Videokomprimierungsformate
Vor dem Aufbau eines Videoüberwachungssystems muss ein Techniker eine Reihe kritischer Probleme und Aufgaben lösen. Neben der Auswahl von Kameras, Servern und Software muss das optimale Komprimierungsformat für die Videoübertragung des Systems ausgewählt werden. Die Hauptformate für Videoüberwachungssysteme sind MJPEG, MPEG-4 und H.264 (MPEG-4 Teil 10). Kontroverse “Welches Format ist besser?” Ähnlich wie bei den Streitigkeiten “Wofür ist die Zukunft: Analog oder IP?”, Die seit mehreren Jahren andauern, können Experten jedoch immer noch keinen Konsens erzielen. In diesem Artikel werden wir über die Eigenschaften der Formate, die Parameter, die bei der Auswahl berücksichtigt werden müssen, und die Technologien zur Analyse von Videostreams sprechen.
Video komprimieren
Die Videos der IP-Überwachungskameras erreichen den Server in komprimierter Form. Bei der Komprimierung werden im Allgemeinen Merkmale entfernt, die für das menschliche Auge fast unsichtbar sind, obwohl die Komprimierung manchmal ohne Informationsverlust erfolgt. Komprimierter Videostream erfordert weniger Netzwerkbandbreite und weniger freien Festplattenspeicher. Um das Video anzuzeigen oder zu analysieren, muss der resultierende Stream entpackt werden. Wenden Sie den umgekehrten Konvertierungsalgorithmus auf die Komprimierung an. Die Kombination von Komprimierungs- und Dekomprimierungsalgorithmen wird als Video-Codec bezeichnet. Videocodecs unterschiedlicher Standards sind nicht miteinander kompatibel. Mit einem Codec komprimierte Videoinformationen können in der Regel nicht mit einem anderen Codec dekomprimiert werden.
Es gibt verschiedene Arten der Komprimierung.
Mit der verlustfreien Komprimierung erhalten Sie nach dem Decodieren ein Bild, das sich nicht vom Originalbild unterscheidet.
Bei einer verlustbehafteten Komprimierung gehen nach dem Decodieren Informationen verloren.
Es sind mehrere verlustbehaftete Komprimierungsimplementierungen möglich:
verlustbehaftete prozentuale Komprimierung – Der Verlust ist für das menschliche Auge so unbedeutend, dass der Rahmen vor und nach der Decodierung für den Bediener praktisch nicht zu unterscheiden ist.
verlustbehaftete Komprimierung – Die Unterschiede zwischen den Frames vor und nach dem Decodieren sind spürbar, aber immer noch nicht sehr ausgeprägt. Alle zur Analyse der Ereignisse erforderlichen Informationen werden gespeichert.
Verlustkomprimierung: Streaming-Videokomprimierung von geringer Qualität, die beim Dekodieren Artefakte (merkliche Videoverzerrungen) verursacht. Das Auftreten von Artefakten führt zu einer Abnahme der Bildschärfe, dem Auftreten von Feldern derselben Farbe (wenn verschiedene Farbtöne in einem kombiniert werden) und dem Auftreten von Bildblockaden (Pixelierung, Körnigkeit). Das Vorhandensein von Artefakten führt zu falschen Ergebnissen der Analyse des Videostreams durch die Systemsoftware.
Während des Komprimierungsprozesses werden zur Reduzierung der Größe des Videostreams die Anzahl der Farbtöne im Bild verringert, die Farbauflösungen verringert und kleine Details im Bild, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, entfernt. Vorhersagen von Änderungen basierend auf bereits empfangenen Daten; Entfernen Sie doppelte Pixelwerte.
Videokomprimierungsformate
Es gibt viele Komprimierungsformate, MJPEG, MPEG-4 und H.264 sind die beliebtesten in der Videoüberwachung.
MJPEG-Format
Für das MJPEG-Komprimierungsformat ist eine Videosequenz eine Folge von Standbildern: JPEG-Bilder. Die Komprimierung erfolgt für jeden Frame (Intraframe) einzeln. Wir erhalten völlige Unabhängigkeit von einzelnen Bildern. Beim Abspielen einer Videodatei ist die Bildqualität immer noch gut: Aus dem MJPEG-Format können Sie immer Frames mit einem klaren Bild der Ereignisse erhalten. Dies erfordert keine hohe Prozessorleistung, belastet jedoch das Netzwerk erheblich und erfordert eine große Menge an Speicherplatz. Dieses Format zeichnet sich durch bildblockierende Artefakte aus, Felder derselben Farbe. Die Kameradaten sind verlustbehaftet, daher kann man nicht sagen, dass keine Verzerrungen vorliegen. Eine andere Sache ist, dass das menschliche Auge in JPEG bei korrekter Einstellung der Kamera kaum Verzerrungen bemerkt.
MPEG-4- und H.264-Formate
Bei den Formaten MPEG-4 und H.264 wird die Komprimierung sowohl innerhalb eines Frames als auch für eine Reihe von Frames (zwischen Frames) durchgeführt. H.264-Video (MPEG-4-optimiert oder MPEG-4-Teil 10) ist keine Folge einzelner Bilder, sondern eine Kette verwandter Daten – Video-Streaming. Die Vorteile dieses Formats sind, dass nicht alle Frames gespeichert werden, sondern nur das Referenzbild und seine nachfolgenden Änderungen.
Wenn ein wesentlicher Teil des Bildes unverändert bleibt, ist die resultierende Videogröße viel kleiner als bei MJPEG. Wenn das MJPEG-Format einen Satz von Bildern mit jeweils 200 KB senden kann, sendet das H.264-Format ein Referenzbild mit 200 KB und die nachfolgenden Änderungen, die viel kleiner sind.