Ponieważ urządzenia telewizji przemysłowej są stale rozwijane, cyklicznie powraca problem zapisu ogromnych ilości danych, dostarczanych np. przez kamery do monitoringu. Na długi czas rozwiązaniem był kodek H.264 i autorskie wersje(typu H.264+), ale od kilku miesięcy, wraz z pojawieniem się kamer o rozdzielczościach nawet 4 krotnie wyższych niż FullHD, temat powrócił.
Co zatem w przypadku dużych systemów, braku możliwości nagrania po detekcji, wymaganym długim czasie zapisu, czy coraz bardziej popularnych(nawet w systemach przydomowych), kamerach o wysokich rozdzielczościach? W te miejsce wkracza, coraz bardziej rozpowszechniany, kodek HEVC, nazywany również H.265.
Co to jest jest H.265/HEVC?
HEVC - High Efficiency Video Coding – to jeden z najnowszych standardów kompresji wideo, przygotowanych nie tylko z myślą o systemach CCTV, ale dla strumieniowania wideo wysokiej rozdzielczości ogólnie (np. przez serwisy internetowe oferujące dostęp do seriali i filmów).
HECV oferuje prawie dwukrotnie wyższą wydajność od poprzednika, a obsługiwana rozdzielczość dochodzi do 8K UHD. Za wydajność uważa się w tym przypadku możliwość zapisu materiału wideo, przy użyciu najmniejszego możliwego bitrate, przy jednoczesnym zachowaniu pożądanego poziomu jakości zapisywanego materiału.
Dlatego, o ile H.264 pozwalało na obniżenie bitrate do bardzo niskich wartości, to poniżej pewnego poziomu kompresja powodowała duże ubytki w obrazie. Przy zastosowaniu H.265 możemy zachować jakość obrazu, przy jednoczesnym znacznym ograniczeniu pasma.
Ograniczone pasmo przekłada się z kolei nie tylko na ilość miejsca na dyskach. Dzięki wykorzystaniu lepszej kompresji, mniej danych musi zostać obsłużona przez sieć komputerową(np. switche). Zysk odczujemy też np. podczas podglądu z rejestratora przez Internet, na słabszym łączu.
W praktyce, z uwagi na algorytmy (oparte na predykcji i zmianach pomiędzy kolejnymi klatkami), które osiągają najwyższą wydajność przy niskiej ilości zmian w scenie(obraz statyczny), w przypadku kamer CCTV, częściej osiągalnym rezultatem jest około 30 do 50%, w zależności od sceny i ustawień.
Wady?
Warto wspomnieć o jednej z wad H.265 – mianowicie dużo większego zapotrzebowania na moc obliczeniową. Rejestratory, dekodery wideo, stacje robocze do podglądu, ale również np. smartfony, muszą posiadać odpowiednią wydajność, aby dekodować i wyświetlić nagranie, lub obraz na żywo.
Systemy IP
Pierwszą rzeczą o jakiej należy pamiętać jest to, że w systemach IP to kamera koduje obraz. Musi więc obsługiwać H.265. Podobnie w przypadku rejestratora – musi wspierać H.265 aby możliwy był zapis i dekodowanie materiału. W przypadku starszych modeli często nie ma możliwości wprowadzenia obsługi HEVC wraz z nowym firmware, z uwagi na wymaganą wydajność procesora.
Następnie - współpraca urządzeń różnych producentów podczas użycia H.265. Tu podobnie jak w przypadku początków protokołu ONVIF – bywa różnie. Organizacja cały czas rozwija standard, ale z perspektywy czasu: wciąż występują błędy w implementacji i działaniu starszych kamer z H.264. Polecany jest dobór urządzeń tego samego producenta, oprócz pełnej kompatybilności, nie ma też obawy, że np. po aktualizacji firmware coś przestanie działać.
H.265 w systemach analogowych
Nowy standard powoli wchodzi również do systemów analogowych. Rejestratory zapisujące obraz „w H.265” oferuje już firma Hikvision w serii urządzeń TurboHD 4.0. W tym przypadku było to koniecznym krokiem w rozwoju HDTVI, a niebawem do kamer 2, 3 i 5MPX dołączą modele o rozdzielczości 8MPX(4K)…wciąż mogące pracować na okablowaniu koncentrycznym!
HEVC powinno pojawić się już niedługo również w modelach marki Dahua(która rozwija standard HDCVI, kamery 8MPX są już w sprzedaży). Inni producenci zapewne też niedługo dołączą.
Czy można jeszcze lepiej?
HEVC, podobnie jak kiedyś H.264, w dalszym ciągu pozostawia miejsce dla poprawek. Algorytmy są cały czas ulepszane, czego przykładem są m.in. technologie:
Zipstream – rozwijana przez firmę Axis Communications
WiseStream – wprowadzona w kamerach marki Hanwha Techwin(dawniej Samsung Techwin)
SmartStream II – obecna w produktach Vivotek
Smart H.265 – wprowadzona do kamer Dahua
H.265+ - którą znajdziemy w urządzeniach Hikvision, m.in. w kamerach EasyIP 3.0.
Każda z nich pozwala na jeszcze wyższą poprawę wydajności, średnio o około 30-50% - względem H.265. W skrajnych przypadkach wyniki mogą być jeszcze lepsze, zwłaszcza w przypadku scen z małą ilością zmian w obrazie i tych zarejestrowanych w nocy.
Wyniki z użycia H.265+, w kamerze Hikvision, przedstawiamy poniżej. Ustawienia standardowe(proponowane przez firmware), strumień to rozdzielczość 6MPX oraz 20 klatek/s. Rejestracja w dzień, widok na ulicę i chodnik(bez scen całkowicie statycznych). Wykres przedstawia średnią wielkość pliku z nagraniem na 1 godzinę(w GB).
Czy stosowanie H.265 w każdym systemie jest już niezbędne?
Oczywiście, że nie. H.264 to wciąż bardzo wydajny kodek, już rozpowszechniony, wymaga też mniejszej mocy obliczeniowej. Przy użyciu kamer i rejestratorów H.264 czy H.264+ i np. detekcji ruchu, w dalszym ciągu możemy stworzyć system oferujący dobry stosunek wydajności do ceny, o zadowalającym czasie zapisu. Z drugiej strony, przy kamerach o wysokich rozdzielczościach, koszt infrastruktury sieciowej, wielodyskowych rejestratorów i samych dysków, to czasem znaczna część wartości systemu – i tu H.265 przychodzi z pomocą.
Zaloguj przez Facebooka
Zaloguj przez Google