در سیستم های مداربسته هر چه کیفیت تصاویر دوربین بالاتر باشد، حجم اطلاعات ارسال شده نیز افزایش خواهد یافت. حجم این اطلاعات باعث نیاز به افزایش پهنای باند و ظرفیت هارد دوربین مداربسته می شود. برای رفع این مشکل از فرمت های فشرده سازی در دوربین مداربسته استفاده می کنند. فرمت های فشرده سازی در سیستم مداربسته انواع مختلفی دارند. فرمت های فشرده سازی باعث کاهش حجم اطلاعات بدون افت کیفیت می شوند. با ما همراه باشید تا شما را با انواع فرمت های فشرده سازی دوربین مداربسته آشنا کنیم.

فشرده سازی تصاویر در دوربین مداربسته چیست؟

در سیستم مداربسته برای کاهش حجم تصاویر دوربین از اقدامات نرم افزاری استفاده می شود. این عملیات را فشرده سازی تصویر و یا Video Compression می گویند. این فشرده سازی به صورتی انجام می شود که در کیفیت تصاویر تغییری ایجاد نمی کند. در نتیجه با استفاده از فشرده سازی می توان تصاویر با کیفیت بالا و حجم کم را ذخیره کرد. فشرده سازی در سیستم مداربسته روش های گوناگونی دارد. استفاده از فرمت های فشرده سازی باعث کاهش هزینه های ذخیره سازی و افزایش هارد دوربین مداربسته می شود. انواع مختلفی از فرمت های فشرده سازی در دوربین مداربسته وجود دارد که در این میان می توان به H264، H265، JPEG، MPEG-4 و…. اشاره کرد.

نحوه فشرده سازی تصاویر در دوربین مداربسته

همانطور که می دانید دو نوع تکنولوژی در سیستم های مداربسته وجود دارد. در هر یک از این سیستم ها نحوه فشرده سازی متفاوت است. در سیستم های آنالوگ، به دلیل عدم وجود پردازشگر در دوربین مداربسته، اطلاعات قادر به فشرده سازی در دوربین نیستند. از این رو اطلاعات غیر فشرده به دستگاه ضبط DVR ارسال می شوند و عملیات فشرده سازی در DVR انجام می شود. در سیستم های تحت شبکه این عملیات متفاوت است. در سیستم تحت شبکه عملیات فشرده سازی اطلاعات در خود دوربین های مداربسته انجام می گیرد. ابتدا از فرمت های فشرده سازی JPEG یا MPEG در دوربین های مداربسته استفاده می کردند. اما با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی از فرمت های جدید تر مانند H265 و  H264 استفاده می کنند.

فرمت فشرده سازی H265

فرمت فشرده سازی H265 با نام های HEVC و X265 نیز شناخته می شود. این فرمت فشرده سازی با استفاده از رمز گذاری و رمز گشایی است. این روش می تواند برش هایی از تصویر را به صورت جداگانه رمز گشایی کند. کدک H265 نسل جدید تر کدک H264 است. یکی از مهم ترین نکات در فرمت H265 نسبت به H264 این است که تصاویر در این فرمت 2 برابر بیشتر از H264 کاهش می یابند. کاهش حجم بیشتر بدون تغییری در کیفیت تصویر انجام می شود. همچنین در استاندارد H265 از پهنای باند کمتری استفاده می شود. این موضوع در سیستم های تحت شبکه بسیار دارای اهمیت است. یکی دیگر از مزیت های کدک H265 نسبت به H264 این است که در Play back H265 تصاویر با سرعت بالاتری مشاهده می شوند.

فرمت H265 +

فرمت H265+ نسخه پیشرفته تر فرمت فشرده سازی H265 است که ضعف های نسخه قبلی در این نسخه رفع شده است. این فرمت اولین بار توسط شرکت هایک ویژن تولید شد. روش H265+ در فشرده سازی ویدئو مورد استفاده قرار می گیرد. اغلب دستگاه هایی که از فرمت H265 پشتیبانی می کنند با فرمت H265+ نیز سازگار هستند. یکی از مهم ترین مزیت های فرمت H265+ در مقایسه با H265، کاهش بیت ریت تصاویر است. با کاهش میزان بیت ریت، مصرف پهنای باند نیز کاهش می یابد.

نحوه کار در این فرمت به این شکل است که در تصویر گرفته شده از محیط بر روی اشیاء متحرک تمرکز می کند. زمانی که جسم متحرکی به تصویر وارد شود، فرمت H265+ تصویر این جسم را انتخاب و به عنوان مرجع شناسایی می کند. در این حالت اگر جسم حرکت کند، تنها اطلاعات جسم متحرک به فریم اضافه شده و اطلاعات تکراری حذف می گردد.

فرمت فشرده سازی H264

یکی از پرکاربردترین فرمت های فشرده سازی مورد استفاده در سیستم مداربسته H264 است. این فرمت را با نام های دیگری مانند MPEG-4 Part 10 و Advanced Video Coding (MPEG-4 AVC) نیز می شناسند. در این روش عمل فشرده سازی با استفاده از حذف قسمت های تکراری فریم ها و کاهش نرخ Bitrate انجام می شود. این فرمت فشرده سازی دارای ورژن دیگری به نام H264+ نیز است. البته قابل ذکر است که استفاده از این ورژن نیازمند تجهیزات خاص است.

MPEG

این فرمت توسط گروه Motion Picture Expert Group طراحی شده است. MPEG از فرمت های قدیمی سیستم های مداربسته است. در این فرمت قسمت های تکراری و اضافه حذف می شود. اما با این حال تصاویر و فیلم های دوربین مداربسته حجم بالایی را در هارد اشغال می کنند. این حجم بالا نیاز به خرید هاردهایی با ظرفیت بالا دارد. به همین دلیل با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی فرمت های جدیدتر جایگزین آن شدند.

MPEG-1، MPEG-2 و MPEG-3

در روش MPEG-1 از هر تصویر سه فریم ساخته می شود. فریم اول شامل خصوصیات و اطلاعات ساخت تصویر، فریم دوم از فریم اول تصویر قبلی ساخته شده است و فریم سوم از دو فریم قبلی و بعدی ایجاد شده است. با استفاده از این فرمت قسمت های تکراری در هر تصویر و بین تصاویر حذف خواهد شد.

روش های دیگر فشرده سازی MPEG-2 و MPEG-3 هستند. در فرمت MPEG-2 تصاویر کم حجم تر از فرمت MPEG است. اما تصاویر در فرمت MPEG-3 کیفیت بیشتری در مقایسه با فرمت MPEG-1 دارند.

JPEG

این روش جزو رایج ترین روش های فشرده سازی تصویر است. در روش JPEG نرم افزار ابتدا شروع به جستجوی پیکسل های نزدیک به هم و شباهت آن ها می کند. ثبت تصاویر در این فرمت، پیکسل به پیکسل به صورت شکل های رنگی ثبت می شود. این روش در فشرده سازی عکس های واقعی بیشترین استفاده را دارد. پایه اغلب روش های فشرده سازی بر اساس JPEG است.

JPEG2000

فرمت JPEG2000 مشابه فرمت JPEG است. یکی از تفاوت های این دو فرمت را می توان نیاز به عملکرد بالاتر پردازنده JPEG2000 نسبت به JPEG دانست.