- Tarjima
H.264 - video siqish standarti. Hamma joyda hamma joyda, Internetda, Blu-ray, telefonlar, xavfsizlik kameralari, dronlar, hamma joyda videoni siqish uchun ishlatiladi. Hamma hozir H.264 dan foydalanmoqda.
H.264 ning ishlab chiqarish qobiliyatini ta'kidlash kerak. Bu 30 yildan ortiq vaqt mobaynida bitta maqsad bilan ishlash natijasida paydo bo'ldi: yuqori sifatli videoni uzatish uchun kerakli tarmoqli kengligini kamaytirish.
Texnik nuqtai nazardan, bu juda qiziq. Maqolada ba'zi siqish mexanizmlarining ishlash tafsilotlari yuzaki tasvirlangan, men tafsilotlardan zerikmaslikka harakat qilaman. Ta'kidlash joizki, quyida keltirilgan texnologiyalarning aksariyati faqat H.264 uchun emas, balki umuman video siqish uchun amal qiladi.
Nima uchun umuman biror narsani siqish kerak?
Siqilmagan video-har bir kadrning piksellari haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan ikki o'lchovli massivlar ketma-ketligi. Shunday qilib, bu uch o'lchovli (2 fazoviy va 1 vaqtinchalik) baytli massiv. Har bir piksel uchta bayt bilan kodlangan - uchta asosiy rangning har biri uchun bitta (qizil, yashil va ko'k).
1080p @ 60 Gts = 1920x1080x60x3 => ~ 370 Mb / s ma'lumotlar.
Buni ishlatish deyarli imkonsiz bo'lardi. 50 gigabaytli Blu-ray disk atigi 2 daqiqa ushlab turishi mumkin edi. video Nusxalash ham oson bo'lmaydi. Hatto SSD -lar ham xotiradan diskka yozishda muammolarga duch kelishadi.
Shunday qilib, siqishni kerak.
Men bu savolga aniq javob beraman. Lekin birinchi navbatda men sizga bir narsani ko'rsataman. Apple bosh sahifasiga qarang:
Men rasmni saqladim va 2 ta faylga misol keltiraman:
Bu ta'sirli, yana qanday fokuslar bor?
Rangni qayta ishlash
Inson ko'zi o'xshash rang soyalarini farqlashda unchalik yaxshi emas. Yorqinlikning eng kichik farqlarini osongina tanib olish mumkin, lekin ranglarni emas. Shuning uchun keraksiz rangli ma'lumotlardan qutulish va undan ham ko'proq joyni tejash uchun yo'l bo'lishi kerak.Televizorlarda RGB ranglari YCbCr ga aylantiriladi, bu erda Y - yorqinlik komponenti (asosan oq -qora rasmning yorqinligi) va Cb va Cr - rang komponentlari. RGB va YCbCr axborot entropiyasi jihatidan ekvivalentdir.
Nima uchun narsalarni murakkablashtirish kerak? RGB etarli emasmi?
Qora va oq televizorlar davrida faqat Y komponenti bor edi va rangli televizorlarning paydo bo'lishi bilan muhandislar qora va oq bilan bir qatorda RGB rangli tasvirni uzatish vazifasini oldilar. Shuning uchun, uzatish uchun ikkita kanal o'rniga, rangni Cb va Cr komponentlariga kodlash va ularni Y bilan birga uzatishga qaror qilindi, rangli televizorlarning o'zi esa rang va yorqinlik komponentlarini odatdagi RGB -ga aylantiradi.
Ammo bu erda hiyla: luma komponentasi to'liq aniqlikda, rang komponentlari esa faqat chorakda kodlangan. Va buni e'tiborsiz qoldirish mumkin, chunki ko'z / miya soyalarni yaxshi ajratmaydi. Shu tarzda siz tasvir hajmini yarmiga va minimal farqlarga kamaytirishingiz mumkin. 2 marta! Mashinaning vazni 10 kg!
Tasvirni kodlashdan namuna olish texnologiyasi rangni namuna olish deb nomlanadi. Bu uzoq vaqtdan beri mavjud va H.264 bilan chegaralanmagan.
Bu siqilish hajmini yo'qotishning eng muhim texnologiyalari. Biz tafsilotlarning ko'pchiligidan xalos bo'ldik va rang ma'lumotlarini ikkiga bo'ldik.
Bundan ham ko'proq mumkinmi?
Ha. Rasmni kesish - bu faqat birinchi qadam. Shu paytgacha biz bitta kadrni tahlil qildik. Vaqt siqilishiga qarash vaqti keldi, bu erda biz bir guruh ramkalar bilan ishlashimiz kerak.
Harakat kompensatsiyasi
H.264 - bu harakat kompensatsiyasiga ruxsat beruvchi standart.Harakat kompensatsiyasi? Nima bu?
Siz tennis o'yinini tomosha qilayotganingizni tasavvur qiling. Kamera o'rnatiladi va ma'lum bir burchakdan o'qqa tutiladi va harakatlanadigan yagona narsa bu to'p. Buni qanday kodlar edingiz? Siz odatdagidek qilardingiz, to'g'rimi? Uch o'lchovli piksellar majmuasi, fazoda ikkita koordinata va bir vaqtning o'zida bitta ramka, to'g'rimi?
Lekin nega? Rasmning aksariyati bir xil. Maydon, to'r, tomoshabinlar o'zgarmaydi, faqat harakatlanadigan narsa - to'p. Agar siz fonning bitta tasvirini va uning ustida harakatlanayotgan to'pning bitta tasvirini aniqlasangiz nima bo'ladi? Bu juda ko'p joyni tejamaydimi? Ko'ryapsizmi, men nimaga erishyapman, to'g'rimi? Harakat kompensatsiyasi?
H.264 aynan shunday qiladi. H.264 tasvirni makrobloklarga ajratadi, odatda 16x16, ular harakatni hisoblash uchun ishlatiladi. Bitta ramka statik bo'lib qoladi, odatda I-ramka deb ataladi va hamma narsani o'z ichiga oladi. Keyingi ramkalar P-ramkalar yoki B-ramkalar bo'lishi mumkin. P-freymlarda harakat vektori har bir makroblok uchun oldingi kadrlarga asoslangan holda kodlangan, shuning uchun dekoder videoning oxirgi I-kadrini olib, oldingi kadrlarga asta-sekin joriy ramkaga yetguncha o'zgartirishlar kiritish orqali oldingi kadrlardan foydalanishi kerak.
V-ramkalar bilan vaziyat yanada qiziqroq bo'lib, bunda hisob har ikki yo'nalishda ham, ulardan oldin va keyin keladigan ramkalarga asoslanib amalga oshiriladi. Maqolaning boshidagi videoning og'irligi nega shunchalik kichik ekanligini endi tushundingiz, bu atigi 3 ta I-ramka bo'lib, unda makrobloklar shoshiladi.
Ushbu texnologiya yordamida faqat harakat vektorining farqlari kodlanadi va shu bilan har qanday videoklip uchun yuqori siqilish koeffitsienti ta'minlanadi.
Biz statik va vaqtinchalik siqishni ko'rib chiqdik. Kvantlash yordamida biz ma'lumotlar hajmini ko'p marotaba qisqartirdik, keyin ranglarni namuna olish yordamida biz olganlarni ikki barobar qisqartirdik va endi harakat kompensatsiyasi yordamida biz 300 ta ramkadan faqat 3tasini saqlashga muvaffaq bo'ldik. savol video.
Bu ta'sirli ko'rinadi. Endi nima?
Endi biz an'anaviy kayıpsız entropiya kodlash yordamida chiziq chizamiz. Nimaga yo'q?
Entropiya kodlash
Yo'qotilgan siqilish bosqichlaridan so'ng, I-ramkalar ortiqcha ma'lumotlarni o'z ichiga oladi. P-ramkalar va B-ramkalardagi har bir makroblokning harakat vektorlarida bir xil ma'lumotlar ko'p, chunki ular tez-tez bir xilda harakatlanadi, buni dastlabki videoda ko'rish mumkin.Bu ortiqchalikni entropiya kodlash orqali yo'q qilish mumkin. Va siz ma'lumotlarning o'zi haqida xavotirlanmasligingiz kerak, chunki bu standart yo'qotishsiz siqish texnologiyasi, ya'ni hamma narsani tiklash mumkin.
Mana endi! H.264 yuqorida aytib o'tilgan texnologiyalarga asoslangan. Bu standart haqida.
Yaxshi! Lekin hozir mashinamizning og'irligi qancha ekanini bilishga qiziqaman.
Asl video standart bo'lmagan 1232x1154 o'lchamda olingan. Agar siz hisoblasangiz, olasiz:
5 soniya. @ 60 fps = 1232x1154x60x3x5 => 1,2 Gb
Siqilgan video => 175 Kb
Agar biz natijani bir tonnadagi avtomobilning kelishilgan massasi bilan bog'lasak, unda biz teng vaznga ega bo'lamiz 0,14 kg. 140 gramm!
Ha, bu sehrli!
Albatta, men bu sohadagi o'n yillik izlanishlar natijasini juda soddalashtirilgan shaklda taqdim etdim. Agar siz ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz, unda
Video siqish texnologiyasi 1990 -yillarda Internet -protokoli (IP) paydo bo'lganidan beri videokuzatuv tizimlarini loyihalashda to'siq bo'lib kelgan. O'shandan beri video kodlash standartlari tadqiqotning ko'p bosqichlaridan o'tdi. Siqilish standarti bugungi kunda sanoatning e'tiborini tortdi H.265 yoki HEVC (yuqori samarali video kodlash). Bu hozirda dominant IP -video kodlash texnologiyasi bo'lgan H.264dan keyingi keyingi versiya. Biz uning bugun va kelajakda qanday istiqbollari borligini aniqlashga harakat qilamiz.
H.265 texnologiyasini integratsiyalashuvi optimallashtirilgan H.264, CCTV tizimlari uchun yaxshiroq kodlashning mavjudligi bilan to'sqinlik qilishi mumkin.
H.265: nima va nima uchun ekanligini tushunish
H.265 - bu video kodlashda oldinga siljish. Uning afzalliklaridan biri shundaki, u H.264 ning siqilish samaradorligini ikki barobar oshiradi. Shunday qilib, xuddi shunday sifatli tasvirlarni uzatishda, H.265 oldingi kodekning faqat yarim bit tezligidan foydalanadi. Bu tarmoqli kengligi va saqlash talablarini keskin kamaytiradi, bu esa apparat va dasturiy ta'minotdan yaxshiroq foydalanishga imkon beradi. Aslida, foydalanuvchilar arzon narxda ko'proq xususiyatlarga ega bo'lishadi. Shu sababli, ko'pchilik apparat ishlab chiqaruvchilari video nazorati uchun H.265 siqish standartini joriy etishni qo'llab -quvvatlaydilar. Yaqinda biz H.265 ni keyingi standart sifatida ko'rishimiz mumkin bo'ladi.
Ammo barcha afzalliklarga qaramay, H.265 hali ham ommaviy qabul qilishdan uzoqdir. Savol tug'iladi: foydalanuvchilar videokuzatuv sohasidagi inqilobdan oldin qandaydir tarzda tasvirlarni uzatishni optimallashtira oladimi? Zero, yuqori aniqlikdagi videoning mashhurligi oshib bormoqda va talab taklifni yaratmoqda.
H.264 kodekining so'nggi yutuqlari bit tezligini uchta usulda optimallashtiradi: bashoratli kodlash, shovqinni bostirish va "uzoq muddatli" bit tezligini boshqarish. Bu H.264 uchun xotira talablarining 75% kamayishiga olib keldi. Bu yangiliklar va boshqa omillar tufayli yaqin 5-10 yil ichida bozorda ikkala standart ham tinch-totuv yashashi ehtimoli katta.
H.265 qabul qilish uchun to'siqlar
H.265 texnologiyasini integratsiyalashuvi, ehtimol, optimallashtirilgan H.264 kodlashining mavjudligi, shuningdek, mavjud tizimlarni H.265 ga yangilash xarajatlari bilan to'sqinlik qilishi mumkin. Qo'shimcha asoratlar, shuningdek, H.265 -ni qo'llab -quvvatlaydigan uskunalarni chiqarish uchun ishlab chiqarish jarayonlarining o'zgarishi bilan yuzaga keladi va biz bu haqda keyinroq gaplashamiz. Asosan, H.264 CCTV tizimlarining aksariyati uchun hayotiy va ishlashga yaroqli standart bo'lib qolmoqda. Bugungi kunda u o'z vazifalarini to'liq bajaradi - va, albatta, juda yaxshi.
Qimmatroq narxda, foydalanuvchilar H.265 -ga yangilanish haqiqatan ham bunga loyiq ekaniga amin bo'lishlari kerak.
Laboratoriya tekshiruvlarining cheklanishi
Joint-Collaborative Team Video Coding (JCT-VC) tomonidan o'tkazilgan testlarda, H.265 ning siqilish koeffitsienti oldingi H.264 ga nisbatan ikki barobar oshdi. Siz kutganingizdek, bu testlar laboratoriya sharoitida o'tkazilgan va standartni amalda qo'llash jarayonida yuzaga keladigan ko'plab qiyinchiliklardan uzoqdir.
H.265-ni ishlab chiqishda algoritmning murakkabligi va siqilish qobiliyati o'rtasidagi muvozanatni o'z ichiga olgan real vaqtda kodlash. Amalda, H.265 kodekining siqish qobiliyati H.264 ga nisbatan 100% yaxshilanishni ta'minlay olmaydi, garchi bu da'vo qilingan bo'lsa ham.
H.264 standarti 10 yildan oshiq vaqt mobaynida rivojlangan sohada, barcha chipset ishlab chiqaruvchilarining qo'llab -quvvatlashi va turli xil kodlovchi va dekoderlardan foydalanish imkoniyatiga ega. Bu amalda sinovdan o'tgan va isbotlangan. Shu ma'noda, H.265 texnologiyasi juda ko'p narsalarga ega.
Patent narxi
H.265 standartining ommaviy tarqatilishiga to'sqinlik qilishi mumkin bo'lgan yana bir muammo - bu patentni sotib olish zarurati. Ko'pgina tadbirkorlik sub'ektlari H.264 uchun patentga ega, H.265 esa dastlabki paytlarda bu sohada unchalik keng tarqalgan emas edi va unga ega bo'lgan korxonalar bir -biriga bog'liq emas. Yangi standartga bo'lgan past talab patent narxining ancha yuqori bo'lishiga olib keladi - bu xavfsizlik kompaniyalari jiddiy o'ylashi kerak bo'lgan asosiy masala - bu ishlab chiqarishga qanday ta'sir qiladi va natijada oxirgi foydalanuvchi uchun narx yorlig'i. Yangi standart joriy etilganda, narx juda muhim, ayniqsa, foydalanuvchilar videoni siqishni yaxshilanishidan foyda olish uchun tizimning old va orqa uchlarini almashtirishlari kerak bo'lsa. Bir necha barobar ko'proq to'lash orqali, xaridor yangilanish haqiqatan ham bunga loyiq ekaniga amin bo'lishi kerak.
Optimallashtirilgan H.264 kodlash texnologiyalari
Yuqoridagi dalillarga qaramay, H.265 tez orada dominant kodlash echimiga aylanmaydi, deb ishonishimizning asosiy sababi oddiy talabning etishmasligi - bir qator innovatsion ishlab chiqaruvchilar H.264 kodlashning optimallashtirilgan texnologiyalarini va H ga bo'lgan ehtiyojni joriy qilishdi. .265 hali ham oddiy emas. Bu haqiqatni "hali vujudga kelmagan muammoning echimi" deb atash mumkin.
Optimallashtirilgan H.264 texnologiyalari o'zgarmaydigan fon tasviriga sarflangan bit tezligini kamaytirish uchun bashoratli kodlashni qo'llaydi
2003 yilda H.264 texnologiyasi ishga tushirilgandan buyon xavfsizlik sanoati videokuzatuv tizimlari uchun tasvir sifatini yaxshilash maqsadida yuqori samarali video kodlovchilarni ishlab chiqardi. Bunga yuqori sifatli videoning ommabopligi, bit tezligi va piksellar soniga bo'lgan talabning ortishi va umuman tizim komponentlarining narxi oshganligi ayon bo'ladi. CCTV kameralaridan olingan video ma'lumotlarning katta miqdori foydalanuvchilarning doimiy ravishda o'sib borayotgan saqlash talablariga sarmoya kiritishini bildiradi.
Bashoratli kodlash
H.264 kodek qanday yaxshilanadi? Birinchidan, turli sohalarda videoni siqish bo'yicha asosiy tadqiqotlar olib borilmoqda. Masalan, kameralardan olingan har qanday videoda foydalanuvchilar avval harakatlanayotgan narsalarga, so'ngra rasmning statik qismiga e'tibor berishadi. Agar fon o'zgarmasa, uni asosiy kadr sifatida kodlash mumkin. Optimallashtirilgan H.264 texnologiyalari statik fon tasviriga sarflanadigan bit tezligini kamaytirish uchun bashoratli kodlashni qo'llaydi. Ushbu bashoratli kodlashni butun tizim bo'ylab qo'llash orqali foydalanuvchilar tarmoqli kengligi va saqlash xarajatlarini sezilarli darajada tejaydilar.
Shovqinni kamaytirish
H.264 optimallashtirishning yana bir muhim elementi shovqinni kamaytirishdir.
Video oqimida ko'rsatiladigan shovqin yoki kiruvchi elektr signallari raqamli video signaliga jiddiy aralashishdir. Bu shuni anglatadiki, tasvirning fonida yorug'lik, harorat yoki havodagi boshqa signallarning tebranishi oqibatida ko'plab xorijiy piksellar paydo bo'ladi. Ammo kon algoritmlaridan foydalangan holda optimallashtirilgan H.264 texnologiyalari shovqinning asosiy qismini fon tasviriga nisbatan yuqori bit tezligida tasvirning oldingi ob'ektini kodlash orqali bostiradi. Natija: aniq, aniq tasvirlar.
Uzoq muddatli bit tezligini nazorat qilish
Nihoyat, ma'lum bir sahna uchun bit tezligi talablari kun davomida o'zgarishi mumkin. Masalan, tunda odatdagi ko'cha sahnasida oldingi pog'onada harakat kam, shuning uchun bit tezligi talablari past. Kunduzi old va orqa fonda harakatlanayotgan transport vositalari va piyodalar talabni ancha oshiradi. Zamonaviy H.264 kodlash texnologiyalari bu vaqtni umumiy o'rtacha bit tezligini hisoblash orqali boshqaradi va keyin kerak bo'lganda kunning kerakli tezligini avtomatik ravishda taqsimlaydi. Bu dekoderning belgilangan qiymatlari darajasida sodir bo'ladi. Bu erda uzoq muddatli bit tezligini boshqarishning asosiy afzalligi shundaki, foydalanuvchilar kerakli saqlash hajmini o'lchash uchun video saqlash talablarini aniq bashorat qilish imkoniyatiga ega.
***
Bugungi kunda, H.264 -ning bu afzalliklari H.265 standarti taklif qilgandan oshib ketadi. Boshqa narsalar bilan bir qatorda, H.264 bir qator boshqa afzalliklarga ega: mavjud tizimlar bilan muvofiqligi, ishlab chiqarishning arzonligi, kodek qo'llanilishi mumkin bo'lgan mahsulotlarning keng assortimenti va past patent xavfi.
Video siqishni dizaynlari odatda 10 yillik tsiklga mos keladi. 1994 yilda MPEG2 formati joriy etildi. H.264 2003 yilda va H.265 2013 yilda ishga tushirilgan. Bu holda tarixiy kontekst muhim ahamiyatga ega, chunki video kodlash standartlari nafaqat texnologik o'zgarishlarga, balki video sanoatidagi tendentsiyalarga ham javob beradi. MPEG2 formati standart bo'lganida, sanoat asosan DVD pleerlarga va ushbu format ishlatilgan televizor qarorlariga e'tibor qaratdi. H.264 ning paydo bo'lishi HD texnologiyasi, ilg'or IT texnologiyalari va mobil Internetning joriy etilishiga to'g'ri keldi.
H.264-dan foydalanish HD raqamli televidenie, Internet-video, mobil video, CCTV, Blu-ray va boshqalarni o'z ichiga oladi. H.265 sahnaga endigina kirib kelgani uchun, biz ultra-HD texnologiyasini ishlab chiqishda eng ko'p qo'llaniladigan bo'ladi deb o'ylaymiz. va bulutli saqlash ilovalari.
Rivojlanish istiqbollari video siqish texnologiyalari
H.265 ishga tushirilgandan so'ng, Joint-Coint Video Coding Group (JCT-VC) a'zolari ushbu segmentning kelajagini bashorat qila boshladilar. 2015 yilda ular siqishni imkoniyatlarini yanada takomillashtirishga qaratilgan Joint Video Exploring Team (JVET) ni tuzdilar. Ularning so'nggi test ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, H.265 siqilish ko'rsatkichlarining yaxshilanishiga 20%erishiladi. Shu bilan birga, yana bir tashkilot-Ochiq OAV uchun Alliance (AOM) Internetga yo'naltirilgan bir qancha kompaniyalarni, jumladan, Microsoft, Google, Intel va Amazonni birlashtirdi, ular Internet-video uchun bepul standartni o'rnatishga harakat qilishdi. . Reja shundan iboratki, bu (bepul) standart Internet dunyosida texnologiya yangilanishlarini juda tez tezlashtiradi.
Bu standartlar uchun raqobat qiyin bo'lishi mumkin - va bu shuni anglatadiki, 10 yillik siqilish tsikli unutiladi va yangi standartlar tezroq paydo bo'ladi.
Yaqin kelajakda men WD TV Live HD pleer haqida eslatma yubormoqchiman, shuning uchun men temir o'yinchilar uchun og'riqli bo'lgan mavzuga to'xtalaman - nima uchun videoni ijro etish bilan bog'liq muammolar bor. Ko'pincha buning sababi asossiz ravishda to'plangan H.264 oqimidir. H.264 standarti signallarni siqishning ko'plab mexanizmlarini ta'minlaydi, bu erda har bir profilga oqimda ishlatilishi mumkin bo'lgan imkoniyatlar to'plami berilgan. Profillar, masalan, - cheklangan asosiy profil (CBP), asosiy profil (BP), asosiy profil (MP), yuqori profil (HiP) va boshqalar. maxsus profil. Darajalar 1.0 dan 5.1 gacha bo'lgan raqamlar juftligi bilan ko'rsatilgan. Profil odatda shaklda yoziladi
Sifat standarti Blu-Ray diskidagi oqim deb hisoblanadi, uning video oqimi profilga mos keladi [elektron pochta himoyalangan] Jadvalga ko'ra [elektron pochta himoyalangan] oqimga maksimal cheklov - 62500 Kbit / s ni qo'yadi va quyidagi rejimlarni ta'minlaydi (men eng balandini beraman): 1.280 × [elektron pochta himoyalangan](9), 1920 × 1, [elektron pochta himoyalangan](4), 2.048 × 1, [elektron pochta himoyalangan](4). @Dan keyingi raqam - kadr tezligi, qavs ichidagi raqam - mos yozuvlar ramkalari (yoki qayta kadrlar) soni. Qayta kadrlar - bu kod hal qilish jarayonida joriy bo'lishi mumkin bo'lgan ramkalar soni. Bu parametr dekoder xotira hajmiga talablar qo'yadi va, ehtimol, uning oshishi dekoderga qo'shimcha yukni keltirib chiqaradi. Shunday qilib, Blu-Ray uchun to'liq HD piksellar sonida bu parametr atigi 4. Men qo'limda bo'lgan blu -nurlarini tekshirdim - bu haqiqatan ham, shuningdek, ushbu profilga muvofiqligi. Biroq, tarmoqdan yuklangan videolar ko'pincha yuqori profilga ega, va ba'zida reframlar soni 19 ga etadi! Bepul yordamchi dastur yordamida oqim xususiyatlarini ko'rishingiz mumkin. Men buni qildim va mavjud filmlarning 20% ga yaqini haddan tashqari oshirib yuborilgan profillar va yuqori baholanganligini aniqladim. Ushbu kichik to'plam juda oddiy profilga ega [elektron pochta himoyalangan] Ma'lumot uchun men uning xususiyatlarini beraman: oqim 300000 Kbit / s gacha (!), Maksimal rejimlar: 1920 × 1, [elektron pochta himoyalangan](16), 4,096 × 2, [elektron pochta himoyalangan](5), 4,096 × 2, [elektron pochta himoyalangan](5). Bunday aqldan ozgan bit tezligi blu-ray disk tomonidan jismoniy qo'llab-quvvatlanmaydi (maksimal bit tezligi-48 Mbit) va u 100 Mbit / s tezlikda harakat qilmaydi, maksimal piksellar soniga ko'ra, profil raqamli kinoteatrlar uchun videoni kodlash uchun mo'ljallangan. Nima uchun bu sodir bo'layotgani tushunarli - odamlar hamma narsani maksimal darajaga ko'tarib, boshlarini qo'shmasdan siqib qo'yishadi va natijada bizda muammolar bor, xayriyatki, HD -pleyerlar yaratuvchilari qahramonlik bilan kurashadilar, lekin har xil muvaffaqiyatlar bilan. Yaqinda men ular qanday kurasha olishlari haqida yozaman.
27.03.2009
|
Bizning marketing va baho toifalarini oxirigacha devalvatsiya qilish davrida ularning so'zlariga ishonish qiyin. Bu faqat jiddiy pulni hidlaydi - nufuzli kishilarning sotib olingan fikrlari paydo bo'ladi, tadqiqot natijalari qalbakilashtiriladi, qadimiy brendlarning ismlari yozilgan lavhalar bo'laklarga bo'laklanadi. Qo'rqinchli tomoni shundaki, siz matbuotga ham ishonolmaysiz. Xo'sh, agar qila olmasangiz, lekin siz haqiqatan ham xohlasangiz - qila olasiz ... Raqamli videoni siqishning so'nggi tendentsiyalarini kuzatib, Security News muharrirlari nafaqat jahon sanoati mutaxassislarining ijobiy baholariga, balki shubhali qaydlarga ham e'tibor berishga harakat qilmoqdalar. Agar omadingiz kelsa, ba'zi keskin tanqidlarga duch kelasiz. Biz e'lon qiladigan ekspertlarning ikkita fikri ijobiy bo'lishi mumkin, lekin ba'zi ko'rsatkichlarga ko'ra, ular faqat "ob'ektiv" sifatida kamuflyaj qilingan. Biz mahalliy ekspertlarni munozaraga taklif qilamiz: bir necha yil oldin Rossiya sanoat matbuotida barcha prognozlar Wavelet kodlashiga yaqinlashgan. Nima uchun boshqa sabab texnik sabablarga ko'ra yoki foyda uchun "g'alaba qozondi"? Va umuman yutdingizmi? Fikrlaringizni kutib qolamiz. |
Yaqinda men ikkita ko'rgazmada qatnashish imkoniyatiga ega bo'ldim - Las -Vegasdagi ISC West va Buyuk Britaniyadagi IFSEC. Bu voqealarning kuchi shundaki, ular bozor shamoli qayerdan esayotganini va bu sohadagi hamkasblarining ongi nima qilayotganini aniq aniqlay oladilar. IP -video boshqaruv dasturlarini ishlab chiqaruvchi kompaniyaning texnik menejeri sifatida men bug'doyni somondan ajratishga juda qiziqardim.
Men ilgari ikkala ko'rgazmada ham qatnashganim uchun, bu erda matbuot faqat "eng yangi va eng buyuklari" bilan qiziqishini yaxshi tushunardim. Ommaviy axborot vositalari qandaydir mavzuga to'xtalib, musobaqani boshlayotgandek tuyuladi - u eng oxirgi va eng buyuklarining eng yangi taqdimotini eng samarali taqdim etadi. Ammo shuni unutmasligimiz kerakki, bundan bir necha yil oldin IP -video nazorati "qizg'in" mavzu bo'lgan va bugungi kunda u analog texnologiyalarni ishlab chiqishda ancha ustun bo'lgan amalda standartga aylanib bormoqda.
Yangi video siqish formati, H.264, bu yil qizg'in muhokama qilindi. Eslatib o'taman, bu standartlashtirish bo'yicha ikkita xalqaro tashkilot - ISO / IECni birgalikda ishlab chiqish edi; bu format MPEG-4 10-qism AVC (Kengaytirilgan video kodlash) sifatida ham tanilgan.
Yana qattiqroq siqib qo'ying
Saqlash va tarmoq o'tkazish qobiliyati uchun kuzatuv ishtiyoqi o'sib bormoqda: hech kim kadrlarning yuqori tezligi va yuqori piksellar sonini o'tkazib yubormoqchi emas. Shunday qilib, videoni siqish usullaridan yuqori samaradorlik kutilmoqda. H.264 kodlovchi bir xil vizual sifatni saqlab, raqamli videoning fayl hajmini Motion JPEG siqilgan signaliga nisbatan 80% dan ko'proq kamaytirishga qodir. MPEG-4 formatining eng mashhur versiyasi-MPEG-4 2-qismi oddiy profil (SP) bilan solishtirganda-H.264 kodek odatda videofayllar hajmining 40-50 foizini yutadi.
Megapikselli kamera sektori o'sib bormoqda va yaqin vaqtgacha yuqori aniqlikdagi kameralar uchun saqlash talablarining oshishi uning o'sishining asosiy cheklovi hisoblanardi. H.264 kodekidan foydalanish megapikselli kameralarni joriy etish jarayonini sezilarli darajada tezlashtirishi mumkin.
Mening shaxsiy fikrimcha, H.264 formati bir necha yil ichida MPEG-4 (2-qism) ni deyarli butunlay o'zgartirib yuboradi. Va yaqinda videokamera ishlab chiqaruvchilari, shuningdek, barcha etakchi videokamera ishlab chiqaruvchilari yangi formatni qo'llab -quvvatlay boshlaydilar.
Bir qoshiq tar
Biroq, yangi mahsulotdan g'ayratni tiyib turadigan omillar bor - aslida, rivojlanish hali ham yo'lning boshida. Ha, kodek sizga ma'lumotlarni uzatish tarmoqlaridagi yukni kamaytirish va video saqlashni sotib olishni tejash imkonini beradi. Ammo undan faqat yuqori samarali kameralar sharoitida foydalanish mumkin. Yangi siqishni algoritmi oldingi standartlarga qaraganda ancha murakkab matematikadan foydalanadi - aytaylik, kod hal qilish tartibi hisoblash bo'yicha MPEG -4 2 -qism 2 SP protsedurasidan ikki baravar katta - shunga mos ravishda tizimlarning hisoblash quvvatiga bo'lgan talab. o'sib bormoqda. Shu bilan birga, H.264 standarti nisbatan ancha oldin paydo bo'lgan - taxminan besh yil oldin, va ba'zi sohalarda - biznikidan tashqari - u allaqachon qabul qilingan. Aytaylik, u yangi avlod yuqori aniqlikdagi DVD (Blu-ray formati) da ishlatilgan.
U qanday ishlaydi
H.264 - bu harakat kompensatsiyasi yordamida gibrid video bloklarni kodlash standarti. Haqiqiy kompensatsiya tasvirning o'zgarishini bashorat qilish uchun ramka maydonlarining harakat vektorlaridan foydalanishga asoslangan. Video tasvirlar ikkita ketma -ket kadrlar orasidagi yuqori darajadagi korrelyatsiya bilan tavsiflanganligi sababli, undan butun tasvirni emas, balki tasvirning turli qismlarining harakat vektorlarini kodlash uchun foydalanish mumkin; bu holda, boshqa kadrlarda (mos yozuvlar ramkalari deb ataladigan) mavjud ramka va uning mintaqalari o'rtasidagi bashorat qilingan farq asl holatidan ofset shaklida kodlangan. Bu usul oraliq bashorat deyiladi.
O'zaro bashorat qilishning ikkita asosiy usuli mavjud: bitta mos yozuvlar tizimiga asoslangan (P makrobloklar) va ikki yo'nalishli (B tipli makrobloklar), ular ikkita mos yozuvlar ramkasining kombinatsiyasidan foydalanadi. Video tasvirning ixtiyoriy qismlariga kirishni ta'minlash va xatolardan himoyalanish darajasini oshirish uchun standart, shuningdek, kodlangan ma'lumotlar har qanday materialning tabiati va mazmuniga bog'liq bo'lmagan infraqizilishni ham nazarda tutadi. uchinchi tomon tasvirlari, xuddi oraliq bashorat qilishda bo'lgani kabi.
H.264 standarti tasvirni har biri 16x16 pikselgacha bo'lgan makrobloklarga bo'lishni nazarda tutadi. Makrobloklar odatda skanerlash tartibida guruhlarga - bir yoki bir nechta bo'linadi. Shunday qilib, bitta tasvirni bir yoki bir nechta guruh sifatida kodlash mumkin. Makrobloklarni guruhlashdan foydalanish xatolarni tuzatishning har xil usullarini, har xil turdagi makrobloklarni, shuningdek, o'zaro bog'langanda yarim ramkalarni (guruhlar sifatida) alohida kodlash kabi vositalarni olish imkonini beradi.
Rangli video tasvirlarda yorqinlik komponenti rangdan alohida kodlangan; inson ko'rish xususiyatlarini inobatga olgan holda, bu holda, qoida tariqasida, yorug'lik signaliga nisbatan rangli signalning kichik namunasi olinadi. Umuman olganda, yangi format va avvalgi video kodlash standartlari (shu jumladan MPEG-4 2-qismi) o'rtasida tub farq yo'q: ularning barchasi qaysidir ma'noda blokirovka qilishga asoslangan va gibriddir.
Yangi mablag'lar
H.264 formati mavjud kodlash vositalarini takomillashtirishdan tashqari, bir qator yangi vositalarni ham o'z ichiga oladi. Ulardan eng muhimi, tasvirni blokirovka qilish buzilishlarini sezilarli darajada kamaytirish, aniqroq bashorat qilish uchun ikkitadan ortiq mos yozuvlar ramkasini yozib olish, makrobloklarni kichikroq bloklarga bo'lish (4x4 pikselgacha), bashorat qilish imkonini beruvchi o'rnatilgan moslashuvchan blokdan chiqaruvchi filtr. infra-kodlash va oldingi standartlarda ishlatilgan diskret kosinaviy transformatsiyani (DCT) almashtirish uchun butun sonli transformatsiyadan foydalanish.
H.264 formati tarmoqni ajratish qatlamining (NAL) asosiy echimini o'z ichiga oladi, u video kodlash qatlami (VCL) dasturiy dvigatelining yuqori qismiga o'rnatilganda, raqamli videoni osonlik bilan taqdim etadigan formatda samarali namoyish etish funktsiyasini o'z zimmasiga oladi. Turli xil protokollar va ma'lumotlarni uzatish mexanizmlari bilan integratsiya Internet protokoliga (IP) asoslangan tarmoqlar uchun juda jozibali.
Xulosa nima?
H.264 standartiga kiritilgan kodlash texnologiyasidagi barcha yaxshilanishlarning asosiy natijasi shundaki, yangi format haqiqatan ham o'ziga xos raqamli video signallarni siqish algoritmlaridan ustun turadi va shuning uchun bugungi kunda raqamli video sohasidagi eng yuqori yutuq deb hisoblash mumkin. kodlash.
Shunday qilib, H.264 atrofidagi barcha ommaviy axborot vositalarining shov -shuviga arziydimi? Yangi format paydo bo'lishi bilan videoni siqish standartlari tez o'zgara boshladi - va bugungi kunda ular yuqori aniqlikdagi videoga o'tishda ma'lumotlarni uzatish tarmoqlarining o'tkazuvchanlik yukini saqlab qolishga yoki hatto kamaytirishga qodir. Va bu juda qimmatli.
Ammo shuni esda tutaylikki, yangi kodlash texnologiyasi va bozorga tobora kuchayib borayotgan megapikselli kameralarning barcha quvonchlari faqat qattiq nazorat platformasi yordamida amalga oshirilishi mumkin, buning asosida video kuzatuv echimlari shakllanadi. IP -video boshqaruvi uchun 100% ochiq platformalardan foydalanish sizga yangi texnologik echimlarni mavjud server infratuzilmangizga kiritishga imkon beradi - bu tizim uskunasini to'liq o'zgartirishga hojat yo'q.
Haqiqat yoki marketing. H.264 foydalanuvchi umidlarini oqlay oladimi?
Tom Galvin, NetVideo Consulting direktori, ilgari GE Security muhandislik bo'yicha vitse -prezidenti.
Security Dealer va Integrator jurnalining materiallari asosida.
Shunday qilib, H.264 video siqish standartini joriy etish poygasi boshlandi. Ishlab chiqaruvchilar ushbu formatni DVR, tarmoq kameralari va kodlovchi uchun standart sifatida qabul qilmoqdalar va MPEG-4 ga nisbatan video ma'lumotlarini 50 foizgacha kamaytirishga va'da berishmoqda. Ellik foizga qisqartirish - bu katta da'vo, chunki u videokuzatuv tizimlarining umumiy mulk qiymatiga katta ta'sir ko'rsatishi mumkin. Bitreytlarning kamayishi raqamli ma'lumotlarni saqlash hajmining oshishiga, tarmoq infratuzilmasiga yukning kamayishiga yoki raqamli ma'lumotlarning bir xil tezligida video tasvirlar sifatining oshishiga olib keladi.
Men faqat professional qiziqishni hisobga olgan holda, savolga javob berishga qaror qildim: kodek ko'p va'dalar bilan berilgan darajaga yetadimi? Javob asossiz bo'lmasligi uchun, MPEG-4 va H.264 algoritmlarining siqilish samaradorligini to'g'ridan-to'g'ri taqqoslash orqali xulosani tasdiqlang. Eng qiziq narsa - H.264 haqiqatan ham video sifatini yo'qotmasdan bit tezligini tushirishga qodirmi?
H.264 standarti kelib chiqishi uchun uni yaratish uchun maxsus yig'ilgan ikki xil mutaxassislar guruhiga qarzdor. Birgalikdagi sa'y -harakatlar natijasida paydo bo'lgan mahsulot turli nomlar bilan mashhur edi. U Xalqaro elektraloqa ittifoqining telekommunikatsiya standartlarini muvofiqlashtiruvchi ITU-T tashkiloti tomonidan "H.264" deb nomlangan. Xalqaro standartlashtirish tashkiloti (ISO) bir xil MPEG-4 10-qism / Kengaytirilgan video kodlash (AVC) deb ataydi, chunki u MPEG-4 standartlari to'plamining kengaytmasi bo'lib, u videoga tegishli ko'plab mahsulotlarda muvaffaqiyatli joriy qilingan. nazorat. AQSh xavfsizlik sanoati biroz aristokratik, ammo qisqa muddatni "oddiy" H.264 deb qabul qildi.
Yangi standart bir qator matematik tamoyillarni belgilaydi, ularning qo'llanilishi video siqishda ilgari qabul qilingan standartlarga qaraganda ancha muvaffaqiyatli natijalarga erishishi mumkin. Unda tasvirlangan algoritmlarning ko'pchiligi uskunaning hisoblash quvvatiga juda talabchan yoki bir qator aniq ilovalarda qo'llanilmaydi. Qo'llanishda kerakli moslashuvchanlikni ta'minlash uchun standart etti xil profilni belgilaydi. Profil - bu standart amaliy dasturlarning ma'lum bir guruhi uchun berilgan xususiyatlar to'plami. Videokuzatuv mahsulotlarining aksariyati asosiy profilga asoslangan bo'lishi mumkin. Boshlang'ich profil cheklangan ishlov berish quvvatiga ega bo'lgan, lekin signalning mumkin bo'lgan eng past kechikishini talab qiladigan apparat qurilmalari uchun mo'ljallangan. Boshqa profillar televizor va yuqori aniqlikdagi DVD (Blu-ray) dan mobil telefongacha bo'lgan keng ko'lamli dasturlar uchun mo'ljallangan.
Kimning pirogi mazali?
"Oshpazlik musobaqasi" uchun men Axis Communications -dan ikkita formatdagi ikkita H.264 va MPEG -4 kodlovchi vositalarini ishlatib, ularni ikkita odatiy video kuzatuv sahnalarida qo'lladim. Birinchi sahna avtoturargohda joylashgan PTZ kamerasi bilan, ikkinchisi - biznes markazining foyesidagi eshik ustidan o'rnatilgan sobit kamera bilan suratga olingan. Ikkala sahna ham 4CIF piksellar soniyasida 30 kadrda suratga olingan. Men har bir raqamli video oqim manbalaridan keladigan bit tezligini o'lchash uchun NetVideo Device Manager dasturidan foydalandim. Sinov va xatolarning juda zerikarli jarayoni orqali men har ikkala manbadan video sifatining vizual ekvivalent darajasiga erishish uchun siqishni nisbatlarini o'zgartirdim.
Ikkala sahnada ham, H.264 siqishni yordamida qurilma o'rtacha ma'lumot uzatish tezligini taxminan 50 foizga kamaytirdi.
Ikkala qurilma uchun ham signal vaqtining o'lchanishi taxminan 100 millisekundni tashkil etdi. Kechiktirishga video signalni raqamlashtirish, ma'lumotlar oqimini siqish va uni tarmoq orqali uzatish, dekodlash va shaxsiy kompyuter ekranida ko'rsatish uchun sarflangan vaqt kiradi. 100 millisekundga kechikish juda kichik qiymat va shuning uchun PTZ boshqaruvining samaradorligiga ta'sir qila olmaydi.
Men taqqoslash testlarini turli sahnalarda takrorladim va hamma joyda MPEG-4 va H.264 siqish formatlari yordamida olingan signallar o'rtasida farq bor edi. Bloklash effektlari deb nomlanuvchi odatiy artefaktlar MPEG-4da H.264 ga qaraganda ancha yuqori siqilish nisbatlarida sezilarli darajada seziladi.
MPEG-4 va H.264 enkoderlari tomonidan qayta ishlanadigan video oqimlarining siqishni nisbati oshgani sayin (va shunga mos ravishda bit tezligi va tasvirning vizual sifatining pasayishi), men MPEG-4 signalidagi "bloklar" tobora ko'payib borayotganini payqadim. H.264 formatida siqilgan rasm, tasvir tafsilotlarini kamaytirish orqali artefaktlardan xalos bo'lib, "silliq" bo'lib qolmoqda.
H.264 kodekining blokirovka qilinadigan artefaktlar bilan "muomala qilish" uslubi blokning o'lchamini 4x4 pikselgacha qisqartirish qobiliyati, shuningdek, kontrast maydonlarni yumshatuvchi blokdan chiqaruvchi filtrdan foydalanish bilan bog'liq. qo'shni bloklar.
Blokdan chiqarish ko'p hisoblash resurslarini talab qiladi, shuning uchun uni amalga oshirish uchun video qurilmalarni kodlovchi kuchliroq protsessorlardan foydalanishi kerak.
H.264 signalini dekodlash imkoniyatiga ega bo'lgan dekoderlar ham ko'proq ishlov berish quvvatiga ega bo'lishi kerak. Shaxsiy kompyuterda amalga oshirilgan bizning "musobaqamiz" da qatnashgan H.264 signalining dasturiy dekoderi MPEG-4 hamkasbidan ikki barobar kuchliroq edi; bu ikkala sinov sahnasini ham - avtoturargohda va vestibyulda suratga olayotganda kuzatilgan. Bir vaqtning o'zida bir nechta kamera signallarini ko'rsatishni ta'minlaydigan dasturiy ta'minotdan foydalanilganda, bu ishlatilgan shaxsiy kompyuterlarning apparat talablariga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin.
H.264 kodekidan foydalanganda bit tezligining pasayishi hisoblash resurslariga bo'lgan talablarning oshishi bilan bog'liq bo'lsa -da, menimcha, H.264 formati video kuzatuv tizimlarini rivojlantirishda jiddiy qadamdir. H.264 standartini joriy etish samaradorligini arxivlash chuqurligini oshirish, video ma'lumotlarini saqlash xarajatlarini kamaytirish yoki tasvir sifatini yaxshilashda ifodalash mumkin. O'ylaymanki, H.264 formati xavfsizlik sohasida video siqish standarti sifatida hamma joyda bo'ladi, bu esa yuqori aniqlikdagi va kadr tezligiga ega video kuzatuv tizimlarining operatsion xarajatlarini sezilarli darajada kamaytiradi.
Qo'shilgan: 2017-08-31 12:11:30
Bugungi kunda barcha zamonaviy video kuzatuv tizimlari u yoki bu darajada raqamli, ya'ni oxirgi shaklda har doim ma'lumot raqamli ko'rinishga ega. Shu munosabat bilan, tarmoq orqali yanada samarali saqlash va uzatish uchun, ma'lum bir algoritmlarga muvofiq, videoni siqish kerak.
Asosiy tushunchalar
Deyarli hamma video vaqt o'tishi bilan o'zgarib turadigan statik tasvirlar ketma -ketligini biladi. Va bu tasvirlar bir qator piksellardan iborat.
Piksel - tasvirning tarkibiga qarab rangini o'zgartiradigan eng kichik mantiqiy element.
Ramka - bu ma'lum bir vaqtda videokamera tomonidan yaratilgan barcha piksellar majmuasi. Hozirgi vaqtda video kuzatuv tizimlarida eng keng tarqalgan ramka o'lchamlari: 960x576 (WD1), 1280x720 (HD), 1920x1080 (FullHD), 2688x1520 (4Mpix) va 2560x1920 (5 Mpix).
Kadr tezligi - bu monitordagi kadrlarni bir -biriga ulash tezligi. Ko'p hollarda sekundiga 25 kadr maksimal bo'ladi. Professional jargonda 25 fps chastotali video oqimini yozib olish va ishlab chiqarishga qodir uskunalar RealTime prefiksiga ega. Bu chastotada, inson ko'zi dinamik tasvirni, xuddi haqiqatda bo'lgani kabi, silliq va siljimasdan qabul qiladi.
Bit tezligi - bu vaqt birligiga video yoki audio tarkibni saqlash yoki uzatish uchun ishlatiladigan ma'lumot bitlarining soni. Bit tezligi, shuningdek, ma'lumotlar oqimining siqilish nisbatini ko'rsatadi. Videokuzatuv tizimlarida bit tezligi doimiy (CBR - doimiy bit tezligi) yoki o'zgaruvchan (o'zgaruvchan bit tezligi) bo'lishi mumkin. Doimiy bit tezligi ko'rsatilgan parametrlarga mos keladi va butun fayl davomida o'zgarishsiz qoladi. Uning asosiy afzalligi shundaki, siz yakuniy fayl hajmini bashorat qila olasiz. O'zgaruvchan bit tezligi bilan kodek kerakli sifat parametrlariga qarab o'z qiymatini tanlaydi. Butun kodlangan video fragmenti davomida bit tezligi o'zgarishi mumkin.
Kalit ramkalar (i - freymlar) - joriy tasvir haqida to'liq ma'lumotni o'z ichiga olgan ramkalar.
Bashoratli kadrlar (p - freymlar) - faqat joriy va oldingi rasm o'rtasidagi farq haqida ma'lumotni o'z ichiga olgan ramkalar.
Videokuzatuv tizimlarida ishlatiladigan barcha siqish algoritmlari yo'qolgan texnologiyalarga asoslangan. Ya'ni, siqish jarayonida ortiqcha ma'lumotlarning bir qismi kesiladi.
Nima uchun videoni siqish kerak?
Aniqlik uchun, FullHD kamerasidan sekundiga 25 kadr tezlikda siqilmasdan video oqimini hisoblaylik. Shunday qilib, bizda 1920x1080 o'lchamdagi va 2073600 pikselli umumiy piksellar soniga ega ramka bor. Keling, bitta pikselli rangni kodlashning eng oddiy shakli - RGB24 ni tasavvur qilaylik, bu erda Qizil, Yashil va Ko'k komponentlari uchun 8 bit ajratilgan. Ya'ni, 1 piksel 24 bit axborot maydonini egallaydi. Shunday qilib, bitta 1080p kadrga 49766400 bit yoki 47,5 Mbit / s kerak bo'ladi. Men sekundiga 25 ta kadrga ega bo'lishni xohlardim, shuning uchun siqilmagan bit tezligi 47,5 x 25 = 1187,5 Mbit / s = 1,16 Gbit / s, ya'ni 2 Mpix IP -videokameradan bir soatlik video qismini saqlash uchun sizga kerak bo'ladi. 500 Gb disk maydoni va gigabit tarmoqli o'tkazish qobiliyati oqimni uzatish uchun etarli bo'lmaydi.
Shuni ta'kidlash kerakki, odatda H.264 kodek bilan bir xil parametrlarga ega bo'lgan video oqimining maksimal bit tezligi odatda 8 Mbit / s ni tashkil etadi, bu esa siqilmagan videodan deyarli 150 baravar kam. Bundan ko'rinib turibdiki, siqishni algoritmisiz videokuzatuv tizimlari biznikidan o'nlab, hatto yuzlab marta qimmatga tushadi.
Zamonaviy siqish algoritmlari
Vaqt bir joyda turmaydi, tasvir sifatiga talablar doimiy ravishda o'sib bormoqda. Shu bilan birga, aloqa kanallarining tarmoqli kengligi va saqlash hajmi, agar siqishni algoritmlarini doimiy ravishda takomillashtirib turmasa, bu o'sishga umuman mos kelmaydi.
H.264 standarti
Hozirgi vaqtda video kuzatuv tizimlarida H.264 siqish algoritmi ancha vaqtdan beri hukmronlik qilmoqda.
H.264 -ni siqish ortiqcha ma'lumotlarni yo'q qilish va uning hajmini ko'p sonli algoritmlar yordamida kamaytirishdan iborat bo'lib, biz bu maqolada batafsil ko'rib chiqmaymiz.
Video kuzatuv tizimlarida kodlashni o'rnatishda H.264 kodekining uchta asosiy profili mavjud:
Asosiy chiziq Profil past siqilishga ega bo'lgan dekoder protsessoriga minimal yukni nazarda tutadi. Kompyuterda mahalliy tarmoqdagi videokamerani ko'rish uchun mo'ljallangan.
Asosiy profil yuqori siqish bilan protsessorga o'rtacha yuk hosil qiladi. Bu profil universal va yuqori samarali kompyuterlar va ko'pchilik DVR uchun mos.
Yuqori profil dekoderga og'ir yuk bilan maksimal siqilishni ta'minlaydi. Bunday profil bilan ishlashda bit tezligi asosiy profilni ishlatishdan 2-3 baravar past bo'ladi. Intel yoki AMD protsessorlariga asoslangan video serverdan foydalanilganda, video yozuvchidan farqli o'laroq, yuk butun tizimning ishiga taqsimlanadi.
Kelajakda tasdiqlangan H.265 standarti
H.265 yuqori samarali video kodlash (HEVC) siqish formati raqamli video kodlashda oldinga siljish bo'lib, uning asosiy afzalligi oldingi H.264 standartiga nisbatan samaradorlikdan deyarli 2 baravar ko'p. Ya'ni, yangi algoritm tufayli signal uzatish tarmoqning yarim o'tkazuvchanligini va saqlash uchun yarim hajmli saqlash imkoniyatini talab qiladi. Bu dasturiy va texnik vositalardan ancha arzon narxda foydalanish imkonini beradi.
Aytgancha, yangi standart 35 Mpix (8192 x 4320 (8K)) gacha bo'lgan o'lchamlarni qo'llab -quvvatlaydi, chunki maksimal blok hajmi 4096 pikselgacha ko'tarilgan (H.264 256 pikselli blokga ega).
H.265 standarti bilan ta'minlangan parallel kodlash bir vaqtning o'zida ramkaning turli qismlarini qayta ishlashga imkon beradi, bu esa ijro etishni sezilarli darajada tezlashtiradi va zamonaviy ko'p yadroli zamonaviy protsessorlardan to'liq foydalanish imkonini beradi.
Bundan tashqari, yangi standart tasvirga tasodifiy kirish texnologiyasini (Clean Random Access) oldi, bu tasodifiy tanlangan kadrni oqimdagi oldingi tasvirlarni qayta ishlashga hojat qoldirmasdan dekodlash imkonini beradi. Bu, ayniqsa, monitoring sizni ma'lum bir kanalga tez o'tishingizni talab qilganda, maqsadga muvofiqdir.
Barcha afzalliklarga qaramay, H.265 hali ham keng qo'llanilishdan uzoqdir. Birinchidan, uni ishlatish uchun yangilangan uskuna kerak bo'lganligi sababli, ikkinchidan, kodekdan foydalanish uchun, patentni sotib olish kerak, uchinchidan, laboratoriyada olingan samaradorlik bilan real sharoitda ba'zi tafovutlar mavjud.
H.265, uzoq muddatli istiqbolda, H.264 o'rnini video siqish uchun eng yaxshi echim sifatida almashtirishi mumkin.
Optimallashtirilgan H.264 + formati
H.264 + siqish algoritmi - bu videokuzatuv tizimlarida foydalanish uchun maxsus yaratilgan innovatsion format. Aslida, H.264 + - bu o'zgartirilgan H.264 kodek (AVC), u barcha xususiyatlarni hisobga olgan holda video kuzatuv vazifalari uchun optimallashtirilgan.
Xavfsizlik kameralaridan olingan videoda voqea joyi doimo o'zgarmaydi va deyarli o'zgarmaydi, harakatlanuvchi ob'ektlar uzoq vaqt davomida yo'q bo'lib ketishi mumkin, va yomon yorug'lik sharoitida paydo bo'lgan shovqin tasvir sifatiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Yangilangan formatda, bu xususiyatlarning barchasi hisobga olingan va siqilish koeffitsientini oshiruvchi quyidagi texnologiyalar yordamida qayta ishlangan:
- fon modeliga asoslangan bashoratli kodlash;
- shovqinni bostirish;
- uzoq muddatli video oqimlarni boshqarish.
Bashoratli kodlash. Barcha zamonaviy siqishni algoritmlari ramka ichi va kadrlararo siqishni birlashtiradi. Ramka ichidagi siqishda mos yozuvlar i-ramkalar boshqa freymlardan mustaqil ravishda kodlanadi va bashorat qilingan p-ramkalar i-ramkalar va boshqa p-kadrlardan foydalanadi (kadrlararo siqish). Kadrlararo siqish bilan samaradorlik mos yozuvlar ramkasini tanlashga bog'liq. Videokuzatuv fonida barqaror bo'lgani uchun, uni mos yozuvlar i-ramka sifatida ishlatish eng yaxshisidir, shu bilan statsionar ob'ektlarning siqilish samaradorligini oshiradi va har bir mos yozuvlar freymiga ma'lumotlar oqimini kamaytiradi. Aqlli bashorat qilish algoritmi ob'ektlar eng kam harakatlanadiganlar orasida asosiy kadrlarni tanlaydi.
Shovqinni bostirish. Odatda, harakatlanuvchi ob'ektlar sifatni saqlash uchun statik fon bilan kodlangan. Orqa fon shovqini fon bilan birga kodlangan. H.264 + fonni harakatlanuvchi ob'ektdan ajratish va uni yuqori siqish nisbati bilan kodlash uchun maxsus algoritmlardan foydalanadi. Bu texnologiya shovqinni qisman bostirish va bit tezligini pasaytirish imkonini beradi.
Uzoq muddatli video oqimlarni boshqarish. Shovqinni kamaytirish fonida, video bit tezligi tasvirning fon qismining hajmiga bog'liq. Masalan, kunduzi ochiq havoda suratga olayotganda, fon tasvirning juda kichik qismini tashkil qiladi, chunki bu vaqtda kadrda harakatlanayotgan odamlar va mashinalar ko'p. Bunday holda, bit tezligi sezilarli darajada oshadi. Aksincha, tunda bit tezligi pasayadi, chunki harakatlanuvchi ob'ektlar juda kam. H.264 + formatida video oqimlarning intensivligini kuzatish algoritmlari mavjud va kunning vaqtiga qarab siqishni nisbatini avtomatik ravishda o'zgartiradi. Bu video oqimlarni boshqarish texnologiyasi nafaqat video arxiv hajmini kamaytirishga, balki harakatlanayotgan ob'ektlarning tasvir sifatini saqlab qolishga ham imkon beradi.
Videoni siqishning kamchiliklari
Siqish algoritmlaridan foydalanganda, ba'zida tasvirda artefakt deb ataladigan narsalarni aniq kuzatish mumkin. Masalan, tasvirni 8x8 pikselli bloklarga bo'lish yoki tasvirning nozik tafsilotlarini yo'qotish (loyqa).
Xulosa
H.264 siqish algoritmi video kuzatuv tizimlarining aksariyati uchun eng mashhur standart bo'lib qolmoqda. Bugungi kunda u o'z vazifalarini to'liq bajaradi. H.265 innovatsion formati ba'zi o'ziga xos xususiyatlar tufayli hali keng tarqalmagan, biroq u avvalgisini almashtirish uchun barcha imkoniyatlarga ega. Optimallashtirilgan H.264 + algoritmi ham global dasturga ega emas, chunki u faqat bir nechta ishlab chiqaruvchilar tomonidan qo'llaniladi.
