فشرده سازی H.265 چیست؟

استاندارد فشرده سازی یا پروفایل تصویری H.265

کاربرد در صنعت سیستم های نظارتی

با وجود تصاویر ویدیویی 4K، Ultra HD و انواع Bitrates ها، ضبط و ذخیره سازی ویدیوهای دوربین مدار بسته در صنعت نظارتی تبدیل به یکی از چالش های اصلی شده است.

نظارت تصویری نیازمند ضبط در 7 روز هفته در 24 ساعت و مشاهده زنده تصاویر دوربین مداربسته است.

این بدان معنی است، این حجم جابجایی سنگین از داده های تصویری باعث بروز مشکلات پهنای باند و فضای ذخیره سازی بروی هارد دیسک می شود.

چالش اصلی در اینجا نمایان می شود که برای بهینه سازی و رسیدگی به این حجم از داده ها، نیاز به فشرده سازی ایده آل احساس می شود. برای این بهینه سازی، در سری های جدید دستگاه ضبط و دوربین مداربسته استاندارد تصویری H.265 در نظر گرفته شده است که در نسخه قدیمی تر با عنوان H.264 در تمامی دستگاه های ضبط دی وی ار و ان وی ار و همچنین دوربین مدار بسته مشاهده می شود.

افزایش زمان ذخیره سازی با استفاده از پروفایل H.265

چگونه مدت زمان ذخیره سازی DVR/NVR را افزایش دهیم؟

با گسترش تکنولوژی دوربین های مداربسته روزبه روز به کیفیت تصاویر افزوده می شود و این مسئله نیاز به پهنای باند و فضای ذخیره سازی بیشتری نیز دارد، که موجب افزایش هزینه نصب و راه اندازی دوربین های مداربسته می شود.

راه حل چیست؟

تکنولوژی H.265 یک الگوریتم هوشمند بر اساس استاندارد Hvec(High Efficiency Video Coding) که با در نظر گرفتن این که اشیاء متحرک فقط در بخشی از تصویر و زمانی مشخص ظاهر می شوند و تمرکز بیننده بر روی اشیاء متحرک است، اقدام به فشرده سازی تصاویر می کند.

مزیت +H.265 بر H.265 کاهش نویز و کاهش میزان بیت ریت تصاویر است که علاوه بر کاهش هزینه های ذخیره سازی کاهش چشم گیری درزمینهٔ پهنای باند مورد نیاز سیستم مداربسته نیز می شود.

عملکرد این تکنولوژی به این صورت است که یک تصویر از پس زمینه را ذخیره می کند حال تمرکز را بر روی اشیاء متحرکی که در تصویر ظاهر می شوند قرار می دهد و سیستم فقط اطلاعات سوژه متحرک را پردازش می کند.

تعریف استاندارد

استاندارد تصویری HEVC_High Efficiency Video Coding که به معنی کدگذاری ویدیویی با کارآیی بالا و با مشخصه H.265 است شاهد آن هستیم که این پروفایل ویدیویی طی دو سه سال گذشته در دستگاه ضبط و دوربین مداربسته استفاده می شود و به دلیل فشرده سازی تصویر ویدیویی به طور گسترده در صنعت ویدیویی مورده استفاده قرار می گیرد. در مقایسه با AVC پروفایل HEVC فشرده سازی را 25 تا 50 درصد با حفظ همان کیفیت ویدیویی و حفظ bitrate اصلی، نسبت به h.264 کاهش می دهد.

این استاندارد تا رزولوشن 8192×4320 پیکسل را پشتیبانی می کند که شامل 8K UHD می شود، و بر خلاف اولویت 8bit AVC، کدک های HEVC تقریباً از تمامی سخت افزارهای ویدیویی پشتیبانی می کنند. HEVC در حال رقابت با فرمت AV1 برای استانداردسازی بوسیله گروه کاری NetVC از Internet Engineering Task Force می باشد.

لوگو AV1

در بیشتر موارد، HEVC یک فرمت از مفاهیم H.264/MPEG-4 AVC می باشد. هر دو در مقایسه با بخش های مختلف فریم ویدیویی که دارای بخش های زائد هستند، این دو در یک قاب واحد در فریم های بعدی ابتکار عمل دارند. این بخش های زائد جایگزین با توضیح کوتاه به جای پیکسل های اصلی می شود. تغییرات اولیه برای پروفایل HEVC شامل گسترش الگوی مقایسه و تفاوت کدنویسی محدوده های از 16 در 16 پیکسل تا حداکثر 64 در 64 پیکسل، بهبود تقسیم بندی اندازه بلوک دارای متغیر مقادیر فریم ها، بهبود “intra” پیش بینی در همان تصویر، بهبود پیش بینی (Motion Vector) بردار حرکت و ادغام منطقه حرکت، بهبود فیلترینگ (Motion Compensation)، جبران حرکت، و یک گام فیلترینگ اضافی که به نام Sample-Adaptive Offset Filtering می شود. تاثیر گذاری استفاده از این بهینه سازی ها نیاز به قابلیت پردازش سیگنال بیشتری برای فشرده سازی ویدیو دارد، اما تاثیر کمتری بروی مقدار محاسبات مورد نیاز برای فشرده سازی است.

HEVC توسط همکاری مشترک تیم کدنویسی ویدیو (JCT-VC) توسعه یافته است، یک همکاری بین ISO/IEC MPEG و ITU-T VCEG می باشد. گروه ISO/IEC در این همکاری در بخش MPEG-H Part 2 فعالیت دارد و گروه ITU-T در بخش H.265. اولین نسخه استاندارد HEVC در ژانویه 2013 تصویب و در ژوئن 2013 منتشر شد. نسخه دوم با افزونه های Multiview_MV-HEVC، افزونه های دامنه ای (RExt)، افزونه های مقیاس پذیری (SHVC)، تکمیل شد و در سال 2014 تایید و در سال 2015 منتشر شد. افزونه های فیلم سه بعدی (3D-HEVC) در سال 2015 تکمیل و افزونه ها برای Screen Content Coding_SCC در سال 2016 کامل گردید و در سال 2017 منتشر شد، ویدیو حاوی گرافیک رندر شده، متن، یا انیمیشن همچنین (یا به جای) صحنه های ویدیویی ضبط شده توسط دوربین را پوشش می دهد. در اکتبر سال 2017 این استاندارد توسط Primetime Emmy Engineering Award به عنوان داشتن یک اثر مادی بر تکنولوژی تلویزیون به رسمیت شناخته شد.