مروری بر روش های فشرده سازی تصاویر در دوربین مداربسته

مروری بر روش های فشرده سازی تصاویر در دوربین مداربسته
در طی ده سال اخیر صنعت CCTV تغییرات وسیعی را در گذار از آنالوگ به شبکه های دیجیتالی شاهد بوده است بطوریکه هم اکنون این جهش را در سیستمهای CCTV با کیفیت HD و انتقال تحت شبکه های TCP/IP مشاهده می کنیم. برای انتقال تصاویر دوربین مداربسته های IP علی الخصوص HD، پهنای باند بالائی مورد نیاز بوده که با تکنیکهای جدید فشرده سازی این اشکالات کاهش یافته است.

انواع فشرده سازی متداول در دوربین مداربسته های IP (HD) عبارتند از:
H.264, MPEG4 & MJPEG (نسخه های متفاوت)، و اصولا ویدئو با استفاده از دو نوع فریم تصویری فشرده سازی میشود.

I frame: index or key frame and contains the whole images

P frame: which only contains the information that is different from the previous frame

در روش MJPEG فقط از I frame استفاده می شود در حالی که MPEG4 و H.264 از ترکیب هر دوی I Frame و P Frame استفاده می شود که به این ترتیب بطور قابل توجهی پهنای باند کمتری از MJPEG را اشغال می کنند. و از طرفی دیگر برای ارسال یک تصویر با کیفیت برابر، فشرده سازی H.264 عموماً 50% پهنای باند کمتری را از فشرده سازی با فرمت MPEG4 اشغال می نماید که به همین دلیل امروزه استفاده از فرمت H.264 گسترش فراوانی یافته است.

Medium reduction of the bit rate

Codec

MPEG-2

MPEG-4

%64

%37

H.264


مورد دوم اینکه خیلی از دوربین مدار بسته های آنالوگ موجود در سیستمهای CCTV وضوح و کیفیت کافی نداشته تا قادر به تشخیص موضوعی مثل پلاک خودروها باشند حال آنکه دوربین مداربسته های مگاپیکسلی بعلت وضوح بالاتر (حدالق 5/2 برابر) توانائی برای چنین استفاده هایی را داشته که از جمله میتوان صورت افراد را بهتر تشخیص داده و به این ترتیب ضبط و بازیابی تصاویر نیز واضحتر و بهتر انجام می شود.

و آخر اینکه با امکان Digital PTZ در دوربین مداربسته های HD و مگاپیکسلی می توان با سرعت و وضوح قابل قبول با حرکت در داخل تصاویر به سوژه های مورد نظر دسترسی داشت و در عین حال در صورت اتصال دوربین مداربسته ها به DVR یا NVR تصاویر با تمامی ابعاد آن در حالت ضبط شدن است و چیزی از اطلاعات تصویر از دست نخواهد رفت.

امروزه در انتخاب دوربین مداربسته مگاپیکسلی IP (HD) نوع فشرده سازی را چنان در نظر میگیرند که با پهنای باند یا Bit rate پائین تر، کیفیت بهتری را داشته باشند. اگرچه فرمت فشرده سازی در اکثر دوربین مداربسته های موجود HD و مگاپیکسلی MPEG4 است. اما فرمت H.264 که اکنون آخرین و پیشرفته ترین نسخه فشرده سازی شناخته میشود و البته ادامه همان سیستم های موفق فشرده سازی MPEG2 و MPEG4 می باشد که بهینه سازی شده و کیفیت بهتری را در Video quality و Compressing نتیجه داده است. با این حال اجرای هر نسخه ای از فرمت H.264 کیفیت یکسان در فشرده سازی را ارائه نمی نماید به عنوان مثال با فشرده سازی H.264 در دوربین مداربسته های مختلف از سازندگان مختلف دارای Data rate های متفاوت و با اختلاف چشمگیری می باشند.

چنانچه محدودیتی در پهنای باند وجود نداشته باشد میتوان ذخیره سازی را بطور متمرکز (مثلاً در اتاق کنترل) انجام داد ولی با محدودیت در پهنای باند بهتر است ذخیره اطلاعات بصورت Local و برای چند دوربین مداربسته محلی انجام شود بطوریکه در این حالت پهنای باند شبکه بی دلیل و دائم اشغال نخواهد شد.