Статьи

К списку статей

Телекамеры с гибридной технологией компрессии

IP-камеры, использующие гибридный алгоритм компрессии IP-камеры, использующие гибридный алгоритм компрессии, обеспечивающий внутрикадровое и межкадровое сжатие видеоряда, все активнее завоевывают рынок сетевого видеонаблюдения.
К гибридным (потоковым) алгоритмам компрессии относятся алгоритмы (кодеки) группы MPEGX (MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 и др.) и H.26X (H.261, H.263, H.264 и др.). Алгоритмы по фундаментальным положениям очень схожи, так как используют дискретное косинусное преобразование (DCT) или его модификации для устранения пространственной избыточности. Фактически алгоритмы имеют различное название в связи с патентованием в двух различных организациях по стандартизации (экспертных группах) - ITU-T (Международный союз электросвязи, стандарты группы H.26X) и ISO/IEC (Международная организация по стандартизации/Международная электротехническая комиссия, стандарты группы MPEGX). Некоторые из них, например MPEG-4 part 10 и H.264, технически полностью идентичны.
В данной статье я не буду давать подробное описание каждого из алгоритмов и его реализации. Эта информация не раз публиковалась на страницах различных изданий.
Принципиальным фактом является более высокий коэффициент сжатия потокового видео гибридными кодеками по сравнению только с внутрикадровым сжатием по алгоритму М-JPEG. В отличие от внутрикадрового сжатия M-JPEG, гибридные алгоритмы построены на способности прогнозирования движения объекта от кадра к кадру и, как следствие, перераспределения избыточности в пространстве.
В таблице представлены усредненные коэффициенты сжатия, характерные наиболее популярным алгоритмам компрессии. Как видно, эффективность гибридных методов сжатия по сравнению с M-JPEG может достигать 6 раз.
коэффициенты сжатия M-JPEG
Гибридные алгоритмы сжатия давно применяются в устройствах цифровой записи - цифровых видеорегистраторах (DVR), что связано в первую очередь с необходимостью эффективного использования дискового пространства для продолжительной записи. Немаловажным фактором является и относительная простота, а также невысокая стоимость реализации гибридной компрессии в DVR.
Здесь необходимо понимать, что эффективность сжатия того или иного кодека напрямую связана с объемом вычислений, производимых процессором, обеспечивающим сжатие. Чем эффективней кодек, тем сложнее вычисления, и тем более мощным должен быть процессор, осуществляющий эти вычисления. Для вычислений по алгоритму MPEG для нескольких видеосигналов можно использовать ресурсы одного процессора DVR.
IP-камера с мегапиксельными матрицами Однако для каждой IP-камеры, в отличие от DVR как отдельного источника изображения, необходимо использовать мощный и дорогостоящий процессор сжатия данных. Это особенно актуально для IP-камер с мегапиксельными матрицами, где объем данных в несколько раз превосходит объем данных матриц аналогового разрешения. Именно выпуск новых и снижение стоимости процессоров стимулировало производство IP-камер с гибридной технологией компрессии. Не нужно забывать, что и для декодирования (аналогового представления), например MPEG-4 видеопотока, требуется более мощный компьютер (рабочая станция), чем для декодирования аналогичного по характеристикам (разрешение/скорость кадров) потока M-JPEG.
Итак, главным преимуществом IP-камер с гибридной технологией компрессии является эффективность использования пропускной способности сети передачи, так как объем транслируемых камерой данных принципиально ниже, чем у IP-камер с кодеком M-JPEG. Таким образом, с началом использования гибридных алгоритмов сжатия в IP-камерах появилась реальная возможность создания больших сетевых систем видеонаблюдения с числом камер, измеряющимся сотнями.
Немаловажна и другая сторона низкой загрузки сети - большая гибкость применения IP-камер в разнообразных сетевых средах, особенно низкоскоростных. Речь идет о возможности передачи большего числа кадров, т. е. обеспечения большей информативности об объекте наблюдения. Это значит, что на канале передачи данных, где IP-камера с кодеком M-JPEG обеспечивает трансляцию отдельных кадров изображения, IP-камера с гибридным алгоритмом компрессии позволит получать потоковое видео.
Наиболее распространенным гибридным алгоритмом компрессии для IP-камер в настоящее время является MPEG-4. Большое количество процессоров, обеспечивающих необходимые вычисления, и их относительно невысокая стоимость позволили производителям окончательно отказаться от кодирования в M-JPEG как профильного кодека. В данный момент M-JPEG используется как дополнительный кодек. Поток M-JPEG присутствует в IP-камерах как альтернативный. Дело в том, что MPEG-4 является проприетарным алгоритмом, т. е. существует множество зарегистрированных профилей MPEG-4 различных производителей, и все они имеют незначительные отличия, не поддерживают какого-либо универсального программного обеспечения или средства для воспроизведения. Это значит, что для работы с потоком MPEG-4 производитель стороннего программного обеспечения должен использовать запатентованный кодек. В свою очередь, M-JPEG, представляя собой покадровый метод компрессии с внутрикадровым сжатием по алгоритму JPEG, является широкораспространенным и открытым.
Справедливости ради стоит отметить, что M-JPEG пока применяется для компрессии изображения в мегапиксельных IP-камерах, где объем требуемых вычислений столь велик, что требует использования дополнительных сопроцессоров, а, следовательно, увеличения стоимости камеры.
К сожалению, с разработкой новых, еще более эффективных алгоритмов сжатия вопрос технической реализации компрессии и ее стоимости стоит наиболее остро. Так, появление стандарта H.264 (MPEG-4, part 10), особенно актуального для компрессии видеопотока мегапиксельного разрешения, сопровождается определенным дефицитом мощных и недорогих процессоров. Как следствие, ряд производителей пытаются сделать реализацию данного алгоритма на той же аппаратной базе, что использовалась для более ранних профилей MPEG-4. Результат - отсутствие принципиальной разницы (битрейт, количество кадров) между двумя алгоритмами.
Впрочем, это вопрос времени и в ближайшее время развитие IP-камер будет отмечено переходом на H.264 как на наиболее эффективный гибридный алгоритм компрессии видеопотока для сетевого видео.

Журнал ТЗ № 1 2009

Гибридные видеорегистраторы

Внешний вид AX-44AHD-MH Внешний вид AX-44AHD-MH
  • - AHD/IP/960H
  • - 4 видео/4 аудио
  • - 15 к/с (1080P)
  • - 1 HDD SATA (до 6 Tb)
7 270

Производитель Axycam
Внешний вид PVDR-08WDS2 rev.C Внешний вид PVDR-08WDS2 rev.C
8-канальный мультигибридный видеорегистратор (AHDM+IP+SD) на 2 жёстких диска
8 768

Производитель PolyVision
Внешний вид PVDR-16WDL2 Внешний вид PVDR-16WDL2
16-канальный мультигибридный видеорегистратор (AHDM+IP+SD) с поддержкой одного жёсткого диска
9 744

Производитель PolyVision
Внешний вид PVDR-16WDS2 rev.D Внешний вид PVDR-16WDS2 rev.D
16-канальный мультигибридный видеорегистратор (AHDM+IP+SD)
15 092

Производитель PolyVision
Внешний вид ERD-P0404E-Hybrid Внешний вид ERD-P0404E-Hybrid
  • - Гибридный регистратор 1080P/960H
  • - Видео 4 / Аудио 4
  • - Двойной поток вещания (макс. 720p - 7 к/с на канал)
  • - 1 SATA II (до 3Тб)
48 683

Производитель Expert
Внешний вид ERD-P0404ML-Hybrid Внешний вид ERD-P0404ML-Hybrid
  • - Гибридный регистратор 1080P/960H
  • - Видео 4 / Аудио 4
  • - 100 к/с (1080p/720p/960H/D1); H.264/G.711
  • - до 3 SATA II (до 3Тб)
61 015

Производитель Expert
Внешний вид PVDR-04HR2 Внешний вид PVDR-04HR2
4-канальный AHD видеорегистратор
3 756

Производитель PolyVision
Внешний вид PVDR-04FDS2 rev.D Внешний вид PVDR-04FDS2 rev.D
4-канальный мультигибридный видеорегистратор (AHDL+IP+SD)
4 669

Производитель PolyVision
Внешний вид PVDR-04WDS2 rev.D Внешний вид PVDR-04WDS2 rev.D
4-канальный мультигибридный видеорегистратор (AHDM+IP+SD)
4 500

Производитель PolyVision
Внешний вид PVDR-04WDS2 rev.F Внешний вид PVDR-04WDS2 rev.F
4-канальный мультигибридный видеорегистратор (AHDH+IP+SD)
5 880

Производитель PolyVision
Найдено товаров: 19
1 2

Возврат к списку

Создание проекта системы видеонаблюдения всего за несколько минут;
Все РЕАЛЬНО: в т.ч. сектора наблюдения, параметры кабельных трасс;
Загрузка готовых планов и их масштабирование;
Спецификация обрудования и смета создается автоматически;
Дружелюбный интерфейс;
Индивидуальные настройки программы и оборудования.
Техподдержка встроена непосредственно в программу.
Регистрация занимает одну минуту.

ОТ ЗАПРОСА ДО ОФОРМЛЕННОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ - 15 МИНУТ