Руководитель группы технической поддержки Бенедикт Максименко.

 

Действительно ли H.264 лучший метод компрессии? Часть 1

Обещали низкий битрейт и экономию дискового пространства, а на деле появились ограничения и сложность определения ёмкости архива.

О чем предпочли промолчать разработчики популярнейшего метода кодирования?

Впервые на пространствах рынка систем безопасности и видеонаблюдения, алгоритм сжатия видеоряда H.264 был представлен на выставке «ITSEC 2007», где тогда, главным аргументом на его опровержение выступало высокое требование к ресурсам видеосистемы, для сжатия видеоизображения по данному методу кодирования. Только лишь спустя три года, благодаря компании «Axis Communications», а именно одному из генеральных представителей Фредерику Нильссону, удалось доказать готовность технологий современных видеосистем к работе с алгоритмом h.264. Так же Фредерик спрогнозировал скорую популярность этого кодека и его повсеместную распространённость среди программных комплексов устройств видеонаблюдения.

Вице-президент компании «Arecont Vision» Рауль Калдрон так же добавил: «Не только мой коллега Фридерик и я считаем, что будущее принадлежит алгоритму видеосжатия H.264. Аналогичного мнения так же придерживается Стив Джобс. Во время презентации своего нового продукта iTunes, Стив заявил, что H.264 – наилучший на сегодняшний день метод сжатия видеоизображений во всём мире, поэтому наши новые продукты, включая iTunes, будут работать исключительно с данным стандартом, поскольку он является наиболее надёжным и качественным. Он отлично подходит как для рынка систем безопасности, так и для потребительского применения».

Однако, далеко не все участники рынка систем безопасности были согласны с мнением коллег, о том что, алгоритм кодирования H.264 в грядущем времени станет основополагающим стандартом.

Технический директор корпорации «Avigilon» Рик Рэмси, занимающийся реализацией камер высокого разрешения, согласился, что «это новая ветвь развития стандарта MPEG-4», но тот час же добавил: «Куда сложнее сравнивать его с другими алгоритмами, отличающимися от MPEG-4, поскольку на данном фоне, он выглядит менее выигрышно…»

А вице-президент маркетингового отдела компании «IQinVision» Пол Боделл высказал своё мнение следующим образом: «яблоки к яблокам, высокий фремрейт высокому фремрейту, но если имеется ограничение по полосе пропускания видеоканала, то сжатие H.264 обеспечит передачу большего числа кадров, чем Motion JPEG. Но если дело касается качества видеоизображения, то система, использующая метод H.264 должна иметь весьма высокопроизводительную характеристику оборудования, обеспечить качество на уровне Motion JPEG. Для видеокамер наблюдения это недостижимо».
 

«Яблоки к яблокам»

Для начала следует провести небольшой экскурс в историю методов сжатия видеоизображения. Для тех, кто уже разбирается в данных понятиях, экскурс не расскажет ничего нового, а вот тем, кто поверхностно «плавает» в этих вопросах, всё же стоит ознакомиться с принципом популярных алгоритмов.

Семейство методов кодирования, которые содержат в своём названии аббревиатуру «JPEG» работают по принципу создания отдельных фреймов JPEG (кадров), которые впоследствии, при последовательном воспроизведении формируют поток видеоизображения. Отличительной особенностью такого алгоритма кодирования, при просмотре невооружённым глазом, является весьма чёткая картинка отдельных стоп-кадров, которые выглядят как фотографии. Сжатие файла таким методом предполагает уменьшение качества отдельных фреймов.

Уникальность и превосходство алгоритма MPEG, а H/264 так же входит в данное семейство, является универсальное адресное выстраивание кадров, благодаря чему, каждый последующий кадр содержит в себе ссылки на предыдущий, и не содержит повторяющихся участков изображения. Другими словами, каждый новый кадр содержит только лишь изменившиеся участки картинки, а повторяющиеся берутся из предыдущего фрейма. Такая технология позволила добиться «чудес» сжатия и оставить в полученном видеоматериале высокое качество изображения.

Результат кодирования JPEG представляет собой стабильный поток видеоизображения. Сконфигурировав должным образом фремрейт, качество изображения, скорость смены фреймов, можно с лёгкостью спрогнозировать битрейт видеопотока, а так же рассчитать объём хранилища данных, необходимого для архива.

При кодировании изображения методом H.264 можно изменять уровень качества, частоту смены кадров, однако битрейт видеопотока будет зависеть от изменения транслируемого видеоизображения. То есть, если в кадре будет происходить больше событий, то размер выходного файла так же будет больше, поэтому спрогнозировать ёмкость архива таким методом, весьма затруднительно.

Читать продолжение: Часть 2 / Часть 3 / Часть 4

Руководитель группы технической поддержки Бенедикт Максименко.