تکنولوژی +H.265 یک الگوریتم هوشمند است که ادامه دهنده تکنولوژی رمزگذاری بر اساس استاندارد (H.265 (High Efficiency Video Coding و یا اصطلاحا HEVC است. در راه اندازی سیستم های مداربسته همواره با دو مشکل محدودیت پهنای باند و فضای ذخیره سازی مواجه هستیم. هر دو این موارد از جمله مواردی هستند که چنانچه به خوبی مدیریت نشوند می توانند هزینه زیادی را به سیستم تحمیل کنند. به خصوص اینکه تکنولوژی دوربین های مداربسته با کیفیت HD و بالاتر در حال گسترش است و افزایش کیفیت مساوی است با فضای بیشتر برای ذخیره و پهنای باند گسترده تر برای انتقال تصاویر. همچنین نحوه تنظیم دقیق بیت ریت تصاویر ویدئویی HD و ultra-HD، یک مسئله مهم در انتخاب دوربین مداربسته مناسب است.
به همین دلیل لازم است که حجم تصاویر دوربین مدار بسته قبل از ضبط یا انتقال کاهش یابد. در این رابطه راهکارهای زیادی وجود دارد اعم از فشرده سازی MPEG ،JPEAG ،H.264 ،H.265 و.. که قبلا به آنها پرداخته ایم اما روش جدیدتری با نام +H.265 توسط شرکت هایک ویژن اختصاصا برای فشرده سازی تصاویر مداربسته ابداع شده است که در ادامه به شرح آن می پردازیم. تکنولوژی +H.265 بر اساس عوامل زیر و به طور کامل و با توجه به ویژگی های نظارت تصویری زیر بهینه شده است:
- در ابداع این تکنولوژی این مورد در نظر گرفته شده است که اشیاء متحرک ممکن است فقط چند بار در یک بخش با اهمیت از تصاویر ظاهر شوند.(تعداد دفعات ورود جسم متحرک در کل فیلم ضبط شده درصد کمی را شامل می شود)
- با توجه به اینکه تمرکز بیننده عمدتا بر روی اجسام متحرک است پس می توان از کیفیت بالای تصویر در نقاط دیگر صرفنظر نمود.
- فشرده سازی باید با توجه به دو عامل تاثیرگذار بر کیفیت تصاویر شامل کارکرد نظارتی 24 ساعته و وجود نویز انجام شود.
تفاوت تکنولوژی +H.265 با سایر فرمت ها
مهمترین تفاوت در نحوه فشرده سازی +H.265 نسبت به سایر فرمت های فشرده سازی کاهش میزان بیت ریت (تعداد بیت هایی که در یک واحد در ثانیه منتقل یا پردازش می شوند) و نتیجتا کاهش مصرف پهنای باند (میزان انتقال داده ها در بیت در ثانیه) است. با وجود تکنولوژی +H.265 شاهد کاهش میزان چشمگیری از بیت ریت در تصاویر ویدئویی خواهیم بود. این امر مستقیما باعث کاهش هزینه های مربوط به مصرف پهنای باند و فضای ذخیره سازی در دوربین مدار بسته می گردد.
به صورت جزئی تر نحوه عملکرد +H.265 به این صورت است که ابتدا یک تصویر از محیط مورد نظر گرفته، و از آن به عنوان فریم پس زمینه استفاده می کند.سپس تنها بر روی اشیاء متحرک تمرکز کرده و هنگامی که سوژه متحرکی وارد ناحیه نظارتی شود، تصویری از جسم متحرک می گیرد و از آن به عنوان فریم مرجع استفاده می کند. چنانچه جسم به حرکت خود ادامه دهد، سیستم فقط اطلاعات مربوط به سوژه متحرک را به فریم پس زمینه اضافه می کند.
برای مطالعه بیشتر می توانید مطلبی که در ادامه آورده می شود را مطالعه کنید. اساس فشرده سازی در +H.265 بر مبنای سه تکنولوژی کلیدی زیر صورت می گیرد:
- تکنولوژی کدگذاری طبق مدل پس زمینه
- فناوری کاهش نویز در تصویر پس زمینه
- کنترل نرخ بیت ریت
تکنولوژی کدگذاری طبق مدل پس زمینه
کدگذاری ترکیبی اساس عملکردی فرمت های فشرده سازی قبلی مانند MPEG2 ،MPEG4 ،H.264/AVC، و H265/HEVC است. در یک سیستم نظارتی مداربسته، اساسا اطلاعات پس زمینه ثابت باقی می مانند، پس در نتیجه یک فریم پس زمینه به عنوان فریم مرجع برای کدگذاری باقی فریم ها در نظر گرفته می شود. برای فریم های مختلف در تصاویر ویدئویی، با توجه به ویژگی های آنها روش های مختلفی از کدگذاری مورد استفاده قرار می گیرند که در مجموع منجر به فشرده سازی بهتر مجموع تصاویر خواهد شد. تکنولوژی کدگذاری طبق مدل پس زمینه از بخش های اصلی تکنولوژی +H.265 هایک ویژن است. این بخش خود به دو قسمت کدگذاری داخلی و میانی تقسیم می شود.
1. کدگذاری داخلی (Inter-frame prediction): با استفاده از تکنولوژی جبران حرکت (block-based motion compensation) یک مدل پیش بینی شده از یک یا چند فریم ویدئویی یا فرمت های ویدئویی که از قبل کدگذاری شده اند ایجاد می کند.
2. رمزگذاری میانی (Intra-frame prediction): بدین معنی است که نمونه های ماکرو بلوک یا همان واحد های پردازشی تنها با استفاده از اطلاعاتی حاصل از ماکرو بلوک های قبلا منتقل شده از همان فریم ایجاد می شوند.
فناوری کاهش نویز در تصویر پس زمینه
میزان نویز تصاویر دوربین مداربسته معمولا در محیط هایی با نور کم افزایش می یابد. وجود نویز از کیفیت تصاویر تا حد زیادی می کاهد و یک اشکال بزرگ محسوب می گردد. همچنین میزان زیادی از بیت ریت کدگذاری شده را نیز اشغال می کند. روش های قبلی برای کاهش نویز در تصاویر دوربین مدار بسته اغلب بر اساس بکارگیری تکنیک هایی برای کاهش نویز در کل تصویر مد نظر است که این امر منجر می شود تا بخش هایی از تصویر اصلی نیز حذف شوند.
در تکنولوژی +H.265، ابتدا سوژه های متحرک از پس زمینه تشخیص داده شده و جدا می شوند. سپس برای هر قسمت از تکنیک های جداگانه و مناسب برای کاهش نویز در این نقاط استفاده می شود. در این روش نه تنها میزان نویز در تصاویر کاهش می یابد بلکه کیفیت آنها نیز حفظ می شود. این تکنیک علی الخصوص برای محیط هایی با امکان ایجاد نویز بالا در تصاویر بسیار مفید بوده و در کاهش نرخ بیت را نیز تاثیر گذار است.
علاوه بر موارد بالا به طور معمول و به منظور حفظ کیفیت تصاویر، مقیاس بکاررفته برای فشرده سازی، نویز موجود در تصاویر را نیز از بین می برد. در فشرده سازی +H.265 با استفاده از یک الگوریتم تحلیلی هوشمند تصویر پس زمینه و تصویر جسم متحرک از هم متمایز می شوند. و به این ترتیب تصاویر سوژه های متحرک و پس زمینه با استراتژی های مختلفی کد گذاری می شوند.
کنترل نرخ بیت
این فناوری به متوسط نرخ بیت در طول دوره های مختلف (معمولا 24 ساعت) مربوط می شود. با کنترل میانگین بیت ریت، دوربین می تواند میزان بیتی ریت را در صورت لزوم کاهش یا افزایش دهد. برای مثال دوربین می تواند در ساعات شلوغ در یک مکان عمومی مانند بانک نرح بیت را افزایش، و سپس در زمانی که بانک تعطیل است، آن را کاهش دهد. با استفاده از این فن آوری ها، می توان گفت که تکنولوژی +H.265 هایک ویژن کاملا مطابق با استانداردهای H.265/HEVC ساخته شده است و در نتیجه با اکثر نرم افزار/سخت افزارهای پشتیبانی کننده H.265 سازگار است.