Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.
 

Форматы видеосжатия. Часть 3

Читать начало: часть 1 и часть 2.


 

Режим видеопотока

Основным параметром для алгоритмов сжатия MPEG-4 и H.264 является режим видеопотока. В большинстве случаев предлагается два варианта: постоянный (CBR) и переменный режим (VBR). Оптимальность конкретного режима определяется с учетом условий видеосъёмки и характеристик системы.

В режиме CBR происходит передача видеопотока в постоянном одинаковом размере, поэтому его применяют при ограниченной ширине пропускной способности канала. Данный режим гарантирует, что все видеоматериалы будет отправлены по сети. В связи с постоянным размером, качество видеоизображения будет всегда изменяться. Качество картинки, в которой нет движущихся объектов, будет кардинально отличаться в лучшую сторону, в сравнении с той, на которой происходило движения. Кадры с движением будут иметь худшее качество. Данный режим видеопотока в системах видеонаблюдения применяется весьма редко, поскольку для операторов видеосистем большую значимость несут именно те сцены, на которых происходило движение, а в данном случае не них рассмотреть, что-либо будет весьма затруднительно.

В режиме VBR указывается постоянное качество картинки. При этом в зависимости от условий будет изменяться размер кадров. Данный режим применяется в большей части систем видеонаблюдения. Поскольку размер кадров становиться переменным параметром, то рассчитывая пропускную способность сетевого канала, следует основываться на значениях «с запасом».

Обработка сжатого видеоизображения программным обеспечением

Как правило, сама по себе запись видеоизображения с камер видеонаблюдения не представляет особой ценности. Большую значимость современные системы видеонаблюдения несут в плане анализа видеоизображения с целью предотвращения возможных угроз, выявления преступных действий. Оператору комплекса видеосистемы будет весьма сложно выявить подобные угрозы на масштабах нескольких камер, поэтому на данный момент было разработано множество программ, которые выполняют данные процедуры.

Системы видеонаблюдения при получении сжатого видеопотока от камер производят его распаковку, анализ и последующее сохранение в архив. Для осуществления всего процесса, в частности на распаковку, требуются внушительные ресурсы серверного оборудования. При построении масштабных систем видеонаблюдения средства, затрачиваемые на серверы, для выполнения подобных операций могут быть колоссальными.

Решить подобные проблемы призвана новая технология анализа видеопотока без необходимости его полной распоковки. Система производит лишь частичное декодирование промежуточных данных. Это позволяет сохранить высокое качество видеоаналитики и снизить потребляемость вычислительных ресурсов серверного оборудования. Применение подобной технологии наиболее актуально для систем видеонаблюдения с большим количеством видеокамер, а так же видеосистем, требующих больших затрат вычислительной мощности.
 

Что выбрать?

 построение масштабных видеосистем с большим количеством видеокамерКонкретного ответа на вопрос – какой выбрать метода сжатия видеоизображения, не сможет дать ни один из экспертов в области систем видеонаблюдения, поскольку всё заключается в особенностях системы, условиях съёмки, параметрах оборудования и прочих нюансах. В любом случае, придётся искать «компромиссную середину» - не существует на данный момент формата, который бы смог снизить нагрузку на сеть и процессор, при этом обеспечить высокое качество выходного видеоизображения.

Так или иначе, при выборе основного формата кодирования, на этапе построения системы видеонаблюдения, следует учесть следующие аспекты:

• интенсивность и характер изменений в кадре;
   
• пропускная способность сетевого канала;
   
• скорость FPS (частота смены кадров);
   
• оптимальное время задержки;
   
• желаемое качество видеоизображения (определяется от коэффициента сжатия);
   
• предполагаемый бюджет системы.

Таким образом, при построении масштабных видеосистем с большим количеством видеокамер, наиболее оптимальным вариантом станет видеокодек H.264 – он требует относительно небольшую ширину пропускной способности сетевого канала, обладает хорошей скоростью передачи и видеоархив, сжатый по данному методу занимает сравнительно небольшой объём дискового пространства.

В другом случае, при организации системы видеоконтроля с минимальными требованиями (низкая скорость записи, небольшой размер кадров) наилучшим вариантом будет использование кодека MJPEG. Кроме того, потери качества при сжатии методом MJPEG гораздо меньше, чем в случае с H.264.

Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.