فشرده سازی H.265 در دوربین مداربسته چیست

یکی از مشکلات موجود در ارسال، ضبط و ذخیره سازی تصاویر ویدئویی حجم بالای این اطلاعات است که فضای بسیار زیادی از هارد دیسک را اشغال می کند. برای ذخیره سازی تصاویر با کیفیت بالا و حجم کم از فرمت های ذخیره سازی متفاوتی از جمله MPEG4، H.264، H.265 و... استفاده می گردد.

فرمت فشرده سازی H.265 یکی از زیر مجموعه های فرمت MPEG4 است که توسط تیم JCT-VC ابداع گردید. H.265 یا HEVC (HIGH EFFICIENCY VIDEO CODING) یک استاندارد فشرده سازی ویدئویی است که استفاده از آن در کاهش حجم تصاویر ویدئویی دوربین های مداربسته رایج است. استاندارد H.265 در واقع ورژن ارتقا یافته فرمت H.264 است.

دوربین های با قابلیت فشرده سازی H.265 می توانند تصاویری با کیفیت بالا ارائه داده بدون آنکه مصرف پهنای باند افزایش یافته و یا اختلالی در عملکرد سایر دستگاه های داخل شبکه رخ دهد.

نحوه فشرده سازی در H.265

نحوه فشرده سازی در H.265 بدین گونه است، شرایطی را در نظر بگیرید در اکثریت قریب به اتفاق فریم ها تغییری رخ نداده است، برای مثال تصویری از فردی را در نظر بگیرید که در یک فریم در حال صحبت کردن است و هیچگونه تغییری در سایر اجزای تصویر و پس زمینه نیز مشاهده نمی گردد و تنها قسمت تغییر یافته، تکان خوردن لب ها و اجزای صورت است. در این حالت اکثر پیکسل های موجود در تصویر به غیر از قسمت صورت تغییری نمی کنند پس به جای کدگذاری مجدد هر پیکسل از هر فریم تنها قسمت تغییر یافته تشخیص و کدگذاری می گردد.

همانطور که میدانیم نرخ BITRATE در دوربین های مدار بسته میزان حجم اطلاعات را مشخص نموده و رابطه مستقیمی نیز با کیفیت تصاویر دارد. مکانیسم فشرده سازی H.265 بدین صورت است که با کاهش نرخ BITRATE حجم تصاویر نیز کاهش می یابد بدون آنکه تغییری در کیفیتشان رخ دهد. اساس استاندارد فشرده سازی تصاویر بر پایه تکنیک جبرانی حرکت یا Motion Compensated Prediction است. بلوک های پیکسلی با ارجاع به فضایی دیگر از همان فریم و یا فریم دیگر کدگذاری می گردند. HEVC می تواند بردارهای حرکتی را با دقت بسیار بیشتری ترسیم کرده و بلوک های پیکسلی را با خطای باقی مانده کمتری کدگذاری کند.

مقایسه H.265 با H.264

مکانیسم فشرده سازی H.265 از چندین نظر پیشرفته تر از H.264 می باشد که در زیر به آنها اشاره می کنیم:

1. توانایی فشرده سازی: H.265 نسبت به H.264 دارای قابلیت فشرده سازی تا ۲ برابر بیشتر در همان سطح کیفیت می باشد.
2. استفاده از پهنای باند: به دلیل اینکه در استاندارد H.265 در صورت تغییرات جزئی در هر فریم بخش کمتری از آن تکرار و باقی بخش ها بدون تغییر به فریم بعدی منتقل می شوند. بدین ترتیب پهنای باند کمتری نیز مورد استفاده قرار می گیرد که بویژه در استفاده از دوربین های تحت شبکه یا IP بسیار مهم است.
3. تقسیم بندی پیکسل ها: در حالیکه H.264 قابلیت تعریف ماکروبلوک هایی با ابعاد 16*16 پیکسل را دارد اما HEVC می تواند طیف وسیعتری از اندازه های بلوک را تا 64*64 پیکسل توصیف کند. به زبان ساده با توجه به عکس سمت چپ متوجه می شوید در فرمت HH.264 تصویر به 256 پیکسل تقسیم بندی می گردد و در صورت تغییر در هر کدام از پیکسل ها فقط و فقط این تغییرات ذخیره می گردند. اما در تصویر سمت راست با فرمت H.265 تصویر به 4096 پیکسل تقسیم بندی شده و در صورت حرکت یا تغییر در تصویر تغییرات به صورت جزئی تری به فریم بعدی انتقال می یابد در نتیجه حجم اطلاعات انتقالی نیز کاهش می یابند.
4.امکان PLAYBACK تصاویر با سرعت بالا: به دلیل پردازش همزمان بخش های مختلف تصاویر در H.265 PLAYBACK تصاویر با تاخیر کمتری نسبت به روش H.264 انجام می گردد.