H.264 – решение за мрежова видеосигурност

Джейсън Хигинс-Кейси
Кодерът ATEME H.264 бе оптимизиран и подобрен, за да предложи много добро качество на видеоизображението при изключително ниски нива на предаване, при това с помощта на споменатия отворен подход. Дори в сравнение с предишното поколение отворена кодираща технология MPEG-4, потребителите могат да очакват поне 40% намаляване на необходимата пропускателна способност за същото качество на видеото. Това води до по-малко служебна информация в мрежата, спадане на изискванията за дисково пространство за съхранение заради по-малките размери на файловете и най-важното – до намаляване на цената за крайния клиент. От доста години ATEME се старае да усъвършенства кодиращата технология H.264, внедрявайки междувременно многобройни решения в офисите на своите клиенти по целия свят. Примери за подобни внедрявания са станции по магистрали, метросприки и др. H.264 (Mpeg4 Part 10 или AVC (Advanced Video Coding)) е наследник на доста успешния стандарт за видеокодиране MPEG-4 (MPEG-4 part 2) и е един от най-добрите стандарти за видеокомпресия, достъпни на пазара. Той се отличава от другите кодиращи технологии като MPEG-2 и MPEG-4 заради многобройните сложни технологии, които позволяват много по-ефективно компресиране на видеото и то става доста гъвкаво и подходящо за използване в различни мрежови условия.

Каква представлява технологията:
Подобно на други кодиращи технологии, се ползват категории профили, така че да се групират заедно определен набор от възможности, насочени към специфични приложения. В H.264 има 4 основни профила:

- Базов (Baseline) профил - за приложения с малко закъснение като видеоконференции и мобилни приложения;
- Разширен (Extended) профил - за мобилни поточни приложения;
- Основен (Main) профил - за видео приложения с презредова развивка и излъчване на мултимедийни приложения (broadcast);
- Висш (High) профил – за ТВ приложения с висока разделителна способност.

Подобрената компресия в H.264 се постига благодарение на употребата на следните усъвършенствани техники:
- Преценка за движенията, което минимизира временните излишни повторения (подобни блокове на различни места в два видео кадъра);
- Преценка Intra, с която се намаляват пространствените „излишества” (дублиране на елементи в част от кадъра). Намалява се и компресията на артифактите (изкуствено създадените промени);
- Кодиране на ентропията, което е свързано с малък брой битове за често срещани символи и голям брой битове за символи, които не се срещат често.

Двата вида кодиране на ентропията, използвано в кодека на ATEME са CABAC (бинарно аритметично кодиране, адаптирано към контекста - Context-adaptive binary arithmetic coding) и CAVLC (кодиране с променлива дължина, адаптирано към контекста - Context-adaptive variable-length coding). Данните се компресират много по-ефективно с CABAC отколкото с CAVLC. Все пак за CABAC кодирането се изисква много по-голяма изчислителна мощ. От друга страна, въпреки че CAVLC не е толкова сложна, тя все още е доста по-ефективна от другите технологии, използвани в коефициентното кодиране като това в MPEG-4. Другите подобрения в качеството на видеото и реализацията на предсказването се постигат чрез употребата на деблокиращ филтър, който премахва блокове от артифакти (подобно на други кодиращи техники). Това се постига чрез изглаждане на ръбовете между блоковете в кадъра. Този филтър подобрява значително визуалното качество на кадъра в сравнение с подобна пропускателна способност при кодиране с MPEG-4. В кодера ATEME H.264 са вградени много уникални функционални инструменти, които допълват и максимизират ползите за потребителите от тази съвременна кодираща технология. Има революционна нова функция, която позволява само с един DSP процесор да бъдат кодирани (от самия източник) и изпратени (с различно честотно опресняване) два H.264 видеопотока. Тази възможност е уникална заради ограничената процесорна мощ в DSP чиповете и се постига с помощта на поточната работа на кодиращата машина на ATEME. Функцията е важна за ситуации, при които видеото се показва на монитор с пълното честотно опресняване, а се записва при по-ниско. Променливата скорост на кадровото опресняване (Variable Frame Rate - VFR) е функция, която намалява и увеличава скоростта на опресняване в зависимост от движенията в дадена област, например там, където няма дейности в защитаваната зона; изображенията не са необходими и затова се премахват. Тази функция заедно с намаления пропускателен канал още повече свива обема от дисковото пространство, необходимо за записа на видеофайла. Автоматичното нагласяване на скоростта на канала зависи от актуалната активност на изображенията. Тази функция е може би най-значимата технологична новост, вградена в H.264 кодерите на ATEME през последните месеци. Това дава възможност на кодера постоянно да създава кристално чисти изображения при променливи нива на предаване. Необходимостта от това се налага от ограниченията на режима кодиране CBR (Constant Bitrate). Използвайки този процес може да се постигне до 60 на сто свиването на пропускателния канал в сравнение с подобно на MPEG-4 видеокачество. Инженерите на ATEME са открили, че режимът на кодиране CBR създава добро качество на картината, когато има твърде слаба активност. Когато обаче активността се повиши и в изображението има твърде много движения, качеството на картината спада. С новата техника на АТЕМЕ вероятността за ниско качество или лисващи кадри е премахната, тъй като тя е по-гъвкава от CBR и позволява изображението да остане детайлно и ясно, като осигурява на потребителя контрол върху максималната използвана честотна лента (благодарение на параметъра max bitrate). Друго важно предимство в сравнение със CBR е високата ефективност (bitrate се „консумира” само когато е необходим), което води до по-малко трафик в мрежата и намаляване на изискванията към дисковото пространство при крайния потребител.

Отворените стандарти:
Кодиращата технология на ATEME H.264 е съвместима на 100% с препоръките в съответния стандарт за кодиране, a това е важен мотив при покупката на дадено решение. Липсата на отворени стандарти води до ограничаване на избора и може да “приклещи” потребителите в хватките на частните системи. Покупката на съвместима със стандартите технология дава на организациите повече гъвкавост и означава, че те не са задължени да изберат скъпо цялостно решение. Потребителите имат възможност да комбинират компоненти от система за сигурност без да се тревожат за интеграцията и проблеми с формата на данните. Колкото по-голям е избора от продукти, толкова по-силна е конкуренцията и потребителят може да се възползва от по-ниски цени за продуктите. Съвместимостта на технологията на ATEME със стандартите означава, че H.264 видео потоците могат да бъдат декодирани със съвместим декодиращ софтуер with като VLC плейър или QuickTime®, което е важно от гледна точка на лицензите, особено при управление на видеото в голяма мрежа. Продуктите на ATEME са базирани на най-новата H.264 технология и значително намаляват разходите за обновяване на системите за сигурност чрез интегрирането им в съществуващата инфраструктура. С помощта на ATEME е възможно запазване на вече инсталираните аналогови камери, като просто се добавят H.264 кодиращите продукти. По този начин стандартното аналогово CCTV решение за сигурност се преобразува в съвременно IP мрежово видеорешение, комбиниращо най-доброто възможно видео качество и най-ниските нива на пренос.
 Джейсън Хигинс-Кейси е инженер по внедряване на решенията за видеосигурност (Field Application Engineer) в Ateme

Последни новини

• Стартира проектът „ТОП ИКТ Работодател“
• В 29 общини и 24 малки селища ще се изгражда инфраструктура за ШЛ интернет по проект на ЕСМИС
• Двуобхватен маршрутизатор от новата серия amplifi обяви D-Link
• D-Link вдига HD оборотите с нов двулентов високопроизводителен рутер DIR-857
• Мултимедийните системи Aastra 400 обслужват комуникациите на СМБ

Активни теми във форума

• » Само за родители и кандидат-родители
• » Питай Малинка - сайт за въпроси и отговори
• » Супер Боб
• » въпрос:Как да изградя мрежа
• » Закони за успех във високите доходи.