Video compression

Formati di compressione

Motion JPEG

Motion JPEG o M-JPEG è una sequenza video digitale composta da una serie di singole immagini JPEG (acronimo di Joint Photographic Experts Group). Quando vengono visualizzati 16 o più fotogrammi immagine al secondo, le immagini vengono percepite in movimento. I video full motion vengono percepiti a 30 (NTSC) o 25 (PAL) fotogrammi al secondo.

Uno dei vantaggi dello standard Motion JPEG risiede nel fatto che le varie immagini di una sequenza video possono avere la stessa qualità, che varia a seconda del livello di compressione scelto per la telecamera di rete o per il codificatore video. Maggiore è il livello di compressione, minore è la qualità delle immagini e la dimensione file. In alcune condizioni, ad esempio di scarsa illuminazione o quando una ripresa diventa complessa, le dimensioni del file immagine possono diventare piuttosto grandi e utilizzare una larghezza di banda e uno spazio di memorizzazione maggiori. Per impedire l’aumento della larghezza di banda e dello spazio di memorizzazione utilizzati, i prodotti con tecnologia video di rete Axis consentono all’utente di impostare un limite massimo di dimensione file per un fotogramma immagine.

Poiché non esistono legami tra i fotogrammi in formato Motion JPEG, il video Motion JPEG è “solido”, nel senso che se durante la trasmissione si perde un fotogramma, il resto del video non verrà compromesso.

Il formato Motion JPEG è uno standard che non prevede l’acquisto di una licenza. È caratterizzato da un’ampia compatibilità ed è diffuso in applicazioni in cui sono necessari singoli fotogrammi di una sequenza video (ad esempio, per l’analisi) e in cui vengono utilizzate velocità di trasmissione ridotte, di solito 5 fotogrammi al secondo o meno. Lo standard Motion JPEG può essere utile anche per applicazioni che richiedono l’integrazione con sistemi che supportano solo Motion JPEG.

Lo svantaggio principale dello standard Motion JPEG è rappresentato dal fatto che non utilizza tecniche di compressione video per ridurre i dati, poiché consiste in una serie di immagini fisse e complete. Il risultato è una velocità di trasmissione in bit relativamente alta o un rapporto di compressione basso per la qualità offerta rispetto agli standard di compressione video MPEG-4 e H.264.

MPEG-4

Quando si parla di standard MPEG-4 in applicazioni di videosorveglianza, di solito si fa riferimento allo standard MPEG-4 Parte 2, noto anche come MPEG-4 Visual. Come tutti gli standard MPEG (Moving Picture Experts Group) è acquistabile con licenza, quindi gli utenti devono pagare una tariffa associata alla licenza per ciascuna stazione di monitoraggio. Lo standard MPEG-4 supporta applicazioni con larghezza di banda limitata e applicazioni che richiedono immagini di alta qualità, senza limiti di velocità di trasmissione e con larghezza di banda virtualmente illimitata.

H.264 o MPEG-4 Parte 10/AVC

Lo standard H.264, noto anche come MPEG-4 Parte 10/AVC, dove AVC è l’acronimo di Advanced Video Coding, è lo standard MPEG più recente per la codifica video. È sicuramente destinato a diventare lo standard video più diffuso in futuro. Un codificatore che supporta lo standard H.264 è infatti in grado di ridurre le dimensioni dei file video digitali di oltre l’80% rispetto al formato Motion JPEG e fino al 50% rispetto allo standard MPEG-4, senza compromessi in termini di qualità delle immagini. Ciò significa che per la gestione dei file video sono necessari meno spazio di memorizzazione e larghezza di banda, ovvero che è possibile ottenere immagini di qualità più elevata a parità di velocità di trasmissione in bit.

Lo standard H.264 è frutto del lavoro congiunto delle organizzazioni responsabili della definizione di standard per i settori delle telecomunicazioni (Video Coding Experts Group di ITU-T) e IT (Moving Picture Experts Group di ISO/IEC) ed è destinato ad avere una diffusione ancora più ampia rispetto agli standard precedenti. Nel settore della videosorveglianza, è altamente probabile che lo standard di compressione H.264 venga rapidamente adottato per applicazioni che richiedono risoluzioni e velocità di trasmissione elevate, ad esempio per la sorveglianza di autostrade, aeroporti e casinò, dove l’uso di 30/25 fotogrammi (NTSC/PAL) al secondo rappresenta la norma. Questi ultimi sono infatti gli ambiti in cui la riduzione della larghezza di banda e dello spazio di memorizzazione necessario può offrire i vantaggi più significativi.

Lo standard H.264 è destinato probabilmente anche ad accelerare la diffusione delle telecamere di rete con risoluzione megapixel poiché questa tecnologia di compressione ultra-efficiente è in grado di ridurre le dimensioni dei file grandi e la velocità di trasmissione in bit senza compromettere la qualità delle immagini. Il nuovo standard presenta tuttavia anche degli svantaggi. Benché offra vantaggi significativi in termini di larghezza di banda e spazio di memorizzazione, questo standard richiede l’implementazione di telecamere di rete e stazioni di monitoraggio ad alte prestazioni.

I codificatori di Axis che supportano lo standard H.264 usano il profilo di base, il che significa che vengono utilizzati solo fotogrammi di tipo I e P. Tale profilo è ideale per le telecamere di rete e i codificatori video, perché l’assenza di fotogrammi di tipo B riduce la latenza. Una bassa latenza è fondamentale in applicazioni di videosorveglianza in cui viene eseguito un monitoraggio in diretta, in particolare quando vengono utilizzate telecamere PTZ o telecamere dome PTZ.

Velocità di trasmissione in bit fisse e variabili