Η.265+

Οι σύγχρονες κάμερες παρακολούθησης εισήγαγαν την ανάλυση 4Κ στο κλάδο των συστημάτων ασφαλείας, με στόχο την απόδοση εικόνας σε υψηλή ευκρίνεια. Ωστόσο, λόγω των τεράστιων απαιτήσεων του εύρους ζώνης και της αποθήκευσης δεδομένων, η ανάλυση αυτή, δεν έχει επιτύχει ευρεία εφαρμογή. Η συμπίεση δεδομένων, η μείωση του κόστους αποθήκευσης…

Οι σύγχρονες κάμερες παρακολούθησης εισήγαγαν την ανάλυση 4Κ στο κλάδο των συστημάτων ασφαλείας, με στόχο την απόδοση εικόνας σε υψηλή ευκρίνεια. Ωστόσο, λόγω των τεράστιων απαιτήσεων του εύρους ζώνης και της αποθήκευσης δεδομένων, η ανάλυση αυτή, δεν έχει επιτύχει ευρεία εφαρμογή. Η συμπίεση δεδομένων, η μείωση του κόστους αποθήκευσης και παράλληλα η διατήρηση της ποιότητας μετάδοσης βίντεο ακόμα και σε χαμηλές ταχύτητες, εξαρτάται από την πρόοδο της τεχνολογίας συμπίεσης βίντεο.

Λίγο πριν είσοδο της ανάλυσης 4Κ στις συσκευές των συστημάτων επιτήρησης, οι τύποι συμπίεσης Η264+ και Η.265, κατάφεραν να δώσουν λύση στο πρόβλημα που παρουσιάστηκε κατά τη διάρκεια της μετάδοσης βίντεο. Ωστόσο, με τον ερχομό του 4Κ οι απαιτήσεις όσο αφορά τη ποιότητα μετάδοσης και γενικότερα τη διαχείριση της πληροφορίας είναι μεγαλύτερες. Τη λύση στο πρόβλημα αυτό έρχεται να δώσει το νέο πρότυπο συμπίεσης Η.265+, του οποίου η τεχνολογία κωδικοποίησης προέρχεται από το γνώριμο πρότυπο Η.265/HEVC (το οποίο αναπτύχθηκε από τον οργανισμό JCT-VC, συνεργασία δύο τεχνολογικών οργανισμών τυποποίησης, της Διεθνούς Ένωσης Τηλεπικοινωνιών (ITU) και του ομίλου MPEG).

Το πρότυπο Η.265+ μειώνει ριζικά το απαιτούμενο bitrate του βίντεο επιτήρησης εξαιρετικά υψηλής ευκρίνειας έως και 67% έναντι του H.265 και 80% έναντι του Η.264, μειώνοντας παράλληλα και το απαιτούμενο εύρος ζώνης και αποθήκευσης (εικόνα 1). Η μείωση του ρυθμού μετάδοσης σημαίνει μείωση του κόστους για τους καταναλωτές, και παράλληλα αυξημένη αποδοτικότητα, σταθερότητα και αξιοπιστία σε ένα σύστημα επιτήρησης.

Λειτουργία

Ο αλγόριθμος ανάλυσης H.265+ εκμεταλλεύεται κυρίως δύο τύπους πλεονάζοντος περιεχομένου, του χωρικού και του χρονικού. Ο χωρικός πλεονασμός βρίσκεται σε ομογενείς περιοχές, όπου τα pixel έχουν την ίδια τιμή ή αν το πούμε διαφορετικά, το ίδιο περίπου χρώμα. Αν σε ένα τμήμα της εικόνας όλα τα pixel μοιράζονται την ίδια τιμή, τότε μπορεί να επιτευχθεί καλή συμπίεση στέλνοντας στον αποκωδικοποιητή μόνο την τιμή αυτή, αντί το περιεχόμενο όλων των pixel αυτής της περιοχής. Ο χρονικός πλεονασμός μπορεί να φανεί παρακολουθώντας το βίντεο καρέ – καρέ. Αν ανάμεσα σε δύο διπλανά καρέ υπάρχουν πολλές περιοχές εικόνας που μένουν στατικές, μπορεί να αποφευχθεί η μετάδοση των πληροφοριών, λέγοντας απλά στον αποκωδικοποιητή να χρησιμοποιήσει τις τιμές των pixel από τις ίδιες περιοχές των προηγούμενων καρέ.

Επίσης το νέο πρότυπο, λειτουργεί με την πρόβλεψη μικρών περιοχών της εικόνας macroblock, (εικόνα 2) μεταδίδοντας μόνο τις διαφορές του σήματος ανάμεσα στην προβλεπόμενη και στην πραγματική εικόνα. Επιπλέον διακρίνει μεταξύ της εικόνας φόντου και των κινούμενων αντικειμένων, έτσι ώστε κάθε μία από αυτές να μπορεί να κωδικοποιηθεί με διαφορετικές στρατηγικές κωδικοποίησης. Για να διασφαλιστεί υψηλή ποιότητα εικόνας των κινούμενων αντικειμένων, η μονάδα κωδικοποίησης κωδικοποιεί επίσης τον οπτικό θόρυβο (εικόνα 3). Μια εικόνα φόντου κωδικοποιείται με υψηλή συμπίεση για την καταστολή του θορύβου και το συνολικό bitrate μειώνεται αισθητά σε σύγκριση με μια συμβατική συμπίεση βίντεο.

Πλεονεκτήματα

Αρχικά, το Η.265+ κάνει τη καλύτερη δυνατή χρήση κάθε bit, ώστε η εικόνα σε HD και Ultra-HD, να φαίνεται όσο το δυνατόν πιο καθαρή και ακριβής (εικόνα 4). Επιπλέον ένα σύστημα που χρησιμοποιεί το πρότυπο αυτό, διαθέτει καλύτερη διαχείριση εύρους ζώνης και άρα και αποδοτικότερη λειτουργία. Ακόμα το Η.265+, έρχεται να μειώσει τις δαπάνες όσο αφορά την αποθήκευση δεδομένων. Για παράδειγμα, ένα σύστημα που διαθέτει συμπίεση Η.264, έχει ως ανώτατο όριο αποθήκευσης περίπου δύο βδομάδες και αντίστοιχα ένα σύστημα που χρησιμοποιεί Η.265 θα φτάσει το ανώτατο όριο περίπου σε ένα μήνα. Ωστόσο οι συσκευές που ενσωματώνουν συμπίεση Η.265+, θα μπορούν να καταγράφουν για δύο ολόκληρους μήνες (εικόνα 5)!

Αποτελεσματικότητα και στη πράξη

Μία πρόσφατη 24ωρη έρευνα που πραγματοποιήθηκε, έρχεται να επισημάνει τα πλεονεκτήματα του Η.265+ έναντι των παλαιότερων κωδικοποιήσεων και στην πράξη. Η δοκιμή πραγματοποιήθηκε σε μια καφετέρια, οπού υπήρχε συνεχής ροή κόσμου και έδειξε ότι ο ρυθμός bitrate μεταξύ Η.264 και Η.265+ μειώθηκε κατά 83%. Αντίστοιχα όταν έγινε σύγκριση μεταξύ του Η.265 και Η.265+, ο ρυθμός του bitrate μειώθηκε κατά 67%, μια διαφορά μικρότερη, αλλά πολύ σημαντική, όταν εφαρμόζεται σε συστήματα επιτήρησης. Επιπλέον σε μία 24ωρη σύγκριση για το μέγεθος των αρχείων, το πρότυπο Η.264 απέδωσε κατά μέσο όρο 22.7GB, το Η.265 11.8GB, ενώ το Η.265+ ήταν μόλις 3.9GB. Με άλλα λόγια το μέγεθος του αρχείου μεταξύ του Η.265 και Η.265+ μειώθηκε κατά 66.4% , ενώ το ποσοστό μεταξύ H.264 και H.265 + μειώθηκε κατά 82,5%! Τέλος σε ένα παρόμοιο τεστ που πραγματοποιήθηκε σε μία διασταύρωση με πυκνή κυκλοφορία, ο ρυθμός του μεγέθους του αρχείου μεταξύ H.265 και H.265+ μειώθηκε κατά 64,5%, ενώ ο ρυθμός μεταξύ H.264 και H.265+ μειώθηκε κατά 79,4%.

Εφαρμογή

Όπως αναφέραμε και παραπάνω η νέα κωδικοποίηση είναι αποτελεσματική όταν χρησιμοποιείται σε δίκτυα που έχουν ιδιαίτερες απαιτήσεις σε εύρος ζώνης ή όπου χρειάζεται μείωση του κόστους αποθήκευσης. Το νέο πρότυπο ενσωματώνεται άριστα σε σύγχρονες ολοκληρωμένες λύσεις ασφαλείας και λειτουργεί άψογα με σύγχρονές 4Κ κάμερες, πανοραμικές κάμερες, και γενικά σε οποιαδήποτε τύπου κάμερα.

Κλείνοντας

Η νέα κωδικοποίηση Η.265+, πληροί όλες τις προϋποθέσεις των σύγχρονων συστημάτων βιντεοεπιτήρησης μειώνοντας ριζικά τις απαιτήσεις του εύρους ζώνης, τη μετάδοση της εικόνας και ασφαλώς, τη μείωση του όγκου αποθήκευσης δεδομένων. Το νέο πρότυπο είναι βέβαιο πως θα χρησιμεύσει για τη διεύρυνση νέων λύσεων υψηλής ευκρίνειας, όπως συσκευές της τάξεως των 8MP και 12MP, καθώς και την αναπαραγωγή και μετάδοση βίντεο σε 4K/Ultra-HD.

{gallery}4363{/gallery}