печати

Средняя оценка этой статьи: 0  (голосов: 0)
Ваша оценка:

назад
|

Axis представляет сетевой радар для точного обнаружения вторжений в контролируемых зонах
Компания Axis дополняет свой обширный портфель продукции сетевыми радарами. Радарные датчики вторжения не реагируют на многие распространенные сигналы, которые приводят к ложным срабатываниям, и легко устанавливаются и интегрируются в существующие системы.



Новинка от компании IDIS: 5Мп IP-видеокамера DC-T3533HRX
Тенденции развития индустрии IP-видеонаблюдения демонстрируют погоню производителей за увеличением разрешающей способности видеокамер. При этом часто оказывается так, что озвучиваемые цифры в 4, 9, 12 и даже 20 мегапикселей оказываются несопоставимыми с физическими размерами сенсоров, используемых в этих камерах. Поэтому подобные разрешения реализуются лишь на уровне соответствующих цифр в настройках камеры и не приводят к какому-либо улучшению изображения.



IBM меняет представление о передаче и хранении видео. Впервые на All-over-IP 2017!
Сравните ваш взгляд на интеллектуальное видеонаблюдение с мнением руководителей корпорации IBM на 10-м форуме All-over-IP 2017.



Реклама
Подписка на новости
Имя
E-mail
Анти-спам код
Copyright © 2008 —2017 «Технологии защиты».