دوشنبه , ۲۸ خرداد ۱۳۹۷
خانه / مقالات / مقالات نظارت تصویری / تکنولوژی‌های فشرده‌سازی در نظارت تصویری (قسمت دوم)
nec-video-compression-230

تکنولوژی‌های فشرده‌سازی در نظارت تصویری (قسمت دوم)

با پیشرفت تکنولوژی ذخیره‌سازی و جایگزین شدن نوارهای ویدئویی وی‌اچ‌اس با هارد دیسک‌ها، فشرده‌سازی و ذخیره‌سازی ویدئو به مسئله مهمی برای طراحان سیستم‌های نظارت تصویری تبدیل شد. همچنین با رواج دوربین‌های تحت شبکه و اِن‌وی‌آرها به جای دوربین آنالوگ و دی‌وی‌آر، نحوه فشرده‌سازی و ذخیره ویدئو دوباره مورد توجه قرار گرفت.

در این مقاله به انواع تکنولوژی‌های فشرده‌سازی و ویژگی‌های آن‌ها پرداخته شده است.

__________________________________________________________________

اثرات شبکه و استریم روی فشرده‌سازی

افزایش رزولوشن دوربین‌های تحت شبکه مگاپیکسل و اچ‌دی چالش‌های خاص خود را از نظر مصرف پهنای باند و ذخیره‌سازی دارد که با انتخاب رزولوشن و تکنولوژی فشرده‌سازی مناسب می‌توان بر آن‌ها غلبه کرد. در ادامه دو تکنولوژی فشرده‌سازی از نوع فریم به فریم (جی‌پگ ۲۰۰۰) و زمانی (اچ۲۶۴) را با یکدیگر مقایسه و نقاط قوت و ضعف آن‌ها را بررسی خواهیم کرد.

JPEG2000 و HDSM

تکنولوژی انحصاری  اچ‌دی‌اس‌ام اویجیلون، به ویدئوی فشرده شده با جی‌پگ ۲۰۰۰، کیفیتی شبیه یک مکعب سه بعدی را می‌دهد که ویدئو به عنوان بخش‌هایی از این مکعب قابل دسترسی است. اگر تصویری کلی با رزولوشن پایین مورد نیاز باشد، فقط لایه جلویی مکعب ارسال می‌شود.

maxresdefault

همانطور که در تصویر زیر نیز نشان داده شده، اگر کاربر ناحیه خاصی از تصویر را برای داشتن جزئیاتی مانند پلاک خودرو بزرگنمایی کند، با استفاده از تکنولوژی انحصاری  اچ‌دی‌اس‌ام اویجیلون، چند لایه‌ از جزئیات تصویر آن ناحیه ارسال می‌شوند.

Untitled

بنابراین در مقایسه با دیگر تکنولوژی‌های فشرده‌سازی، پهنای باند بین سرور و کلاینت به میزان زیادی کاهش می‌یابد. برای مثال، از ۹ دوربین ۵ مگاپیکسلی، به اندازه ۴۵ مگاپیکسل اطلاعات ویدئویی از دوربین به سرور ارسال می‌شود. اگر مانیتور کلاینت دارای رزولوشن ۲ مگاپیکسل باشد، تنها ۲ مگاپیکسل از اطلاعات از سرور به آن ارسال می‌شود. بدین ترتیب با استفاده از تکنولوژی  اچ‌دی‌اس‌ام، پهنای باند بین سرور و کلاینت ۲۳ برابر کاهش می‌یابد در حالی که قابلیت‌های زوم دیجیتال و چرخش افقی در تصویر اصلی با رزولوشن کامل حفظ می‌شود. علاوه بر کاهش پهنای باند کلاینت، بار پردازش روی کلاینت‌هایی که در فاصله دور قرار دارند نیز با استفاده از  اچ‌دی‌اس‌ام بسیار کاهش می‌یابد. برای مثال همانطور که در بالا ذکر شد، کلاینت به جای ۴۵ مگاپیکسل، تنها ۲ مگاپیکسل از اطلاعات را دریافت می‌کند.

Untitled1

استاندارد اچ۲۶۴، چندین ویدئو استریم با رزولوشن‌های مختلف را درون دوربین فشرده کرده و ویدئو استریمی را که دارای رزولوشن کمتری است، برای مشاهده بصورت زنده با پهنای باند پایین به کلاینت ارسال می‌کند در حالی‌که تصاویر با رزولوشن کامل[۱] روی سرور ذخیره می‌شوند. قابل ذکر است که در فشرده‌سازی با اچ۲۶۴، کلاینت فقط ویدئواستریمی با رزولوشن بسیار پایین را دریافت می‌کند که نتیجه آن داشتن نمای کلی تصویر بدون جزئیات است. از طرف دیگر با توجه به اینکه تنظیمات سرور معمولا به گونه‌ای است که ویدئو استریم با رزولوشن بالاتر ذخیره شود، ویدئو استریمی با رزولوشن کمتر برای ارسال به مانیتورهایی که رزولوشن پایین‌تری دارند، وجود ندارد که در اینصورت باید ویدئو استریم دارای رزولوشن بیشتر با فریم‌ریت بسیار کمی به مانیتور کلاینت ارسال شود.

تکنولوژی  اچ‌دی‌اس‌ام اویجیلون، روشی منحصر به فرد برای کار با چند استریم فشرده شده با اچ۲۶۴ است. با توجه به اینکه نتیجه اچ۲۶۴ چند استریم است،  اچ‌دی‌اس‌ام قادر به مدیریت هر دو ویدئو استریم با رزولوشن کامل و رزولوشن پایین‌تر است. ویدئو استریمی که رزولوشن کمتری دارد در شرایطی که نیازی به جزئیات نیست، به کار می‌رود و به این ترتیب می‌توان تعداد زیادی ویدئو استریم فشرده شده با اچ۲۶۴ را بطور همزمان مشاهده کرد. وقتی یک استریم اچ۲۶۴ برای داشتن جزئیات بیشتر بزرگنمایی می‌شود، بطور اتوماتیک با رزولوشن کامل ارسال می‌شود در حالی‌که رزولوشن بقیه ویدئواستریم‌ها پایین نگه داشته می‌شود. به این ترتیب می‌توان جزئیات را در یک ویدئو استریم مشاهده کرد در حالی‌که بطور کلی پهنای باند استریم کردن ویدئو پایین نگه داشته می‌شود. برای مثال با ۹ دوربین ۲ مگاپیکسلی اچ۲۶۴، کاربر به اندازه ۱۸ مگاپیکسل اطلاعات برای استریم‌های فول رزولوشن و ۰٫۲۷ مگاپیکسل (۹×۰٫۳MP) برای استریم‌های با رزولوشن پایین‌تر دارد. کلاینت در هنگام مشاهده ۴٫۴ MP اطلاعات دریافت می‌کند اگر یک استریم با جزئیات و هشت استریم با رزولوشن پایین مشاهده شوند.

Untitled3

تکنولوژی  اچ‌دی‌اس‌ام اویجیلون از واحدهای پردازنده گرافیکی پیشرفته کارت‌های گرافیکی NVIDIA برای خارج کردن ویدئوی اچ۲۶۴ از حالت فشرده بدون استفاده از پردازنده اصلی بهره می‌گیرد. به این ترتیب می‌توان تا ۴ ویدئو استریم ۲ مگاپیکسلی را با فریم‌ریت ۳۰ ips بطور همزمان از حالت فشرده خارج کرد. همچنین برای بهینه‌سازی آنچه کلاینت مشاهده می‌کند، کنترل چهار مرحله‌ای کیفیت نمایش تصاویر نیز موجود است. همچنین کاربر می‌تواند ویدئو را با فریم‌ریت زیاد برای رزولوشن پایین و یا با فریم‌ریت کم برای فول رزولوشن از حالت فشرده خارج کند.

با توجه به اینکه در بحث نظارت تصویری، تصاویر از نظر قانونی و قضایی دارای اهمیت هستند، بسیار مهم است که فشرده‌سازی تصاویر به روشی انجام شود که اطلاعات به هیچ وجه از دست نروند. در این روش فشرده‌سازی، تصویر حاصل کاملا مشابه تصویر اصلی است اما بصورت دیجیتالی فشرده شده است که برای انسان قابل مشاهده نیست. نرم‌افزار ACC اویجیلون همراه با جی‌پگ ۲۰۰۰ و  اچ‌دی‌اس‌ام راهکاری موثر برای فشرده‌سازی ویدئو بدون از دست رفتن اطلاعات است.

افرادی که در گذشته از ذخیره‌سازهای ویدئویی دیجیتال (دی‌وی‌آر) استفاده می‌کردند همیشه بخشی از اطلاعات را از دست می‌دادند. امروزه دوربین‌های تحت شبکه، چند استریم را با رزولوشن‌های مختلف ایجاد می‌کنند و بعضی از سیستم‌های ویدئو استریم زنده را با رزولوشن بالاتر برای کلاینت نمایش می‌دهند در حالی‌که استریم فشرده‌تر و با رزولوشن کمتر روی سرور ذخیره می‌شود. برای تضمین اینکه ویدئوی زنده دارای همان کیفیت ویدئوی ضبط شد باشد، مهم است از سیستمی استفاده شود که ذخیره‌سازی را بدون از دست رفتن اطلاعات انجام دهد. طراحی نرم‌افزار ACC اویجیلون به گونه‌ای است که کیفیت بالای ویدئوی زنده مورد مشاهده با ویدئویی که روی سرور ذخیره می‌شود، یکسان است.

همیشه رزولوشن اولین عاملی است که در انتخاب دوربین مناسب برای طراحی موفق یک سیستم نظارت تصویری باید مورد توجه قرار گیرد. در قدم بعدی تکنولوژی مناسب فشرده‌سازی باید انتخاب شود که رزولوشن، فریم‌ریت، میزان فعالیت و … همگی روی انتخاب آن تاثیرگذار هستند. اگر هدف کاربر، پوشش صحنه‌ای بزرگتر با استفاده از دوربینی با رزولوشن بیشتر از ۲ مگاپیکسل باشد، در اینصورت تکنولوژی فشرده‌سازی فریم به فریم جی‌پگ ۲۰۰۰ انتخاب مناسبی خواهد بود. با افزایش رزولشن، مثلا در صحنه‌هایی که دوربین‌های بزرگ تحت شبکه چند مگاپیکسلی مورد نیاز هستند، استفاده از فشرده‌سازی جی‌پگ ۲۰۰۰ برای مدیریت اطلاعات با رزولوشن بالا ضروری است.

برای صحنه‌های کوچکتر که مستلزم فریم‌ریت بالاتر هستند و از دوربین‌های با رزولوشن ۲ مگاپیکسل یا کمتر استفاده می‌شود، تکنولوژی‌های فشرده‌سازی زمانی مانند اچ۲۶۴ مناسب هستند. برای صحنه‌های با میزان فعالیت متوسط و فریم‌ریت بالا، استفاده از فشرده‌سازی اچ۲۶۴ دارای مزیت مهمی است. در جدول زیر، تکنولوژی فشرده‌سازی مناسب برای انواع محیط‌ها با رزلوشن و فریم‌ریت‌های مختلف آمده است.

Untitled2

[۱] Full resolution

پیشنهاد برای مطالعه:

1_YtZEApCkwS5A5BZz-4YagA

پوشیدنی های مقاوم در برابر سیستم های تشخیص چهره، چالشی جدید در صنعت نظارت تصویری

تازه­ ترین چالش در برابر تجهیزات و فناوری­های تشخیص چهره، لباس­ها و ابزار­های پوشیدنی هستند …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *