تکنولوژي +H265 در دوربين مداربسته هايک ويژن

تکنولوژي +H.265 يک الگوريتم هوشمند است که ادامه دهنده تکنولوژي رمزگذاري بر اساس استاندارد (H.265 (High Efficiency Video Coding و يا اصطلاحا HEVC است. در راه اندازي سيستم هاي مداربسته همواره با دو مشکل محدوديت پهناي باند و فضاي ذخيره سازي مواجه هستيم. هر دو اين موارد از جمله مواردي هستند که چنانچه به خوبي مديريت نشوند مي توانند هزينه زيادي را به سيستم تحميل کنند. به خصوص اينکه تکنولوژي دوربين هاي مداربسته با کيفيت HD و بالاتر در حال گسترش است و افزايش کيفيت مساوي است با فضاي بيشتر براي ذخيره و پهناي باند گسترده تر براي انتقال تصاوير. همچنين نحوه تنظيم دقيق بيت ريت تصاوير ويدئويي HD و ultra-HD، يک مسئله مهم در انتخاب دوربين مداربسته مناسب است.

به همين دليل لازم است که حجم تصاوير دوربين مدار بسته قبل از ضبط يا انتقال کاهش يابد. در اين رابطه راهکارهاي زيادي وجود دارد اعم از فشرده سازي MPEG ،JPEAG ،H.264 ،H.265 و.. که قبلا به آنها پرداخته ايم اما روش جديدتري با نام +H.265 توسط شرکت هايک ويژن اختصاصا براي فشرده سازي تصاوير مداربسته ابداع شده است که در ادامه به شرح آن مي پردازيم. تکنولوژي +H.265 بر اساس عوامل زير و به طور کامل و با توجه به ويژگي هاي نظارت تصويري زير بهينه شده است:

  • در ابداع اين تکنولوژي اين مورد در نظر گرفته شده است که اشياء متحرک ممکن است فقط چند بار در يک بخش با اهميت از تصاوير ظاهر شوند.(تعداد دفعات ورود جسم متحرک در کل فيلم ضبط شده درصد کمي را شامل مي شود)
  • با توجه به اينکه تمرکز بيننده عمدتا بر روي اجسام متحرک است پس مي توان از کيفيت بالاي تصوير در نقاط ديگر صرفنظر نمود.
  • فشرده سازي بايد با توجه به دو عامل تاثيرگذار بر کيفيت تصاوير شامل کارکرد نظارتي 24 ساعته و وجود نويز انجام شود.

تفاوت تکنولوژي +H.265 با ساير فرمت ها

مهمترين تفاوت در نحوه فشرده سازي +H.265 نسبت به ساير فرمت هاي فشرده سازي کاهش ميزان بيت ريت (تعداد بيت هايي که در يک واحد در ثانيه منتقل يا پردازش مي شوند) و نتيجتا کاهش مصرف پهناي باند (ميزان انتقال داده ها در بيت در ثانيه) است. با وجود تکنولوژي +H.265 شاهد کاهش ميزان چشمگيري از بيت ريت در تصاوير ويدئويي خواهيم بود. اين امر مستقيما باعث کاهش هزينه هاي مربوط به مصرف پهناي باند و فضاي ذخيره سازي در دوربين مدار بسته مي گردد.

 

به صورت جزئي تر نحوه عملکرد +H.265 به اين صورت است که ابتدا يک تصوير از محيط مورد نظر گرفته، و از آن به عنوان فريم پس زمينه استفاده مي کند.سپس تنها بر روي اشياء متحرک تمرکز کرده و هنگامي که سوژه متحرکي وارد ناحيه نظارتي شود، تصويري از جسم متحرک مي گيرد و از آن به عنوان فريم مرجع استفاده مي کند. چنانچه جسم به حرکت خود ادامه دهد، سيستم فقط اطلاعات مربوط به سوژه متحرک را به فريم پس زمينه اضافه مي کند.

براي مطالعه بيشتر مي توانيد مطلبي که در ادامه آورده مي شود را مطالعه کنيد. اساس فشرده سازي در +H.265 بر مبناي سه تکنولوژي کليدي زير صورت مي گيرد:

  • تکنولوژي کدگذاري طبق مدل پس زمينه
  • فناوري کاهش نويز در تصوير پس زمينه
  • کنترل نرخ بيت ريت

تکنولوژي کدگذاري طبق مدل پس زمينه

کدگذاري ترکيبي اساس عملکردي فرمت هاي فشرده سازي قبلي مانند MPEG2 ،MPEG4 ،H.264/AVC، و H265/HEVC است. در يک سيستم نظارتي مداربسته، اساسا اطلاعات پس زمينه ثابت باقي مي مانند، پس در نتيجه يک فريم پس زمينه به عنوان فريم مرجع براي کدگذاري باقي فريم ها در نظر گرفته مي شود. براي فريم هاي مختلف در تصاوير ويدئويي، با توجه به ويژگي هاي آنها روش هاي مختلفي از کدگذاري مورد استفاده قرار مي گيرند که در مجموع منجر به فشرده سازي بهتر مجموع تصاوير خواهد شد. تکنولوژي کدگذاري طبق مدل پس زمينه از بخش هاي اصلي تکنولوژي +H.265 هايک ويژن است. اين بخش خود به دو قسمت کدگذاري داخلي و مياني تقسيم مي شود.

1. کدگذاري داخلي (Inter-frame prediction): با استفاده از تکنولوژي جبران حرکت (block-based motion compensation) يک مدل پيش بيني شده از يک يا چند فريم ويدئويي يا فرمت هاي ويدئويي که از قبل کدگذاري شده اند ايجاد مي کند.

2. رمزگذاري مياني (Intra-frame prediction): بدين معني است که نمونه هاي ماکرو بلوک يا همان واحد هاي پردازشي تنها با استفاده از اطلاعاتي حاصل از ماکرو بلوک هاي قبلا منتقل شده از همان فريم ايجاد مي شوند.

 

فناوري کاهش نويز در تصوير پس زمينه

ميزان نويز تصاوير دوربين مداربسته معمولا در محيط هايي با نور کم افزايش مي يابد. وجود نويز از کيفيت تصاوير تا حد زيادي مي کاهد و يک اشکال بزرگ محسوب مي گردد. همچنين ميزان زيادي از بيت ريت کدگذاري شده را نيز اشغال مي کند. روش هاي قبلي براي کاهش نويز در تصاوير دوربين مدار بسته اغلب بر اساس بکارگيري تکنيک هايي براي کاهش نويز در کل تصوير مد نظر است که اين امر منجر مي شود تا بخش هايي از تصوير اصلي نيز حذف شوند.

در تکنولوژي +H.265، ابتدا سوژه هاي متحرک از پس زمينه تشخيص داده شده و جدا مي شوند. سپس براي هر قسمت از تکنيک هاي جداگانه و مناسب براي کاهش نويز در اين نقاط استفاده مي شود. در اين روش نه تنها ميزان نويز در تصاوير کاهش مي يابد بلکه کيفيت آنها نيز حفظ مي شود. اين تکنيک علي الخصوص براي محيط هايي با امکان ايجاد نويز بالا در تصاوير بسيار مفيد بوده و در کاهش نرخ بيت را نيز تاثير گذار است.

علاوه بر موارد بالا به طور معمول و به منظور حفظ کيفيت تصاوير، مقياس بکاررفته براي فشرده سازي، نويز موجود در تصاوير را نيز از بين مي برد. در فشرده سازي +H.265 با استفاده از يک الگوريتم تحليلي هوشمند تصوير پس زمينه و تصوير جسم متحرک از هم متمايز مي شوند. و به اين ترتيب تصاوير سوژه هاي متحرک و پس زمينه با استراتژي هاي مختلفي کد گذاري مي شوند.

کنترل نرخ بيت

اين فناوري به متوسط نرخ بيت در طول دوره هاي مختلف (معمولا 24 ساعت) مربوط مي شود. با کنترل ميانگين بيت ريت، دوربين مي تواند ميزان بيتي ريت را در صورت لزوم کاهش يا افزايش دهد. براي مثال دوربين مي تواند در ساعات شلوغ در يک مکان عمومي مانند بانک نرح بيت را افزايش، و سپس در زماني که بانک تعطيل است، آن را کاهش دهد. با استفاده از اين فن آوري ها، مي توان گفت که تکنولوژي +H.265 هايک ويژن کاملا مطابق با استانداردهاي H.265/HEVC ساخته شده است و در نتيجه با اکثر نرم افزار/سخت افزارهاي پشتيباني کننده H.265 سازگار است.

مقالات مرتبط براي مطالعه بيشتر:

  1. ضبط دوربين مدار بسته در حالت تشخيص حرکت /مدت ضبط دوربين مدار بسته
  2. دوربين مداربسته ضد نور
  3. تاثير هوش مصنوعي بر صنعت دوربين مداربسته
  4. مقايسه دوربين مدار بسته وارم لايت و استار لايت