|
«Высокое качество» и «Высокое разрешение» - взаимоисключающие понятия? Как хорошо известно, система видеонаблюдения действительно полезна лишь тогда, когда делает возможной корректную идентификацию людей и произошедших событий. Для этого необходимо использовать такое оборудование, которое позволяет получить высококачественное изображение. И таковым оборудованием на сегодняшний день можно считать современные IP-камеры, способные использовать в своей работе протокол сжатия видеопотока H.264. Но, тем не менее, есть много различных, зачастую – противоречивых, мнений об этом протоколе, и поэтому давайте попробуем выяснить, действительно ли современные IP-камеры в состоянии обеспечить ожидаемое?
Начнем, пожалуй, с рассмотрения кодека H.264, который на сегодняшний день является наиболее распространенным форматом в HD видео. Обычно производитель современных IP-камер в описании какой-либо модели сообщает нам что-то вроде этого: «Без ущерба для качества изображения, кодек H.264 позволяет уменьшить размер записанного видео файла более чем на 80% по сравнению с Motion-Jpeg….». Отметим, что подобный текст вы легко можете найти на сайтах таких крупных компаний, зарекомендовавших себя на рынке ip-видеонаблюдения, как Axis Communication, Bosh, Verint и т.д.
Иногда можно услышать от различных экспертов отрасли и обратное мнение: «…кодек H.264, неся в себе крайне мало практической пользы, очень важен при этом именно с маркетинговой точки зрения».
Попробуем разобраться, насколько каждая точка зрения соответствует истине:
- H.264 обеспечивает высокое качество видео при низкой скорости изображения
- H.264 обеспечивает высокое разрешение видео при низкой скорости изображения
Мы с вами давно и прочно усвоили, что высокое качество и высокое разрешение это далеко не одно и тоже. Также и H.264 в разрешении HD 1080p не означает, что изображение – непременно высокого качества. Низкая скорость передачи данных = низкое качество изображения Рассмотрим достаточно классический пример – современное IPTV. На сегодняшний день провайдеры IPTV в целях увеличения охвата потенциальных клиентов стремятся максимально расширить существующие пакеты каналов (в том числе – и за счет добавления наиболее критичных к полосе пропускания HD-каналов). Добавляются все новые и новые каналы, тем самым уменьшая общую пропускную способность «последней мили». Обычно используемый выход из этой ситуации - это увеличение коэффициента сжатия видео.
Здесь требуется небольшое пояснение – в IPTV используется кодирование с использованием постоянного битрейта (CBR), а в IP- камерах используется кодирование с помощью переменного битрейта (VBR). В кодировании с помощью CBR применяется большая степень сжатия. А в VBR качество остается на том же уровне, но вот скорость изменяется в зависимости от количества деталей и движения в кадре. И получается, что одно из вышеобозначенных преимуществ кодека H.264 на самом деле таковым не является. Ведь когда в кадре происходят изменения и появляется больше деталей и движения, то VBR- поток может вызвать серьезные проблемы пропускной способности сети. Высокое качество или иллюзия?
Главной особенностью H.264 является способность кодека отказаться от большого количества деталей из каждого кадра таким образом, что потеря деталей происходит незаметно для человеческого глаза, благодаря необходимой частоте смены кадров. А при скоростях ниже определенного уровня ухудшение качества станет заметным.
Яркий тому пример - качество HD Blu-Ray видео будет выше, а сам файл будет занимать больше места дискового пространства, а его поток будет равен около 40 мбит/сек. Таким образом, высокое качество всегда требует большей пропускной способности, так как размер видеофайла будет больше.
Т.е., когда мы выбираем в настройках оборудования пункт «качество изображение - высокое», мы получаем изображение, содержащее большее количество деталей, а соответственно уменьшаем степень сжатия – что есть прямой результат увеличения размера сохраняемого изображения. И в итоге мы приходим к тому, что и так нам известно - сильное сжатие снижает качество изображения. Многоликий H.264
Очень важен тот факт, что H.264 может быть разным. Спецификацией предусмотрено порядка 17 профилей. Каждый из них имеет различные возможности. К примеру, в HD 1080p Blu-Ray используется класс высокого профиля. А в IP-видеонаблюдении применяется базовый профиль. По возможностям профилей есть достаточно много информации в интернете, к примеру, вот что о базовом профиле говорит нам Википедия:
«Baseline Profile (Базовый) – применяется в недорогих продуктах, требующих дополнительной устойчивости к потерям. Используется для видеоконференций и в мобильных продуктах»
Теперь мы можем сказать, что заявление «… кодек H.264 обеспечивает высокое качество изображение при низкой скорости передачи данных» является, мягко говоря, слишком обобщенным. И использование кодека H.264 отнюдь не гарантирует высокого качества, так как именно высокое качество является заложником слишком большого числа факторов.
Также хотелось бы отметить одну из давних и до сих пор никак не решенных проблем кодека H.264 – это «…быстрая смена кадров». Кодек не может передать высокое качество изображения на каждом кадре при низкой скорости передачи видепотока.
Но вернемся к основной теме статьи, а именно – к выражению: «Без ущерба для качества изображения, кодек H.264 позволяет уменьшить размер записанного видео файла более чем на 80% по сравнению с Motion-Jpeg….». Теперь данное выражение кажется даже забавным. Возможно такой степени сжатия с помощью кодека H.264 и достаточно для передачи потока, но не для воспроизведения, т.к. отдельные участки видео могут быть совсем уж низкого качества. При этом производители IP-камер декларировали свои устройства в соответствии со стандартами HDTV, установленными SMPTE (Общество Инженеров Кино и Телевидения). А это не совсем верно, так как эти стандарты создавались для кино, а не для видеонаблюдения. А это важно? Важно. В системах IP-видеонаблюдения возможность записи и воспроизведения в высоком качестве крайне важна. Применяемый кодек должен быть гибким, позволяя пользователю замедлить скорость воспроизведения, просматривать кадр за кадром, чтобы найти необходимый, возможно единственный кадр, по которому удастся идентифицировать то или иное событие. Любой из кадров может оказаться самым важным. Следовательно, каждый кадр должен содержать в себе максимальное количество деталей, а значит - должен быть действительно высокого качества.
|
