Šiuo metu daugumos gamintojų IP stebėjimo kamerų specifikacijose deklaruojama, kad vaizdas gali būti perduodamas keliais formatais, dažniausiai MJPEG ir H.264. Tad kyla klausimas, kuo jie skiriasi, kokie privalumai ar trūkumai, kada naudoti vieną ar kitą?
Šiuo metu daugumos gamintojų IP stebėjimo kamerų specifikacijose deklaruojama, kad vaizdas gali būti perduodamas keliais formatais, dažniausiai MJPEG ir H.264. Tad kyla klausimas, kuo jie skiriasi, kokie privalumai ar trūkumai, kada naudoti vieną ar kitą?
H.264 ir MJPEG veikimo principai
Esminis skirtumas tarp MJPEG ir H.264 vaizdo glaudinimo (kompresijos) yra veikimo principuose ir naudojamuose algoritmuose. MJPEG atveju vaizdas yra suspaudžiamas nuosekliai, kadras po kadro ir tokia seka perduodami tinklu. Kiekvienas kadras yra apdorojamas nepriklausomai nuo prieš tai buvusio, paprastai tariant vaizdas yra perduodamas atskiromis nuotraukomis, kurios jungiamos į seką. Teigiami tokio suspaudimo bruožai yra paprastumas ir apdorojimo greitis. Toks suspaudimas nereikalauja didelių kodavimo ir dekodavimo resursų. Minusas – didėjant vaizdo raiškai, perduodamų duomenų kiekis drastiškai didėja, kas kelia reikalavimus tinklo pralaidumui ir duomenų archyvo dydžiui.
H.264 arba MPEG-4 part 10 (AVC) yra kol kas naujausias plačiai naudojamas vaizdo glaudinimo formatas. Esminiai principai panašūs į MPEG-4: pilni (sąlyginai) arba raktiniai kadrai perduodami tam tikru periodiškumu, o tarp jų perduodama informacija tik apie pasikeitusias vaizdo sritis. Tačiau šiame procese naudojami daug pažangesni ir sudėtingesni algoritmai nei senesnėje MPEG-4 versijoje ir vaizdo atkūrimui naudojamas ne vienas prieš tai buvęs kadras, bet keli. Tai leidžia smarkiai sumažinti perduodamų ir įrašomų duomenų kiekį, tuo pačiu išlaikant panašią kokybę kaip MJPEG atveju, bet tuo pačiu reikalauja daug didesnių skaičiavimo pajėgumų tiek koduojant, tiek dekoduojant vaizdą. Būtent dėl šios priežasties gana ilgą laiką H.264 buvo sutinkamas gana skeptiškai, tačiau sparčiai vystantis procesoriniams pajėgumams šiandien H.264 standartas naudojamas labai plačiai: nuo mobiliųjų telefonų iki skaitmeninės didelės raiškos televizijos. Taip pat reikia paminėti, kad į H.264 srautą kartu su vaizdo informacija galima integruoti ir audio, paprastai tariant, perdavinėti ir įrašinėti garsą iš mikrofono ar išorinio šaltinio.
Atrodytų naujo formato teikiami pranašumai aiškūs, tai kodėl gi vis dar reikalingas MJPEG?
Pritaikymas ir su tuo susiję iššūkiai
Kalbant apie stebėjimo sistemas, reikia kiek įmanoma tiksliau apsibrėžti sistemai keliamus reikalavimus ir įvertinti aplinkos sąlygas. Ne visais atvejais H.264 pranašumai tokie aiškūs, o kai kuriais – jų visai nėra. Paprastai stebėjimo sistemos tikslas – vizualus vienokio ar kitokio veiksmo (arba jo nebuvimo) patvirtinimas su galimybe identifikuoti jame dalyvaujančius objektus (atpažinti žmones, įskaityti mašinų numerius ir pan.). Identifikacija kartais nėra būtina, kai vykdomas bendro pobūdžio stebėjimas, bet tais atvejais, kai vaizdo įrašas tampa įrodymu teisme ar kitose institucijose, reikalinga kiek įmanoma aukštesnė kokybė, todėl kartais tikrai yra verta sumokėti didesnių srautų ar didesnės archyvo apimties kainą mainais už įsitikinimą, kad reikalinga informacija bus perduota ir įrašyta.
Dažniausiai pasitaikanti problema projektuojant ir diegiant sistemas su H.264 formatą naudojančiomis kameromis yra duomenų srauto prognozavimas. Jis gali svyruoti gana didelėse ribose, priklausomai nuo vaizdo kaitos intensyvumo, aplinkos sąlygų ir kameros ypatumų. Dažniausiai pasirenkamas kažkoks vidutinis srauto dydis, o kartais dar blogiau – minimalus ir juo remiantis apskaičiuojamas reikalingas tinklo pralaidumas ir archyvo dydis. Dar blogiau, kai kamerai nustatomos srauto lubos ties tuo dydžiu. Tokiu atveju, radikaliai pasikeitus vaizdui ir iškilus būtinybei perduoti didesnį duomenų kiekį, priklausomai nuo kameros nustatymų, kamera turi dvi alternatyvas: a) sumažinti vaizdo raišką; b) sumažinti perduodamų kadrų skaičių. Abu šie veiksmai gali skaudžiai atsiliepti ir vietoj laukiamo rezultato galima gauti prastos kokybės įrašą. Kaip rodo praktika, dažniausiai tokios situacijos ir yra būtent tos, kurių įrašas yra labiausiai reikalingas.
Veiksniai, darantys įtaką H.264 srauto didėjimui, gali būti patys įvairiausi: lietus, sniegas, smarkus vėjas, mažas apšviestumas (ypač tai aktualu kameroms, pasižyminčiomis mažesniu jautrumu ir triukšmingumu), kameros tvirtinimo nestabilumas. Visais šiais atvejais reikia numatyti, koks maksimalus srautas gali būti pasiektas ir jo pagrindu suplanuoti reikiamus resursus. Arba galima rinktis MJPEG formatą, kurio srautas yra lengviau prognozuojamas ir svyruoja nedidelėse ribose.
H.264 profiliai
Kalbant apie H.264, būtina pabrėžti, kad šis standartas yra labai platus ir apima daugybę instrumentų ir savybių, kurios gali būti naudojamos arba ne, todėl vien H.264 paminėjimas specifikacijose ne visada garantuoja visus privalumus, kuriuos teikia šis formatas. Pagal šių savybių rinkinius yra išskiriami keli H.264 profiliai: bazinis (Baseline Profile, BP), praplėstas (Extended Profile, EP), pagrindinis (Main Profile, MP) ir aukštasis (High Profile, HiP), kiekvienas iš jų gali būti skirstomas dar smulkiau. BP profilis daugiausia naudojamas videokonferencijose, mobiliuose įrenginiuose ir ten, kur reikalingas didelis suspaudimo lygis ir yra riboti įrenginių skaičiavimo resursai. MP profilis buvo naudojamas standartinės raiškos skaitmeninės televizijos transliacijoms ir kitoms video aplikacijoms, kur reikalinga gera vaizdo kokybė ir duomenų suspaudimo lygis. „HiP“ profilis naudojamas didelės raiškos skaitmeninės televizijos transliacijoms, o taip pat vaizdo įrašymui ir atkūrimui HD DVD ir „Blue-ray“ formato laikmenose. Dauguma IP vaizdo stebėjimo kamerų gamintojų naudoja BP profilį ir tik keli, tarp jų ir „IQinVision – MP“. MP profilio panaudojimas vaizdo glaudinimui užtikrina puikią vaizdo kokybę ir mažesnį (lyginant su MJPEG) duomenų kiekį. Rekomenduojamos pritaikymo sritys – vaizdo stebėjimas palankiose aplinkose, kur reikalinga didelė vaizdo raiška ir didelis kadrų skaičius per sekundę, o taip pat situacijos, kur reikalingas garso įrašymas arba abipusis garsinis ryšys su kamera, nes būtent tokiais atvejais ypač išryškėja šio formato teikiami pranašumai.
Vaizdo glaudinimas „IQinVision“ kamerose
Visose „IQeye“ H.264 kamerose naudojamas MP profilis, kas garantuoja puikią vaizdo kokybę ir nedidelį duomenų srautą net naudojant raišką iki 5 megapikselių. Jeigu situacija nėra palanki H.264 formato panaudojimui, visada galima rinktis MJPEG formatą, yra galimybė net naudoti abu vienu metu (jeigu tai leidžia įrašymo įrenginio ar VMS programinės įrangos savybės). Pagal situaciją galima rinktis ir kameros tipą: nuo fiksuotų vidaus (naujoji 3-ia serija, pasirodysianti jau š. m. lapkričio mėnesį) iki išorinių su nuotolinio fokusavimo funkcija (naujoji „Sentinel“ serija) ir vidaus arba išorės antivandalinių kupolinių („Alliance Pro“, „Mini“ ir MX serijos) įvairios raiškos kamerų. Pritaikymo lankstumas, nepriekaištinga kokybė, patikimumas ir geriausios rinkoje garantijos sąlygos – tai savybės, dėl kurių tikrai verta rinktis „IQeye“.
