Камера с компрессией H.264
 
Если вы озадачились выбором методологии сжатия видеофайлов приготовьтесь испытать замешательство. Оно начинается с каши из букв английского алфавита и цифр включающие в себя такие аббревиатуры, как H.264, MJPEG и MPEG4. Теперь пройдитесь сквозь тонну маркетингового хайпа ассоциированного с каждым производителем объясняющим вам почему их способ сжатия идеально подходит для любого приложения и от этого вы будите готовы закричать в полный голос.

В реальности же, нравится нам это или нет, один размер не может подойти сразу всем. Один тип компрессии не может быть оптимальным сразу для множества видов приложений со своими требованиями.

 

Пошаговое и временное сжатие

Как вы наверно уже знаете, существуют два основных типа компрессии: пошаговый и временной. Пошаговая компрессия, как например MJPEG, берёт полную картинку для каждого кадра. Временная компрессия, как например H.264, периодически выхватывает целую картинку и использует сложные алгоритмы для интерпретации того что происходит между этими кадрами.

MJPEG, H.264, и MPEG4 являются нужными технологиями и каждая имеет своё место в мире. MPEG4 используется для видеофайлов низкого качества и низкой пропускной способностью тогда как MJPEG и H.264 работают с HD видео высокого качества. Так как в этой статье пойдёт речь о технологиях видеонаблюдения где вам нужно различать детали, мы сузим рамки и будем говорить только о высоком качестве компрессии MJPEG и H.264.

 

Для высокого качества изображения с камер видеонаблюдения: MJPEG и H.264

С MJPEG работать проще всего, это бесплатная программа и варианты от разных производителей отличаются не слишком сильно. Эта программа обеспечивает видео высокого качества и использует очень мало компьютерной мощности для декодирования и воспроизведения. Она также имеет высокую предсказуемость: не важно какая активность или какая освещённость в кадре – пропускная способность используемая системой будет отличаться не на много. Минус данной технологии в том что при некоторых условиях её использования, пропускная способность и объём памяти требуемый для работы может существенно увеличиваться.

H.264 является новой технологией, но уже проявляет себя многообещающе. Она может передавать видео высочайшего качества, в этом смысле она похожа на MJPEG, но требует гораздо меньше пропускной способности и места на диске. Аппаратура H.264 продолжает улучшения с точки зрения цены и своих технических возможностей. По этому данная методология компрессии часто становится объектом выбора пользователей. Так как данное средство более комплексное чем MJPEG, вы должны обратить своё внимание на некоторые вещи прежде чем делать выбор в пользу H.264.

 

Подробнее об H.264

Первое, что вы должны знать – это то, что H.264 может вести себя по разному в зависимости от производителя камеры. H.264 имеет восемь категорий или профилей. Каждый из таких профилей может иметь сотни вариаций, делая процесс сравнения между производителями весьма затруднительным. Каждый производитель выбирает свой способ интеграции H.264 основываясь на нескольких факторах, таких как обработка данных камеры и стоимость интеграции одного профиля в сравнении с другим. Вниманию покупателей: в большинстве случаев чем ниже стоимость имплементации тем будет хуже реальное качество видео.

Немного о YouTube в связи с H.264 латентностью. Так как H.264 кодек должен собрать множество картинок (вспомните: несколько полных картинок-кадров, несколько предвиденных кадров) прежде чем обработать их, там будет перерыв в несколько секунд между тем как что-то произойдёт и тем как вы увидите это на вашем мониторе. H.264 кодек хорош в том чтобы транслировать видео при том что вы будите иметь несколько лишних секунд – подумайте про YouTube и прогресс барах. У вас в мониторе снизу видео круглый маркер показывает что вы в настоящий момент просматриваете, а полупрозрачный серый бар показывает сколько H.264 видео уже передалось и буферировано и обработано для того чтобы вы его посмотрели.

Латентность не должна иметь влияние на вашу систему если вы не смотрите камеры в живую. Однако, для приложений где просмотр видео в реальном времени критичен, например транспортация, тюрьмы, большие торговые центры – латентность может стать проблемой.

Другой фактор к рассмотрению с H.264 – это мощность компьютера, которая нужна для декодирования. Число камер которое сервер может декодировать зависит от специфического типа H.264 кодека. Исходноуровневые и ограниченно исходноуровневые H.264 камеры используют меньше мощности сервера, но в свою очередь продуцирует изображение низкого качества. H.264 камеры основного профиля предлагают хорошее качество видео с слегка завышенными серверными требованиями. Всё что выше основного профиля показывают очень высокое качество видео, однако мощности, которые требуются для такого качества и декодирования могут быть слишком непомерными. К счастью, цена таких мощностей продолжает падать, тем самым делая выбор в сторону H.264 более и более лёгким для ещё большего числа приложений.

В заключении, если вы планируете создать сеть для H.264 камер удостоверьтесь что вы готовы к плохому сценарию. Самый удачный пример для иллюстрации такого сценария – это видеонаблюдение в школе. Пока все ученики в классе и в коридорах никого нет H.264 камеры ведут себя как нельзя лучше. В периоды с маленькой или нулевой активностью они показывают видео прекрасного качества используя небольшую долю пропускной способности MJPEG камер. Однако, как только дети вылетают из классов, происходит значительная нагрузка на пропускную способность. Но всё же эта нагрузка будет сравнимая с тем что могут выдержать MJPEG камеры, поэтому вы всё ещё будите в выгодном положении. Но не готовьтесь к хорошему сценарию, когда всё тихо и все дети в классах, потому что вдруг зазвенит пожарная тревога и они все ринутся в коридор и тогда ваша система претерпит серьёзные проблемы и потеряет способность передавать видео.

 

MPEG: “Я ещё живой!”

Итак, H.264 является очевидным выбором и он становится всё очевиднее с каждым днём. Что касается MJPEG, то он ещё жив. Это очень предсказуемый формат и работает чётко в LAN среде где видео хранится локально. В то время как он потребляет больше дискового пространства, объём сегодня не проблема, и увеличение стоимости за объём диска может быть меньше чем увеличение мощности серверов нужной для высокого качества H.264 видео.

С другой стороны H.264 может существенно сохранять пространство в хранилище приложений когда там происходит небольшая активность или движения, в некоторых случаях сохраняется до 60 процентов в то время как показывается видео почти с таким же качеством как у MJPEG.

 

Итак, победителем является…

Итак, какой тип компрессии будет лучшим для вашего приложения? Это зависит от множества вещей происходящих под объективами камер видеонаблюдения, таких как частота движений в кадре, свет, природные кондиции и так далее. В LAN инсталляциях где наблюдается постоянная активность и вам нужно просматривать запись в живую, MJPEG будет оптимальным выбором, так как пропускная способность, процессинг и требования к хранилищу будут предсказуемы. В WAN среде, когда вы только делаете запись, без живого мониторинга и пропускная способность не проблема – H.264 будет вероятно лучшим выбором.

К сожалению нет какого либо онлайн калькулятора, который объективно бы смог сравнить один тип компрессии с другим для того чтобы помочь вам сделать важное решение. Следовательно, нашей рекомендацией будет то чтобы вы организовали со своей фирмой по интеграции систем видеонаблюдения или с их производителем своеобразный тест-драйв предпочтённых вами камер прежде чем вы их купите для понимания что будет работать с вашей системой.

Если говорить об окончательном победителе, то надо обратить внимание на то что потребительский рынок сейчас вкладывает огромные средства на создание H.264 совместимой аппаратуры, поэтому с каждым годом качество и эффективность данной технологии растёт, а цена на её применение падает. Сегодня мы думаем о MJPEG и H.264 как о равных конкурентах, однако тем временем технические специалисты становятся более опытными в дизайне H.264 систем и формат MJPEG уже испытывает трудности в гонке за лидерство.