فشرده سازی تصاویر دوربین مداربسته هایک ویژن

در سیستم های دوربین مداربسته یکی از مسائل اصلی میزان ذخیره سازی تصاویر است. یعنی این که ما در سیستم دوربین مداربسته خود همواره چه زمانی را به صورت ذخیره داریم. زمان ذخیره سازی در یک سیستم دوربین مداربسته به حافظه ذخیره ساز نصب شده در دستگاه رکوردر و همچنین نحوه و فرمت ذخیره سازی که رکوردر از آن برای ذخیره کردن تصاویر استفاده می کند بستگی دارد. فرمت های ذخیره ساز با پیشرفت در صنعت ذخیره سازی داده، پیشرفت های بزرگی نیز در زمینه ذخیره تصاویر به وجود آورده است که همواره سعی در استفاده بهینه از فضای ذخیره سازی دارد.

در ادامه با هایک ویژن لند همراه باشید تا روش های فشرده سازی تصاویر دوربین مداربسته هایک ویژن را با هم مرور کنیم.

ذخیره سازی تصاویر

در ذخیره سازی تصاویر ابتدا تصاویر به سیگنال دیجیتال ( صفر و یک ) تبدیل شده و سپس ذخیره می‌شوند. یک فریم تصویر از تقسیم یک تصویر به نقاط ریز و تبدیل هر یک از نقاط ریز به یک عدد دیجیتال (صفر و یک) تشکیل می شود و سپس این داده های دیجیتال در هارد ذخیره می شوند.

از آنجایی که سیستم های دوربین مداربسته در ثانیه تعداد زیادی فریم تصویربرداری کرده و نیاز است که ذخیره شوند و همچنین در سیستم های باکیفیت بالا حجم داده تولید شده با این روش جهت ذخیره سازی بسیار بزرگ خواهد شد؛ از این رو روش هایی جهت مدیریت و بهینه سازی این داده های با حجم بالا نیاز است تا بتوان به سیستم دوربین مداربسته بهینه و با زمان بازپخش قابل قبول دست یابد.

از این رو فشرده سازی تصاویر جهت ضبط آمار مورد توجه قرار می‌گیرد. از آنجایی که در فریم های متوالی تصویر امکان اینکه همه تصویر تغییرات داشته باشد بسیار پایین است پس لازم نیست همه فریم های متوالی تصویر را ذخیره کرد و به جای آن می توان یک فریم از تصویر را به عنوان مرجع انتخاب و ذخیره کرد و فقط تغییرات تصویر در نقاط مختلف فریم را شناسایی و آن ها را ذخیره کرد.

جهت بازیابی این تصویر می توان با استفاده از فریم مرجع و تغییرات در هر لحظه از زمان، تصویر را بازیابی کرد. بنابراین با استفاده از این روش حجم داده مورد نیاز جهت ذخیره سازی به شدت کاهش پیدا می کند. به این نحوه از ذخیره سازی فشرده سازی تصاویر دوربین مداربسته می‌گویند.

در واقع در فشرده سازی تصاویر داده های صفر و یک بلااستفاده و تکراری یک تصویر حذف می شود و فقط داده های مفید که شامل داده های مربوط به تغییر در تصویر از یک فریم به فریم دیگر است ذخیره می گردد. حذف داده های بلا استفاده به دو روش با اتلاف و بدون اتلاف تقسیم می گردند که هر کدام کاربری خاص خود را دارند ولی معمولا در ضبط تصاویر طبیعی از روش بااتلاف استفاده می شود. معمولا روش بدون اتلاف در ذخیره سازی تصاویر مهم مانند تصاویر پزشکی و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

با توجه به بالا رفتن روز به روز کیفیت تصاویر در سیستم های دوربین مدار بسته جهت ذخیره سازی این تصاویر باید از فرمت هایی که جهت ذخیره سازی تصاویر با کیفیت بالا کارایی دارند استفاده کرد. جهت ضبط تصاویر با کیفیت بالا معمولا از فرمت هایی مانند MPEG4، H.264، H.265 و… استفاده می گردد.

در واقع کدینگ H265 یا HEVC

(HIGH EFFICIENCY VIDEO CODING) فرمت به روز شده کدینگ H264 است که در آن مبنا داشتن تصویری با کیفیت در نرخ ارسال بیت پایین است. این کدینگ در سیستم های دوربین مدار بسته هایک ویژن استفاده می گردد. البته کمپانی هایک ویژن با بهبود کدینگ H265 کدینگ بهبود یافته خاص خود را با عنوان H254+ ارائه کرده است که در آن استفاده از فضای حافظه بهینه تر شده است.

همواره در یک سیستم دوربین مداربسته یکی از موارد بسیار مهم در خرید دوربین ها و دستگاه های DVR فناوری فشرده سازی دستگاه است. دوربین ها از فرمت های فشرده سازی مختلفی جهت کاهش حجم ویدیو و ذخیره سازی آن استفاده می کنند. این محصولات هرکدام بسته به نوع کارکرد از انواع فرمت ها مانند، H.264 ،H.265+ ،H.265 , H264+  و… جهت ذخیره سازی داده ها بهره می برند. دوربین های مداربسته هایک ویژن با طراحی حرفه ای و پیشرفته خود توانسته اند با پشتیبانی از انواع مختلفی از فرمت ها، فشرده سازی تصاویر را تا حدود زیادی در محصولات خود تقویت کند. این شرکت با ایجاد بهینه سازی های اساسی بر این نوع فرمت‌های کدگذاری بر روی ویدئو و ارائه کدینگی مانند H265+ توانسته است خروجی بسیار باکیفیت و با کم حجم تری را نسبت به مدل های دیگر موجود در بازار ارائه دهد.

چرا فشرده سازی تصاویر دوربین مداربسته مهم است؟

دستگاه های رکوردر DVR، برای ذخیره سازی داده ها و آرشیو ویدیوها نیازمند استفاده از هاردهای داخلی (اینترنال) یا ذخیره سازهای تحت شبکه هستند که هر دو حجمی محدود دارند. به همین دلیل فضای ذخیره سازی این دستگاه ها بسیار محدود و همچنین گران می شود و در صورتی که اقدامی جهت مدیریت داده های ذخیره شده انجام ندهیم قادر به ذخیره سازی مناسب تصاویر در سیستم های مدار بسته نخواهیم بود.

به عبارتی می توان گفت این سیستم ها کارایی اصلی خود که ارائه تصاویر ضبط شده گذشته است را تا حد زیادی از دست می‌دهند. ازاین رو استفاده از فرمت‌های کدگذاری بر روی ویدئو و فشرده سازی تصاویر، می تواند سبب کاهش حجم فایل های ذخیره شده شود و داده های بیشتری را می توان به این واسطه بر روی دستگاه های دی وی آر ذخیره سازی نمود.

 فشرده سازی تصاویر دوربین مداربسته چگونه انجام می‌شود؟

در اصل در فشرده سازی تصاویر دوربین مداربسته هایک ویژن، کدک‌های موجود به دنبال پیکسل ها و بخش های غیر ضروری تصویر می گردند، تا بتوانند آنها را بدون از دست رفتن تصاویر اصلی حذف کنند. با این روش بخش ها و پیکسل های اضافی از طریق حذف شدن از بین می روند.

همچنین بعد از فشرده سازی فایل اصلی، صوت آن نیز باید به صورت جداگانه در یک ظرف محتوا به همراه ویدیو قرار بگیرد، زیرا فشرده سازی تصاویر، فقط بر روی ویدیوها انجام می‌شود و نمی‌توان از آن برای صدا و فایل های صوتی استفاده کرد. در واقع فشرده سازی بر این مبنا استوار است که در صورت تغییر نکردن تصاویر در یک فریم خاص همان فریم اولیه نگه داشته شود و داده اضافی ذخیره نگردد و در صورت تغییر در صفحه فقط داده های مربوط به آن تغییر ذخیره گردند و نه همه تصویر.

کدینگ ذخیره سازی تصاویر هایک ویژن

شرکت هایک ویژن با طراحی انواع مختلفی از محصولات حفاظتی و تولید دوربین های مداربسته بسیار باکیفیت اقدام به استفاده از فرمت هایی چون h.264، h.265،h.265+ در محصولات تولیدی خود کرده است. این شرکت با ایجاد یک برنامه متمرکز بر روی این فرمت ها تلاش کرده است تا حد ممکن حجم تصاویر ذخیره سازی شده را بدون افت کیفیت کاهش دهد.

روش کار فرمت فشرده سازی h.264

یکی از مشکلات اساسی در استفاده از دوربین های مداربسته خصوصا در دوربین های تحت شبکه بالا بودن پهنای باند مورد نیاز در آنها می باشد که همین موضوع به داشتن فضای بزرگ ذخیره سازی نیاز است. محصولات شرکت هایک ویژن نیز مانند همه شرکت های پیشرو از این فرمت کدینگ البته بیشتر در سال های گذشته استفاده کرده است. هدف اصلی این روش ایجاد کردن و شناسایی گروه های کوچک فریمی می باشد تا با ارزیابی آنها، بتواند محتوای تکراری در هر فریم را حذف کند. این فشرده سازی بیش از 50 درصد بهتر از MPEG-4 عمل می کند و برای جلوگیری از کاهش پهنای باند در دوربین کاربرد دارد.

فشرده سازی H264 یکی از ابزارهای بسیار ارزشمندی است که در دوربین ها به کار می رود. به ویژه در زمان هایی که سیستم دوربین مدار بسته با مشکلاتی چون محدودیت حافظه و پهنای باند روبرو می شود و این روش باعث می شود تا بتوان تصاویر بیشتری را بر روی هارد دی وی آر خود ذخیره کرد و یا به عبارتی فایل ها را در مدت زمان بیشتری آرشیو کرد.

روش کار فرمت فشرده سازی h.265

با افزایش کیفیت در دوربین های مدار بسته و با ارائه شدن دوربین هایی با قابلیت فیلم برداری 4K روزانه نیاز به فشرده سازی افزایش پیدا کرده و بسیاری از شرکت ها برای کاهش پهنای باند مصرف، حجم ذخیره سازی داده نیازمند استفاده از روش های جدید بودند، به همین دلیل فرمت h.265 طراحی شد. در اصل این مشکل در دوربین های مداربسته بسیار بیشتر از سایر تجهیزات بود، زیرا حتی تامین پهنای باند و حجم ذخیره سازی در دوربین های 5و 8 و 12 پیکسلی نیز کار بسیار پرهزینه ای برای مشتریان بود. همچنین گاهی در دوربین های مدار بسته به زمان ذخیره سازی بسیار بالا مانند چند ماه نیاز است.

HEVC یا h.265 فعالیتی مشابه به h.264 دارد، اما از نظر فشرده سازی می تواند تا دو برابر فریم های اضافه را حذف کند. خوبی این فناوری نسبت به مدل قدیمی خود، در پشتیبانی از تصاویری با رزولوشن ۸۱۹۲×۴۳۲۰ است و به آسانی از دوربین های 4K و حتی 8K نیز پشتیبانی می کند.

روش کار فرمت فشرده سازی h.265+

شرکت هایک ویژن با بررسی نیاز مشتریان به فشرده سازی بیشتر داده های خود و کاهش هزینه های پهنای باند به استفاده از فناوری جدیدی به نام h.265+ روی آورده است. این فناوری که همانند نسخه قدیمی خود توانایی پشتیبانی از انواع دوربین های 4K و 8K را برعهده دارد، می تواند حجم تصاویر و ویدیوها را تا حدود زیادی کاهش دهد. در این روش با دسته بندی کردن بخش های مختلف هر تصویر، ابتدا بخش های اضافه شناسایی می شوند و سپس از فیلم اصلی جدا می شوند، با این روش فشرده سازی و کاهش حجم تصاویر تا 4 برابر انجام می‌شود و پهنای باند و ذخیره سازی داده ها به صورت بهینه استفاده می شود.

البته به این نکته نیز باید توجه داشت در هنگام استفاده از کدینگ h265+ به دلیل حذف برخی از قسمت های غیرضروری داده ذخیره شده مربوط به تصویر ممکن است بعضی از آپشن هایی که دستگاه رکوردر هایک ویژن ارائه می‌کرده است در این حالت حذف گردد.

این فناوری در دوربین های تحت شبکه و به منظور فشرده سازی تصاویر دوربین مداربسته بسیار کاربرد دارد. کدینگ ذخیره سازی تصاویر هایک ویژن بسته به نوع دوربین ها متفاوت است، اما تمام آنها در بهترین حالت عملکردی خود قرار دارند و بسته به بودجه و نوع کاربری مشتریان خود می توانند بسیار مناسب باشند و هزینه های ذخیره سازی و پهنای باند را به شکلی محسوس کاهش دهند.

فرمت های فشرده سازی به شکلی عمل می کنند تا در دوربین ها بتوانند بدون کاهش افت کیفیت، حتی در هنگام حرکت تصاویر بتوانند تصاویر باکیفیتی را ارائه دهند. به زودی در تمام دوربین های مدار بسته از فناوری های جدید فشرده سازی استفاده خواهد شد که همین موضوع سبب کیفیت بهتر تصاویر، فشرده سازی بهتر داده ها و کاهش پهنای باند مصرفی خواهد شد. شرکت هایک ویژن با طراحی محصولات خود به صورت کاملا حرفه ای تلاش کرده است، تا با ایجاد استانداردهای بهتری بر روی این کدک ها میزان فشرده سازی آنها را به مراتب نسبت به مدل های دیگر افزایش دهد و سرعت روند فشرده سازی را نیز بهبود ببخشد.