Video compression

Форматы сжатия

Motion JPEG

Motion JPEG или M-JPEG — цифровой видеоряд, состоящий из последовательности отдельных изображений JPEG. (JPEG расшифровывается как Объединенная группа экспертов по машинной обработке фотографических изображений (Joint Photographic Experts Group).) Отображение 16 или более кадров в секунду воспринимается зрителем как видеоизображение. Отображение 30 (NTSC) или 25 (PAL) кадров в секунду воспринимается как полномасштабное видео.

Одно из преимуществ Motion JPEG заключается в том, что каждому кадру в последовательности гарантируется качество, получаемое на уровне сжатия, выбранном для сетевой камеры или видеокодера. Чем выше уровень сжатия, тем меньше размер файла и ниже качество изображения. В некоторых случаях, например, при слабом освещении или более сложном объекте наблюдения, размер файла изображения может только увеличиться, поэтому для его хранения и передачи потребуется более высокая пропускная способность и больший объем памяти. Для предотвращения увеличения пропускной способности и объема памяти сетевые видеоустройства Axis позволяют пользователям выбирать максимальный размер изображения кадра.

Отсутствие взаимосвязи между кадрами в Motion JPEG гарантирует высокую надежность этого формата, то есть потеря одного кадра во время передачи не повлияет на качество остального видеоряда. Motion JPEG — нелицензируемый стандарт сжатия. Благодаря своей совместимости, этот формат широко используется в приложениях, которые требуют наличия отдельных кадров в видеоряде (например, для анализа) и используют меньшую частоту кадров (обычно 5 кадров в секунду). Motion JPEG также может использоваться в приложениях, которые требуют интеграции с системами, поддерживающими только формат Motion JPEG.

Формат Motion JPEG — это последовательность статичных изображений, поэтому основной его недостаток заключается в неиспользовании технологий сжатия видеоизображения для сокращения объема данных. В результате, по сравнению с такими стандартами, как MPEG-4 и H.264, файлы в формате Motion JPEG характеризуются более высокой скоростью передачи данных или низким уровнем сжатия.

MPEG-4

Обычно в системах охранного видеонаблюдения формат MPEG-4 соответствует стандарту MPEG-4 Part 2, который также известен как MPEG-4 Visual. Подобно всем стандартам MPEG (Экспертная группа по вопросам движущегося изображения (Moving Picture Experts Group)), этот стандарт является лицензированным, поэтому пользователи должны приобретать лицензию на каждую станцию мониторинга. Формат MPEG-4 используется в приложениях с невысокой пропускной способностью, а также в приложениях, требующих высокого качества изображения, фактически неограниченную пропускную способность и отсутствие ограничений по частоте кадров.

H.264 или MPEG-4 Part 10/AVC

Формат H.264 (также известный как MPEG-4 Part 10/AVC, где AVC расшифровывается как «передовое кодирование видеосигналов (Advanced Video Coding)») — современный стандарт кодирования видеосигналов. Как ожидается, стандарт H.264 станет в ближайшие годы самым востребованным видеостандартом. Кодер H.264 без ущерба для качества изображения может снижать размер файла цифрового видео более чем на 80 % по сравнению с форматом Motion JPEG и на 50 % — по сравнению со стандартом MPEG-4. Что означает гораздо меньшие требования к полосе пропускания для передачи и объему памяти для хранения видеофайла. Или же, с другой стороны, возможность получения гораздо лучшего качества видеоизображения при той же скорости передачи данных.

Прошедший коллективное утверждение со стороны организаций по стандартизации в области телекоммуникационных (группа экспертов по кодированию видео ITU-T) и информационных (группа экспертов по вопросам кинотехники ISO/IEC) технологий, формат H.264, как ожидается, получит более широкое распространение по сравнению с предшествующими стандартами. В отрасли охранного видеонаблюдения H.264, по всей вероятности, быстрее всего найдет свое применение в таких областях, которые требуют использования высокой частоты кадров и высокого разрешения, например, для охранного наблюдения за автомагистралями, аэропортами и казино, где нормой является использование частоты 30/25 (NTSC/PAL) кадров в секунду. Наибольшая экономия будет достигнута за счет снижения требований к ширине полосы пропускания и объему свободного пространства для хранения данных.

Кроме того, ожидается, что H.264 ускорит переход на мегапиксельные камеры, поскольку высокоэффективная технология сжатия может снизить огромные размеры файлов и скорость их передачи без ущерба для качества изображения. Есть, впрочем, и сопутствующие требования. Хотя H.264 предлагает экономию расходов на ширину пропускного канала сети и объемы свободного пространства для хранения данных, этот стандарт требует наличия сетевых камер и станций наблюдения с более высокими техническими характеристиками.

Для кодера H.264 от компании Axis используется базовый профиль, то есть только I- и P-кадры. Этот профиль идеально подходит для сетевых камер и видеокодеров ввиду небольшого времени ожидания, достигаемого за счет отсутствия B-кадров. Небольшое время ожидания оказывается особенно важным для систем охранного видеонаблюдения, работающих в режиме реального времени, особенно при использовании купольных и обычных PTZ-камер.

Переменная и постоянная скорости передачи данных