DIABASTE DWREAN SEC 132
techmail
DIGITAL TV 171
securityreport e mag odhgos 2021
21 Ιανουαρίου 2015 01:58

Η μάχη της μεθόδου συμπίεσης Βίντεο και Ήχου

Πρωτόκολλο H.265 εναντίον πρωτοκόλλου VP9

Γράφει: Παύλος Κερασίδης
admin ajax.php?action=kernel&p=image&src=WyJ3cC1jb250ZW50L3VwbG9hZHMvMjAyMi8wNS8xOWFjZTUyM2MzZmNmMDhhYjBhYTJhMGFhMWI1NTBlY19YTC5qcGciLFtbImRvUmVzaXplIixbMTIwMCwxMjAwLDEyMDAsMTIwMF1dLFsiZG9Dcm9wIixbMTIwMCw2MDAsMCwzMDBdXV0sMTY1MjI4NDY4OF0%3D&file=24%2F19ace523c3fcf08ab0aa2a0aa1b550ec XL 24f369d0

Η ανάγκη για streaming βίντεο μεγάλων αναλύσεων πέρα από HD, με ταυτόχρονα καλύτερη αξιοποίηση του bandwidth, έχει οδηγήσει σε μια αθόρυβη, αλλά πολύ έντονη μάχη μεταξύ δύο νέων κωδικοποιήσεων βίντεο, για το ποια θα καθιερωθεί ως η επόμενη μέθοδος συμπίεσης. Από τη μια πλευρά είναι η μέθοδος H.265 (HEVC) που διαδέχεται την H.264 και ανήκει στην ITU-T Video Coding Experts Group…

Η ανάγκη για streaming βίντεο μεγάλων αναλύσεων πέρα από HD, με ταυτόχρονα καλύτερη αξιοποίηση του bandwidth, έχει οδηγήσει σε μια αθόρυβη, αλλά πολύ έντονη μάχη μεταξύ δύο νέων κωδικοποιήσεων βίντεο, για το ποια θα καθιερωθεί ως η επόμενη μέθοδος συμπίεσης. Από τη μια πλευρά είναι η μέθοδος H.265 (HEVC) που διαδέχεται την H.264 και ανήκει στην ITU-T Video Coding Experts Group. Από την άλλη είναι η μέθοδος VP9, η επόμενης γενιάς κωδικοποίηση της Google, βασισμένη σε τεχνολογία ανοιχτού κώδικα. Και οι δύο «παίχτες» είναι πανίσχυροι, με την ITU-T να κυριαρχεί αυτή τη στιγμή με τη μέθοδο H.264 παγκοσμίως και την Google να διαθέτει τη νέα μέθοδο δωρεάν, χωρίς κόστος άδειας και ταυτόχρονα να …είναι η Google, όπου έχει στα χέρια της το YouTube. Στο χώρο του CCTV οι νέες μέθοδοι συμπίεσης θα έχουν μεγάλη επίδραση στην παρακολούθηση IP Video μεταφέροντας πολύ υψηλή ανάλυση εικόνας χωρίς να επιβαρύνουν την υποδομή IP, αλλά και γενικότερα θα εφαρμοστούν σε οποιαδήποτε μεταφορά εικόνας μέσω stream σε τοπικά ή απομακρυσμένα δίκτυα.

Η μάχη για την επόμενη μέθοδο συμπίεσης έχει πολύ μεγάλο ενδιαφέρον αφού το standard που θα επικρατήσει θα μπει στη ζωή μας τόσο σε επαγγελματικό επίπεδο, όσο και στην απλή καθημερινότητά μας. Εάν αναλογιστούμε πόσο συχνά συναντάμε τη συμπίεση H.264 σε καταγραφικά και σε κάμερες CCTV εύκολα κατανοούμε ότι το επόμενο πρότυπο θα επηρεάσει άμεσα τον τομέα των κλειστών κυκλωμάτων παρακολούθησης. Η μεταφορά εικόνας από κάμερες IP σε καταγραφικά γίνεται μέσω συμπίεσης H.264, η καταγραφή εικόνας από αναλογικές ή IP κάμερες στα σύγχρονα καταγραφικά γίνεται (τις περισσότερες φορές) με συμπίεση H.264 και η μεταφορά stream σε απομακρυσμένους υπολογιστές και φορητές συσκευές βασίζεται σε συμπίεση H.264. Οι νέες μέθοδοι συμπίεσης θα μας δώσουν τη δυνατότητα να μεταφέρουμε εικόνα πολύ υψηλής ανάλυσης (4K και πάνω) σε μικρότερα αρχεία από ότι τώρα, να εκμεταλλευτούμε καλύτερα τον αποθηκευτικό χώρο των καταγραφικών και να έχουμε καλύτερη ποιότητα steaming σε πραγματικό χρόνο.

Οι παίχτες της μάχης!

Στην αρένα για το επόμενο στάνταρντ συμπίεσης βρίσκονται δύο πανίσχυροι παίχτες (εικόνα 1). Το πρότυπο H.265 High Efficiency Video Coding (HEVC) ανήκει στην ITU-T Video Coding Experts Group και το πλεονέκτημά της είναι ότι αυτή τη στιγμή το H.264 κυριαρχεί παγκοσμίως ως στάνταρ συμπίεσης (εικόνα 2). Αυτό διευκολύνει ιδιαίτερα τους κατασκευαστές, αφού για την αναβάθμιση στο επόμενο στάνταρ συμπίεσης Η.265 δεν θα απαιτούνται πολύ μεγάλες αλλαγές στη σχεδίαση των συσκευών τους. Με το H.264 να είναι για τα καλά μέσα στη ζωή μας, θα έλεγε κάποιος ότι ο δρόμος είναι ανοιχτός για το Η.265. Αυτό θα ήταν αλήθεια, εάν από την αντίπαλη πλευρά δεν ήταν το μεγαθήριο που ονομάζεται Google.

Το πρότυπο συμπίεσης VP9 της Google έρχεται να αντικαταστήσει το VP8. Τo 2009 η Google αγόρασε την On2, μια εταιρία συμπίεσης βίντεο και την τότε τεχνολογία της VP6/VP8. Πιθανότατα, η κίνηση αυτή έγινε γιατί αναζητούσαν μια τεχνολογία συμπίεσης για να μειώσουν το bandwidth για τα βίντεο στο YouTube, τόσο για αποθήκευση όσο και για το steaming. Παρότι το VP8 έχει εξαπλωθεί όπως το H.264, το γεγονός ότι το VP9 είναι ανοιχτού κώδικα μπορεί να αποτελέσει πολύ μεγάλο κίνητρο για τους κατασκευαστές, αφού δεν θα χρειάζεται να πληρώσουν για να το χρησιμοποιήσουν. Ταυτόχρονα, ήδη η Google έχει ενσωματώσει την υποστήριξη συμπίεσης VP9 στο YouTube, μια πλατφόρμα με τεράστια δύναμη επιρροής.

Από τη μια λοιπόν είναι η ITU-T Video Coding Experts Group που κυριαρχεί αυτή τη στιγμή στην αγορά με το πρότυπο H.264 και από την άλλη είναι η Google με τη δύναμη του Web, του Android και του Chrome που προσφέρει το πρότυπο VP9 δωρεάν. Πέρα από τους πολύ σημαντικούς αυτούς παράγοντες που πρόκειται να συμβάλουν στην εδραίωση του επόμενού προτύπου συμπίεσης, ένας ακόμα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό είναι η τελική απόδοση της κάθε μεθόδου στην πράξη!

Αποτελέσματα

Τα αποτελέσματα από τις μελέτες απόδοσης των δύο μεθόδων δεν είναι καθόλου σαφή και διαφέρουν σημαντικά μεταξύ επίσημων συγκριτικών εκθέσεων. Μια ανάλυση απόδοσης των δύο μεθόδων συμπίεσης, που έχει εκδώσει μια σύμπραξη από Πανεπιστήμια της Γερμανίας και του Ισραήλ τον Δεκέμβριο του 2013, δείχνει ότι συγκρίνοντας βίντεο ίδιας ποιότητας, το H.265 απέδωσε 43% χαμηλότερο bitrate από το VP9 και 39% χαμηλότερο bitrate από το H.264, ενώ ταυτόχρονα το H.264 απέδωσε 6% χαμηλότερο bitrate από το VP9 (εικόνα 3). Από την άλλη πλευρά, το H.265 πήρε 7 φορές περισσότερο χρόνο για την κωδικοποίηση σε σχέση με το VP9 και 13 φορές περισσότερο από το H.264. Έτσι λοιπόν, η σύγκριση έδειξε ότι το πρότυπο VP9 απέδωσε σημαντικά χειρότερα σε σχέση με το H.265 (εικόνα 4), αλλά ο χρόνος κωδικοποίησής του ήταν ταχύτερος.

Το τοπίο έρχεται να θολώσει μια μελέτη από την ίδια την Google που υποστηρίζει ότι το πρότυπο VP9 απέδωσε 50% χαμηλότερο bitrate για την ίδια ποιότητα βίντεο σε σχέση με το H.264 (εικόνα 5), τοποθετώντας το VP9 στα ίδια επίπεδα απόδοσης συμπίεσης σε σχέση με το H.265. Προφανώς κάποια από τις δύο αναλύσεις δεν είναι αξιόπιστη, όμως το βέβαιο είναι ότι και οι δύο μέθοδοι συμπίεσης είναι σε στάδιο ανάπτυξης, οπότε δεν θα μπορούσε να βγει τελικό αποτέλεσμα.

Τι κερδίζουμε και τι χάνουμε…

Τα νέα πρότυπα συμπίεσης υπόσχονται ότι θα προσφέρουν 40 έως 50% μείωση του bitrate σε ίδιας ποιότητας βίντεο. Μεταφέροντας το δεδομένο αυτό στον τομέα του CCTV, μια κάμερα IP θα μπορούσε να προσφέρει είτε ανώτερη ποιότητα από το H.264 σε υπάρχον δίκτυο, με τα ίδια χαρακτηριστικά αποθήκευσης, ή να παρέχει την ίδια ποιότητα βίντεο με το Η.264, με έως 50% λιγότερες απαιτήσεις στο δίκτυο και σε αποθηκευτικά μέσα.

Είτε πρόκειται για CCTV είτε για οποιοδήποτε άλλο χώρο, οι νέες μέθοδοι συμπίεσης για να επιτύχουν όλα αυτά τα θετικά τους θα απαιτούν πολύ μεγαλύτερους πόρους από τους επεξεργαστές, σε σχέση με τις υπάρχουσες μεθόδους. Πολύ μεγάλο ενδιαφέρον έχει η δοκιμή αναπαραγωγής βίντεο HECV που πραγματοποιήσαμε (εικόνα 6) που εκτόξευσε αμέσως την χρήση της CPU στα ύψη. Αντίστοιχη ήταν η υψηλή κατανάλωση CPU σε αρχείο 4K που προσπαθήσαμε να παίξουμε μέσω YouTube με συμπίεση VP9 (εικόνα 7). Έτσι λοιπόν, την άφιξη των νέων μεθόδων συμπίεσης θα ακολουθήσουν συστήματα υψηλότερων αποδόσεων με hardware decoding.

Η τρέχουσα κατάσταση

Κανένα από τα πρότυπα HEVC και VP9 δεν βρίσκεται σε θεωρητικό επίπεδο. Το VP9 βρίσκεται αυτή τη στιγμή σε εφαρμογή στο YouTube και ανοίγει το δρόμο για αναπαραγωγή βίντεο σε ανάλυση 4K UHD (2160p, δηλαδή 3840×2160 pixel). Πρακτικά λοιπόν, στο YouTube είδαμε βίντεο 9 δευτερολέπτων ανάλυσης 4K συμπίεσης VP9 σε μέγεθος 4.5MB και το ίδιο αρχείο με ανάλυση HD συμπίεσης H.264 είχε μέγεθος 12.2MB. Εάν θέλετε να δοκιμάσετε την αναπαραγωγή βίντεο VP9 στον υπολογιστή σας μπορείτε πέρα από το YouTube να κατεβάσετε αρχείο demo και να το τρέξετε εύκολα μέσω του VLC ή του Chrome (εικόνα 8). Για την δοκιμαστική αναπαραγωγή αρχείου HEVC μπορείτε να κατεβάσετε και να εγκαταστήσετε το DivX 10 HEVC. Όπως και το VP9, έτσι και το αρχείο HEVC κατά την αναπαραγωγή του έφτασε στα όριά του τον επεξεργαστή της δοκιμής (Inter Core Quad Q6600). Οπότε για την αναπαραγωγή θα χρειαστείτε ένα αρκετά ισχυρό υπολογιστικό σύστημα, όπως και τηλεόραση 4K για να δείτε τη διαφορά στην ποιότητα εικόνας.

Με πολύ μεγαλύτερο ενδιαφέρον για τον τομέα του CCTV, το HEVC ήδη εφαρμόζεται σε συστήματα IP παρακολούθησης. Μάλιστα, η αμερικάνικη εταιρία Aventura Technologies έχει παρουσιάσει κάμερες που υποστηρίζουν συμπίεση βίντεο HEVC (εικόνα 9). O διευθυντής διαχείρισης της Aventura, Jack Cabasso, δηλώνει ότι η μετάβαση των συστημάτων παρακολούθησης στο νέο πρότυπο είναι «αναπόφευκτη». Ταυτόχρονα όμως δηλώνει ότι η έρευνα και η υλοποίηση παίρνει χρόνο, οπότε τα πρώτα δείγματα από μεγάλους κατασκευαστές παγκοσμίως αναμένονται στην έκθεση ISC West 2015, τον Απρίλιο στο Las Vegas.

Κλείνοντας

Σύμφωνα με τα σημάδια που λαμβάνουμε σήμερα, φαίνεται ότι το HECV μπορεί να είναι το πρότυπο που θα αγκαλιάσει η βιομηχανία CCTV, έχοντας ήδη το έδαφος έτοιμο για ανάπτυξη μέσα από το H.264. Από την άλλη πλευρά, το γεγονός ότι αυτή τη στιγμή που γράφονται αυτές οι γραμμές, μπορούμε να δούμε ανάλυση 4K στο YouTube, δείχνει ότι η Google είναι αποφασισμένη να υποστηρίξει πλήρως το δικό της πρότυπο συμπίεσης και μάλιστα φαίνεται αποτελεσματικό. Μάλιστα, είναι αρκετές οι ιστοσελίδες που τρέχουν βίντεο WebM, που βασίζεται στην τριλογία VP8 video, Vorbis audio και Matroska container (εικόνα 10) και καταφέρνουν να δώσουν υψηλή ποιότητα βίντεο με χαμηλό bit rate (χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η σελίδα new.livestream.com που τρέχει βίντεο WebM ως αρχική της σελίδα!).

Το ενδιαφέρον για την ανάπτυξη των νέων μεθόδων συμπίεσης είναι τεράστιο και θα παρακολουθούμε από κοντά τις εξελίξεις αφού πρόκειται να επηρεάσουν σε πολύ μεγάλο βαθμό την ζωή μας τόσο σε επαγγελματικό επίπεδο με τα συστήματα CCTV, αλλά και την καθημερινότητά μας μέσα από όλες τις εφαρμογές αναπαραγωγής, streaming και αποθήκευσης αρχείων multimedia.

{gallery}1055{/gallery}

ΑΛΛΑ ΑΡΘΡΑ ΣΕ ΑΥΤΗ ΤΗΝ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ

ΣΕ ΑΥΤΟ ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ

  • Security Report, τεύχος 133

    Security Report, τεύχος 133

    Κυκλοφορεί σε όλα τα εξειδικευμένα σημεία διανομής το περιοδικό Security Report Δεκεμβρίου, πάντα μαζί με το περιοδικό Ψηφιακή Τηλεόραση. Στο νέο τεύχοςθα βρείτε ενδιαφέροντα θέματα και δοκιμές...
  • <strong>4η Διεθνής Έκθεση ENERGIA.TEC</strong>

    4η Διεθνής Έκθεση ENERGIA.TEC

    Η εξειδικευμένη έκθεση στην Ελλάδα για το ηλεκτρολογικό υλικό, το φωτισμό, τα συστήματα ασφαλείας και την ηλεκτροκίνηση, έκλεισε με περισσότερες συμμετοχές από κάθε προηγούμενη φορά,  με κορυ...
  • ΗΛΚΑ Α.Ε. : Με επιτυχία ολοκληρώθηκε η Ημερίδα Τεχνολογίας της Dahua

    ΗΛΚΑ Α.Ε. : Με επιτυχία ολοκληρώθηκε η Ημερίδα Τεχνολογίας της Dahua

    Με μεγάλη μαζικότητα διεξήχθη η Ημερίδα Τεχνολογίας που διοργάνωσαν από κοινού οι ΗΛΚΑ Α.Ε. και η Dahua Technology. Ο συνολικός αριθμός των παρευρισκομένων έφτασε σε τριψήφιο αριθμό, ενώ ξεχώρισε ...
  • <strong>Επιλέγοντας φακούς σε ένα Κλειστό κύκλωμα Τηλεόρασης</strong>

    Επιλέγοντας φακούς σε ένα Κλειστό κύκλωμα Τηλεόρασης

    Στα μάτια των περισσοτέρων όλοι οι φακοί κάμερας είναι ίδιοι και κάθε φακός κρίνεται ικανοποιητικός αρκεί να παρέχει εικόνες υψηλής ευκρίνειας. Στον κόσμο των ειδικών όμως, τα πράγματα είναι αρκετ...
  • <strong>Καλώδια Ethernet σε συστήματα βιντεοεπιτήρησης</strong>

    Καλώδια Ethernet σε συστήματα βιντεοεπιτήρησης

    Ένα καλώδιο Ethernet είναι ένας κοινός τύπος καλωδίου δικτύου που χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα για την ενσύρματη σύνδεση πολλών συσκευών, όπως οι υπολογιστές, τα switches, οι κάμερες ασφαλείας, τ...
  • <strong>Πώς θα καταλάβετε ότι ένα σύστημα συναγερμού χρειάζεται αναβάθμιση;</strong>

    Πώς θα καταλάβετε ότι ένα σύστημα συναγερμού χρειάζεται αναβάθμιση;

    Αναπόφευκτα κάποια στιγμή, κάθε ιδιοκτήτης θα πρέπει να αναρωτηθεί - ή θα απευθυνθεί σε έναν ειδικό - για το εάν πρέπει να προχωρήσει στην αναβάθμισή των συστημάτων ασφαλείας του. Παρακάτω, παρατί...
  • <strong>Internet of Things</strong>

    Internet of Things

    Το Διαδίκτυο των πραγμάτων (IoT) αποτελείται από έξυπνες συσκευές που επικοινωνούν μεταξύ τους. Δίνει τη δυνατότητα σε αυτές τις συσκευές να συλλέγουν και να ανταλλάσσουν δεδομένα. Εκτός αυτού, το...
  • <strong>U-PROX</strong>

    U-PROX

    Η PARADOX HELLAS S.A., αποκλειστικός αντιπρόσωπος και εισαγωγέας των ασύρματων συναγερμών U-PROX, διαθέτει στην αγορά μερικά νέα KIT της εταιρίας που προσφέρουν μεγάλη ευελιξία κατά τη διάρκεια τη...
  • <strong>BRADY M211 mobile</strong>

    BRADY M211 mobile

    Η γνωστή εταιρία BRADY που ειδικεύεται σε υλικά και εκτυπωτές σήμανσης εγκαταστάσεων παρουσίασε το νεότερο μοντέλο εκτυπωτή που λειτουργεί μέσω εφαρμογής απο το κινητό τηλέφωνο. Γι’ αυτό το λόγο κ...
ΤΟ ΑΠΟΛΥΤΟ
ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ
ΓΙΑ ΤΑ
ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ
ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ
LIBRA PRESS
Καυκάσου 145, Αθήνα, 11364



ΕΝΗΜΕΡΩΤΙΚΑ ΔΕΛΤΙΑ


Securityreport.gr - Το απόλυτο περιοδικό για τα συστήματα ασφαλείας
Libra Press © Copyright 2022 | All Rights Reserved
Dual Design