هنگامی که از ارسال و انتقال تصاویر ویدیویی صحبت می شود، حجم بالای اطلاعات در هنگام انتقال یکی از مشکلات اساسی و بسیار مهم است که کاربر با آن مواجه می شود. این موضوع از جهت های مختلف می تواند سیستم مدار بسته را دچار محدودیت هایی کند که فضای ذخیره سازی و پهنای باند از مهم ترین آن هاست. راه حل برطرف سازی این مشکل، فشرده سازی تصاویر در دوربین مدار بسته است که در این مقاله از آی تی اهورا آن را بررسی می کنیم. برای مشاهده ی سایر محصولات دوربین مدار بسته داهوا و دوربین مدار بسته هایک ویژن میتوانید روی لینک کلیک کنید و از قیمت و مشخصات فنی آنها مطلع شوید.

Video Compression یا فشرده سازی تصاویر در دوربین مدار بسته به چه معناست؟

Video Compression یا همان فشرده سازی تصاویر در دوربین مدار بسته زمانی که سیستم امنیتی با محدودیت ذخیره سازی و پهنای باند رو به رو باشد، ابزار بسیار ارزشمندی محسوب می شود. از آن جایی که این ابزار سبب فشرده سازی ویدیو و کاهش فضای اشغال شده توسط آن می شود، این امکان برای کاربر به وجود می آید که ویدیو های بیشتری را ذخیره کرده و یا آن ها را برای مدت زمان بیشتری نگه دارد.

با وجود این که می توان ویدیو را بیش از حد فشرده کرد، اما با این حال کیفیت تصویر می تواند حفظ شود و تغییری نکند. به همین دلیل برای داشتن یک تعادل مناسب میان کیفیت تصویر و فشرده سازی ویدیو، استفاده از فناوری فشرده سازی تصاویر در دوربین مدار بسته ضروری است.

دو نوع کدک Lossy و Lossless وجود دارد که جهت فشرده سازی تصاویر در دوربین مدار بسته از فرمت Lossy استفاده می شود. کدک CODEC در واقع مخفف دو کلمه Coder و Decoder بوده که به معنای فشرده سازی و خارج کردن از کدگذاری است. از آن جایی که در فشرده سازی هیچ پیکسلی تغییر نمی کند، بنابر این تصویر پس از فشرده سازی تغییری نکرده و دچار افت کیفیت نمی شود.

فشرده سازی فیلم در دوربین مدار بسته چگونه صورت می گیرد؟

قبل از بررسی روش های فشرده سازی تصاویر در دوربین مدار بسته بهتر است که با چگونگی انجام این کار در فیلم ها آشنا شویم. روش های بسیار متفاوتی برای فشرده سازی عکس ها وجود دارد که هر کدام از آن ها فرمولاسیون نرم افزاری خود را دارند، اما دو روش PNG و JPEG از میان همه آن ها رایج تر است. توجه داشته باشید که در شکل خام، عکس ها به صورت پیکسل های یک به یک ثبت می شوند.

یعنی تمامی اطلاعات یک پیکسل که شامل رنگ، میزان روشنایی و محل پیکسل است به صورت جداگانه ثبت شده و یک عکس با کنار هم قرار گرفتن این اطلاعات ساخته می شود که طبیعتا ظرفیت بالایی را اشغال می کند. در روش JPEG نرم افزار تصویر را به صورت مجموعه ای از شکل های رنگی ثبت می کند، بدین گونه که پیکسل های نزدیک به هم را پیدا کرده و شباهت آن ها را از نظر رنگی ثبت می کند.

تقریبا می توان گفت که تمامی روش های فشرده سازی فیلم نیز بر اساس روش JPEG صورت می گیرد، چرا که اغلب فیلم ها متشکل از تصاویر واقعی بوده و استفاده از این روش بهینه تر است. البته در فشرده سازی فیلم ها کمی پیشرفته تر عمل می کنند، به عنوان مثال در روش MPEG علاوه بر بررسی پیکسل های کنار هم در تصاویر، همین کار را در بین فریم ها نیز انجام داده و یک مجموعه تشکیل می دهند.

انواع روش های دوربین های مدار بسته برای فشرده سازی فیلم کدامند؟

روش های گوناگونی جهت فشرده سازی تصاویر در دوربین مدار بسته وجود دارد که در این بخش به معرفی انواع آن ها می پردازیم. پروسه فشرده سازی در دوربین های مدار بسته قدیمی به روش های ساده ای همچون MPEG یا JPEG صورت می گرفت اما امروزه از روش های پیشرفته تری همچون H264، H265 و H265+ استفاده می شود.

فرمت JPEG

یکی از رایج ترین روش های فشرده سازی تصاویر در دوربین مدار بسته استفاده از فرمت JPEG بوده که تقریبا بیشترین استفاده را در فشرده کردن عکس های واقعی دارد. در این روش نرم افزار پیکسل های نزدیک به هم را پیدا کرده و شباهت آن ها را از نظر رنگی ضبط می کند. نهایتا تصاویر به صورت مجموعه ای از شکل های رنگی به جای ثبت پیکسل به پیکسل ذخیره می شوند.

فرمت MPEG

فرمت MPEG که یکی دیگر از روش های فشرده سازی تصاویر در دوربین مدار بسته است، این قابلیت را دارد که نه تنها در هر تصویر بلکه بین تصاویر مجاور و مختلف نیز قسمت های مشابه یا اضافی را شناسایی و آن ها را حذف کند. 

فرمت H.264

یکی از رایج ترین و بهترین روش های فشرده سازی تصاویر در دوربین مدار بسته فرمت H.264 است که در این روش فشرده سازی با کاهش نرخ بیت ریت یا بیت ریت و حذف نقاط تکراری در فریم ها صورت می گیرد. این فرمت در کیفیت تصویر نهایی افت چشمگیری را ایجاد نکرده و ورژن های دیگری نیز همچون H.264+ از آن ابداع شده اند اما استفاده از آن به تجهیزات خاصی نیاز دارد.

فرمت H.265

HEVC به معنی کدگذاری ویدیویی هوشمند به قابلیت فشرده سازی تصاویر در دوربین مدار بسته H.265 معروف است. این کدک که اخیر جایگزین نسل قبلی خود یعنی H.264 شده یکی از استاندارد های فشرده سازی تصاویر بوده که به نسبت آن در همان سطح کیفیت می تواند نرخ فشرده سازی را تا دو برابر افزایش دهد.

فشرده سازی H.264 و H.265 چه تفاوت هایی دارند؟

H.265 و H.264 دو روش از فشرده سازی تصاویر در دوربین مدار بسته بوده که دارای تفاوت در رابطه با میزان فشرده سازی می باشند. فرمت H.265 در رزولوشن دو مگاپیکسل و نرخ 30 فریم، در میزان فشرده سازی به نسبت فرمت H.264 حدود 60 درصد بیشتر است. این تناسب و اندازه در دو مگاپیکسل و 60 فریم و سه مگاپیکسل و 30 فریم با کاهش 35 درصدی مواجه است.

قدرت نمایی فرمت H.265 در رزولوشن های 5 و 8 مگاپیکسل نمایش داده می شود و فشرده سازی 50 درصدی را انجام می دهد. در همین رابطه به این نکته توجه داشته باشید در صورتی که دو فایل با اندازه ثابت با هر دو روش فشرده شوند، ویدیویی که با فرمت H.265 فشرده شده باشد، کیفیت تصویر بالاتری دارد.

لازم به ذکر است که در فشرده سازی H.265 میزان کاهش بیت ریت در کیفیت 480 معادل 52%، در کیفیت 720 معادل 56% و در کیفیت 1080 نیز معادل 62% است.

سخن پایانی

امروزه از سیستم های نظارت تصویری در سازمان ها و شرکت های مختلف با کاربری های گوناگون جهت حفظ امنیت استفاده می شود. به همین علت مبحث فشرده سازی تصاویر در دوربین مدار بسته از اهمیت بالایی برخوردار است و تکنیسین ها و کارشناسان دوربین مدار بسته به این موضوع توجه زیادی نشان می دهند.

برای کاهش حجم تصاویر و سایر اطلاعات مربوطه، راه حل ها و راهکار های بسیار زیاد و گوناگونی وجود دارد که در دسته بندی تکنولوژی های فشرده سازی قرار دارند. از مجموعه این راهکار ها می توان به MPEG، JPEAG، H.264 و ... اشاره داشت که هر کدام از آن ها جهت کاهش حجم تصاویر با حفظ کیفیت آن ها برخی از پارامتر های تکراری و غیر ضروری را در تصویر کاهش داده یا حذف می کنند.