H.265 چیست و چه زمانی باید از آن در دوربین های امنیتی استفاده کرد؟

کدک های هوشمند با تجزیه و تحلیل صحنه در حال ضبط، پهنای باند را کاهش می دهند. اگر صحنه عمدتاً ثابت یا ثابت باشد، به عنوان قاب پس‌زمینه یا تصویر استفاده می‌شود. هنگامی که اجسام متحرک یا وقفه هایی در صحنه پایدار وجود دارد، آنها فوکوس می شوند و در فریم های مرجع جدید ثبت می شوند. اگر جسم به حرکت خود ادامه دهد، فقط داده های جسم متحرک اضافه می شود.

اگرچه اکثر دوربین‌های IP مدرن و DVR یا NVR از کدگذاری H.265 پشتیبانی می‌کنند، اما همه آنها از کدگذاری H.265 پشتیبانی نمی‌کنند. این امر به ویژه در هنگام ترکیب برندها، فروشندگان یا تولیدکنندگان صادق است. برای اینکه H.265 کار کند، هم دوربین و هم ضبط کننده باید توانایی رمزگذاری و رمزگشایی ویدیوی H.265 را داشته باشند. اگر علاقه مند به استفاده از فناوری H.265 هستید، حتماً مشخصات دوربین ها و ضبط کننده ها را مطالعه کرده و تأیید کنید که از آن پشتیبانی می کنند. آزمایش ما نشان داده است که رمزگذاری H.265 روی اتصالات ONVIF همیشه هنگام ترکیب دوربین‌ها و NVR‌های تولیدکنندگان مختلف به خوبی کار نمی‌کند.

H.265+/H.264+ چیست؟

مت روسی یک مدیر پشتیبانی فنی در CCTV Camera World، یک توزیع کننده پیشرو دوربین مدار بسته واقع در بوفالو، نیویورک است. او یک کارشناس پشتیبانی فنی برای هر چیزی که مربوط به نظارت تصویری است است.

به خاطر داشته باشید که اندازه این فایل ها بر حسب مگابیت با مقدار b (Mb) است، نه مگابایت با B بزرگ (MB). برای مقادیر مگابایت، می توانید عدد مگابیت را بر 8 تقسیم کنید تا مقدار مگابایت را بدست آورید.

می‌توانید با استفاده از ماشین حساب امنیتی NVR و ذخیره‌سازی DVR، مقایسه‌های بیشتری از ذخیره‌سازی ذخیره‌سازی را که می‌توان با انواع تنظیمات رمزگذاری روی سیستم‌های دوربین امنیتی خود داشت، انجام دهید. این به شما امکان می دهد کل پهنای باند و فضای ذخیره سازی مورد نیاز را با کدگذاری H.265 و H.264 مقایسه کنید. می‌توانید وضوح‌های مختلف دوربین، فریم در ثانیه و روش‌های رمزگذاری را برای تعیین میزان بیت برای هر یک از دوربین‌های خود انتخاب کنید. با تعیین تعداد کل زمان ضبط، کل فضای ذخیره سازی هارد دی وی آر مورد نیاز را نیز در اختیار شما قرار می دهد.

کیفیت ویدیو

بنابراین به نظر می رسد که H.265 همیشه باید استفاده شود، درست است؟ متأسفانه پاسخ منفی است. H.265 مزایای زیادی دارد، اما معایبی نیز دارد که می تواند آن را بیشتر از یک مزیت، بار سنگین کند.

به قدرت پردازش زیادی نیاز دارد

H.265+ و H.264+ پیشرفت‌های فناوری کدگذاری اختصاصی هستند که توسط سازندگان تجهیزات ویدئویی نظارتی انجام شده‌اند. این پیشرفت‌ها گاهی اوقات «کدک‌های هوشمند» نامیده می‌شوند. این فناوری‌های کدک هوشمند، فضا و پهنای باند بیشتری را نسبت به H.265 یا H.264 ساده با تنظیم پیش‌بینی‌کننده نرخ بیت بر اساس تحلیل پس‌زمینه و پیش‌زمینه صحنه در حال ضبط، صرفه‌جویی می‌کنند. برای استفاده از کدک‌های هوشمند H.264+ یا H.265+، استفاده از دوربین‌های PoE و NVR از همان سازنده الزامی است، زیرا آنها فناوری‌های اختصاصی هستند.

ما چند بار در این مقاله به این موضوع پرداخته ایم، اما این جذابیت اصلی برای استفاده از H.265 است. صرفه جویی در ذخیره سازی تا 50 درصد در مورد دوربین های امنیتی بسیار زیاد است! بسیاری از سیستم های دوربین به طور مداوم، 24 ساعت شبانه روز ضبط می کنند. با گذشت زمان، 50 درصد صرفه جویی در فضای ذخیره سازی بسیار زیاد خواهد بود.

مزیت دیگر نرخ بیت پایین این است که جریان های ویدیویی را می توان از طریق اتصالات اینترنتی کندتر ارسال کرد. بیشتر برنامه‌ها به‌طور پیش‌فرض از جریان فرعی با وضوح پایین‌تر برای ذخیره داده‌ها و کار با سرعت پایین اینترنت استفاده می‌کنند. نرخ بیت پایین‌تر برای H.265 به این معنی است که کاربران می‌توانند بدون استفاده از داده‌های زیاد و با اتصالات کندتر، به جریان اصلی با وضوح بالا سوئیچ کنند. برای اطلاعات بیشتر در مورد اینکه چگونه بیت ریت بر مشاهده از راه دور تأثیر می گذارد، راهنمای ما در مورد تماشای دوربین های امنیتی با اتصال اینترنت کند را بررسی کنید.

دوربین های WiFi بیشتر

هنگام خرید یک سیستم دوربین امنیتی، مشتریان معمولاً به رمزگذاری فکر نمی کنند، اما بسیار مهم است که بدانید دوربین ها و سیستم های نظارتی چگونه فیلم را ضبط، ذخیره و پخش می کنند. با توسعه فناوری جدید، دوربین‌های امنیتی از پیشرفت‌هایی در زمینه رمزگذاری ویدیو سود می‌برند. H.265 یا HEVC جدیدترین نوآوری در رمزگذاری ویدئو است و دارای مزایا و معایبی است. H.264 فناوری رمزگذاری قدیمی‌تری است که از سال 2003 وجود داشته است، اما این بدان معنا نیست که هنوز منسوخ شده است.

H.265 چیست؟

اگر دو فایل را که دقیقاً یکسان هستند، یکی با H.264 و دیگری با H.265 بدون هیچ تغییر قابل توجه دیگری در فریم بر ثانیه و وضوح مقایسه کنید، واقعاً تفاوت قابل توجهی در کیفیت وجود نخواهد داشت. تفاوت‌های کیفی بین این دو تنها زمانی آشکار می‌شوند که بخواهید با کاهش نرخ بیت، فضای ذخیره‌سازی را ذخیره کنید یا ویدیو را از طریق اینترنت پخش کنید.

استراتژی کدگذاری بهبود یافته ای که H.265 استفاده می کند به این معنی است که به نرخ بیت کمتری نسبت به H.264 نیاز دارد. توانایی کاهش بیت ریت می تواند منجر به صرفه جویی در ذخیره سازی تا 50٪ شود! در گذشته، اگر یک کاربر سیستم نظارتی می‌خواست فضای ذخیره‌سازی را بهینه کند، باید رزولوشن و نرخ فریم دوربین‌های خود را کاهش می‌داد تا نرخ بیت کمتری را تنظیم کند. وقتی رزولوشن و نرخ فریم پایین می‌آیند، کیفیت تصویر بسیار بدتر می‌شود و ویدیو به آن روان نمی‌شود. هنگامی که تنظیمات رمزگذاری روی H.265 تنظیم می‌شود، کاربر می‌تواند انتظار داشته باشد که همان مقدار جزئیات را با نیمی از بیت ریت ببیند.

فرض کنید یک سیستم قادر است 7 روز قبل از بازنویسی فیلم قدیمی با استفاده از H.264 ضبط کند. اگر همان سیستم دارای دوربین های تنظیم شده روی کدگذاری H.265 بود، می توانید انتظار داشته باشید که تا 14 روز ضبط کند! متأسفانه، همانطور که قبلاً گفته شد، پس انداز همیشه 50٪ کامل نیست، اما منطقی است که انتظار داشته باشیم حداقل 25٪ پس انداز از 7 روز به 10 یا بیشتر برسد. اینکه چقدر صرفه جویی می کنید بستگی به این دارد که چقدر می توانید نرخ بیت را در هر کانال تنظیم کنید قبل از اینکه متوجه کاهش کیفیت شوید.

سرعت اینترنت کمتر و نیازهای داده

افزایش کارایی H.265 بدون هزینه نیست. مقدار توان پردازشی مورد نیاز برای رمزگذاری و رمزگشایی ویدیو همان هزینه است. این سربار قدرت پردازشی به ضبط کننده های دوربین امنیتی فشار وارد می کند و به این معنی است که کاربران نمی توانند انتظار داشته باشند که تمام کانال های خود را بدون کاهش سرعت DVR یا NVR روی H.265 تنظیم کنند. از آنجایی که رمزگشایی ویدیوی H.265 به قدرت پردازش قابل توجهی نیاز دارد، برای پخش هر بار یک دوربین، به رایانه‌ای با CPU قدرتمند، مانند رایانه‌ای با 4 یا 6 هسته، نیاز است.

مشکلات سازگاری پخش

بیایید جمع بندی کنیم: H.265 نرخ بیت کمتری را برای رمزگذاری فراهم می کند، که اجازه می دهد:

پهنای باند کمتر برای پخش ویدئو به این معنی است که می توانید دوربین های بیشتری را در یک جریان با پهنای باند 10 مگابیت بر ثانیه استریم کنید.
اندازه فایل کوچکتر، به این معنی که در مقایسه با ضبط کدگذاری شده در H.264، می توانید ویدیوهای بیشتری را در هارد دیسک مشابه ضبط کنید.

صرفه جویی در ذخیره سازی با H.265

به عنوان مثال، یک دوربین امنیتی 4K در حالت H.264 تقریباً با سرعت 8 مگابیت بر ثانیه ضبط می کند، در حالی که در حالت H.265 می تواند با همان کیفیت با سرعت 4 مگابیت بر ثانیه ضبط کند. با این حال، مهم است که توجه داشته باشید که “تا” 50٪ صرفه جویی دارد و برای جلوگیری از معرفی مصنوعات ویدئویی، نرخ بیت 6 مگابیت در ثانیه برای H.265 4K توصیه می شود. آرتیفکت ویدیو به دلیل اشکالات ویدیویی است که می تواند در طول فرآیند رمزگذاری رخ دهد. تنظیم نرخ بیتی که برای رزولوشن و نرخ فریم معین خیلی کم باشد، صرف نظر از اینکه H.264 یا H.265 باشد، باعث ایجاد مصنوعات ویدیویی می شود.

با استفاده از مثال نرخ بیت از بالا و اعمال آن بر روی دوربین های امنیتی ما، یک جریان ویدئویی 4K که 60 ثانیه طول دارد و با کد H.264 کدگذاری شده است تقریباً 491 مگابایت (8192 کیلوبیت در ثانیه در 60 ثانیه) خواهد بود. همان ویدیوی 4K کدگذاری شده با H.265 تقریباً 246 مگابایت (4096 کیلوبیت بر ثانیه در 60 ثانیه) خواهد بود که 50 درصد صرفه جویی ممکن را نشان می دهد. اما همانطور که در مثال ذکر شد، استفاده از H.265 با سرعت 4 مگابیت بر ثانیه باعث افت کیفیت و ایجاد اشکال در ویدئو می شود. با استفاده از 6 مگابیت بر ثانیه پیشنهادی برای رمزگذاری 4K H.265، اندازه فایل در حدود 368 مگابایت (6144 x 60 ثانیه) خواهد بود.

افزایش کارایی با یک استراتژی رمزگذاری متفاوت به دست می آید. فناوری قدیمی‌تر H.264 ویدیوها را در بلوک‌هایی با اندازه حداکثر ۱۶×۱۶ پیکسل به نام «ماکرو بلوک» رمزگذاری می‌کند. با H.264، آن بلوک‌ها در کل ویدیو به یک اندازه هستند. H.265 قادر است مناطقی از ویدئو را در اندازه‌های بلوک مختلف، از کوچک‌ترین پیکسل‌های 4×4 تا 64×64 پیکسل، به نام واحدهای درختی کدگذاری، رمزگذاری کند. و از آنجایی که بلوک‌های ویدئویی می‌توانند اندازه‌های متفاوتی داشته باشند، H.265 دارای جبران حرکت بهتر و فناوری پیش‌بینی بهبودیافته است. این پیشرفت‌ها با هم ترکیب می‌شوند تا نرخ بیت کمتری داشته باشند، و نرخ بیت چیزی است که اندازه فایل‌های ویدئویی بزرگ و پهنای باند شبکه مورد نیاز را کنترل می‌کند. برای ارسال و دریافت یک جریان ویدیویی.

یکی دیگر از مشکلات رایج در مورد H.265، سازگاری پخش با رایانه و برخی از تلفن های هوشمند است. H.265 به اندازه H.264 جهانی نیست، بنابراین ممکن است در برخی از دستگاه ها به یک افزونه شخص ثالث به نام کدک نیاز باشد. در حالی که نرم افزار پخش کننده رسانه رایگان مانند VLC و کدک K-Lite برای سهولت در پخش فایل های رسانه ای مختلف وجود دارد، آنها همیشه از H.265 در همه رایانه ها پشتیبانی نمی کنند. در سال 2018، به دلیل هزینه های مجوز، مایکروسافت شروع به دریافت 99 سنت برای پشتیبانی از H.265 در رایانه های ویندوزی کرد. خوشبختانه اکثر آیفون ها و اندرویدها از پخش رایگان ویدیوهای H.265 پشتیبانی می کنند.

سازگاری دوربین و ضبط

نکته مهم در اینجا این است که هیچ تفاوت قابل توجهی در کیفیت ویدیو بین H.264 و H.265 وجود ندارد. کیفیت ویدیو در واقع به میزان بیت ویدیو بستگی دارد. تنظیم نرخ بیتی که برای هر یک از فناوری‌های رمزگذاری بسیار کم است، کیفیت را پایین می‌آورد و باعث می‌شود مصنوعات ویدیویی ظاهر شوند. در حالی که H.265 امکان نرخ بیت بسیار پایین‌تری را فراهم می‌کند، H.264 می‌تواند ویدیوهای 4K با کیفیت بالا را فقط با اندازه فایل‌های بزرگ‌تر ضبط کند.

مزایای H.265 نسبت به H.264

H.265 (همچنین HEVC یا «کدک ویدیویی با کارایی بالا» نیز نامیده می‌شود) یک فناوری برای فشرده‌سازی ویدیو است که در اوایل دهه ۲۰۱۰ توسط گروه متخصصان تصاویر متحرک ISO/IEC و گروه متخصصان کدگذاری ویدیوی ITU-T (VCEG) توسعه یافت. و در سال 2016 به یک استاندارد پذیرفته شده برای رمزگذاری تبدیل شد. اکثر استانداردهای کدگذاری ویدیویی با هدف ایجاد کدگذاری تا حد امکان کارآمد ساخته شده اند. در مقایسه با H.264، H.265 می تواند اندازه فایل یک ویدیو را تا 50 درصد کاهش دهد و در عین حال همان کیفیت را حفظ کند. اما توجه به این نکته مهم است که اگرچه H.265 فایل ها را کوچکتر می کند، رمزگذاری و رمزگشایی آنها برای پخش، قدرت پردازش بیشتری را می طلبد.

H.265 چگونه کار می کند؟

کدک هوشمند با استفاده از پس زمینه و قاب مرجع کار می کند