با توسعه بیشتر و بالاتر رفتن کیفیت تصاویر دوربین مداربسته نیاز به فشرده سازهای قوی تری نیز هست. ضمن اینکه هر کدام از کدک های تصویری بعد از معرفی نیاز به بهبود در عملکردشان احساس می شود. بعد از H.264 پلاس و H.265 کدینگ دیگری در عرصه کدگذاری های ویدئو جهت کاهش حجم آنها فشرده سازی H.265+ معرفی شد. استفاده از فشرده سازی H.265+ در دوربین مداربسته انقلابی بزرگ در کاهش هزینه های ذخیره سازی ایجاد کرد.
اهمیت فشرده سازی تصاویر دوربین مداربسته
بالا رفتن حجم دیتاهای ذخیره شده نیاز به پهنای باند و هارد بیشتر، خود دلیلی برای عدم گسترش تکنولوژی HD است. علیرغم محبوبیت زیادی که در میان مشتریان داشت اما استقبال از آن نیاز به صرف هزینه های بیشتری می شد. زیرا هر چه کیفیت تصاویر بالاتر باشد حجم آن ها نیز بیشتر می شود. در نهایت برای دسترسی به تصاویری با کیفیت HD و ultra-HD نیازمند راهکارهای دیگری احساس شد. راهکار های بسیار زیادی برای کاهش حجم تصاویر و سایر اطلاعات مرتبط وجود دارند. که در دسته فناوری های فشرده سازی ویدئویی قرار می گیرند که می توان برای مثال به MPEG، JPEAG، H.264 و … اشاره نمود.
هر کدام از این روش ها با کاهش برخی از پارامترهای تکراری و غیر ضروری در تصویر با حفظ کیفیت آن، حجم تصاویر را کاهش می دهند. از جمله جدیدترین این روش ها می توان به روش H.265+ ابداعی شرکت هایک ویژن اشاره نمود که مختص سیستم های مداربسته طراحی شده است.
H.265 plus (H.265+) چیست
تکنولوژی H.265+ یک الگوریتم هوشمند است که با تبعیت از استاندارد HEVC یا (High Efficiency Video Coding) و یا H.265 طراحی شده است. اما مهمترین تفاوت موجود در نحوه عملکرد H.265+ نسبت به نسخه های قبلی، کاهش میزان بیت ریت تصاویر است. به عبارت دیگر کاهش تعداد بیت هایی که در یک واحد منتقل یا پردازش می شوند. در نتیجه این عمل، کاهش مصرف پهنای باند (میزان انتقال داده ها در بیت در ثانیه (بیت / ثانیه) را خواهیم داشت.
نصب دوربین مداربستهH.265+ اثر قابل توجهی در کاهش هزینه های مربوط به پهنای باند و فضای ذخیره سازی خواهد داشت. نحوه عملکرد این فناوری به این صورت است که اطلاعات اصلی در زمینه تصویر پایدار باقی مانده و به ندرت تغییر می کنند. اساس کارکرد فشرده سازیH.265+ در دوربین مداربسته با در نظر گرفتن موارد زیر است:
نحوه عملکرد H.265+
فشرده سازی H265+ دارای 3 مرحله کلیدی زیر است:
- ابتدا تصویری از محیط مورد نظر گرفته، و از آن به عنوان فریم پس زمینه استفاده می کند. در این تصویر تمرکز اصلی بر روی اشیاء متحرک خواهد بود.
- هنگامی که سوژه متحرکی وارد این فریم گردد، H265+ تصویری از جسم متحرک را انتخاب نموده و از آن به عنوان فریم مرجع استفاده می کند.
- چنانچه سوژه به حرکت خود ادامه دهد، سیستم فقط اطلاعات مربوط به سوژه متحرک را در هر فریم اضافه می کند و باقی اطلاعات تکراری را حذف می کند.
تکنولوژی های فشرده سازی در کدک H.265+:
- تکنولوژی کدگذاری طبق مدل پس زمینه
- تکنولوژی کاهش چشمگیر میزان نویز در تصویر
- تکنولوژی کاهش نرخ بیت
1. تکنولوژی رمزگذاری بر اساس مدل پس زمینه
همانطور که می دانید فرمت های مختلفی از فشرده سازی تصاویر اعم از MPEG2، MPEG4، H.264 و… وجود دارند که اساس کار در آنها بر پایه کدگذاری ترکیبی است. مبنای کار فشرده سازی در این فرمت ها بدین گونه است که معمولا یک فریم را به عنوان فریم مرجع در نظر می گیرند.
در این فریم اطلاعات پس زمینه معمولا ثابت هستند. از فریم مرجع برای کدگذاری سایر فریم ها استفاده می شود که در مجموع منجر به فشرده سازی بهتر کلیه تصاویر می شود. اما در H.265+ روش کدگذاری تفاوت هایی دارد که یکی از مراحل آن کدگذاری بر اساس مدل پس زمینه است این مرحله خود به دو بخش کدگذاری داخلی و میانی تقسیم بندی می شود:
رمزگذاری میانی
این روش از مدل افزونگی فضایی استفاده می کند. افزونگی در سیستم ذخیره سازی به معنای ذخیره سازی همزمان ویدئو یا هر نوع اطلاعات دیگر در چند مکان مختلف است. همچنین نسخه پشتیبان تهیه کرده تا در صورت خرابی از آنها استفاده کند. در این روش تلاش می شود ارتباط میان پیکسل های یک فریم را شناسایی کند. این عمل از طریق محاسبه میزان اطلاعات کدگذاری شده از پیکسل های از قبل کدگذاری شده، انجام می شود. همتای این روش کدگذاری داخلی است که از مدل افزونگی زمانی استفاده می کند.
رمزگذاری داخلی
در این رمزگذاری فریم داخلی فریمی است که در جریان فشرده سازی ویدئویی به عنوان فریم مجاور فریم اصلی بیان می شود. در این نوع کدگذاری تلاش می شود تا با از بین بردن اطلاعات تکراری در فریم های مجاور میزان فشرده سازی افزایش یابد. یک فریم کد گذاری شده داخلی به بلوک هایی تقسیم بندی می گردد که به آنها اصطلاحا ماکرو بلوک گفته می شود. پس از آن، محتویات پیکسل ها در هر بلوک دیگر مستقیما کدگذاری نمی شود. بلکه بلوکی مشابه که قبلا کدگذاری شده است را از فریم قبلی انتخاب می شود. بعد از شناسایی، از آن به عنوان فریم مرجع استفاده می کند.
2. تکنولوژی کاهش نویز در پس زمینه تصویر
نویز در تصاویر یکی از مشکلات معمول در تصاویر دوربین های مداربسته است. وجود نویز در تصاویر می تواند دلایل متعددی داشته باشد که از جمله می توان به عدم وجود روشنایی کافی در محیط اشاره نمود. نویز نه تنها کیفیت تصاویر را کاهش می دهد بلکه میزان زیادی از بیت ریت کدگذاری شده را نیز اشغال می کند.
از این رو باید تا جای ممکن از آن جلوگیری نمود و یا آن را کاهش داد. روش هایی که قبلا برای کاهش میزان نویز در تصاویر مورد استفاده قرار می گرفت اغلب روش هایی کلی بود. به این معنا که منجر به حذف جزئیات در تصاویر میشد و از این جهت کارایی بالایی نداشتند. اما در فشرده سازی H.265+ هایک ویژن روش کار بدین صورت است که ابتدا سوژه های متحرک را از پس زمینه تصویر جدا کرده و برای دو قسمت پس زمینه و سوژه از روش های جداگانه ای برای کاهش نویز استفاده می کند.
با این روش نه تنها میزان نویز در تصویر کاهش می یابد بلکه کیفیت آنها نیز کاهش نمی یابد. کدکH.265+ دارای الگوریتم تحلیلی هوشمند است که می تواند بین تصویر پس زمینه و اجسام متحرک تمایز قائل شود. به همین دلیل به راحتی می تواند اشیاء متحرک و پس زمینه را با استراتژی های مختلف کد گذاری کند.
3. تکنولوژی کنترل نرخ بیت ریت
این تکنولوژی با متوسط نرخ بیت در طول دوره های مختلف (معمولا 24 ساعت) مرتبط است. با کنترل میانگین نرخ بیت، دوربین می تواند در صورت لزوم میزان بیت ریت بیشتری داشته باشد. برای مثال در ساعات کاری در یک دفتر اداری بیت ریت بالا، و سپس در زمانی که دفتر بسته است و جمعیت محلمورد نظر کاهش می یابد، بیت ریت پایینی داشته باشد.
تفاوت H.264 , H.265 و H.265+
ثبت ديدگاه