So sánh các chuẩn nén hình ảnh camera quan sát

So sánh các chuẩn nén hình ảnh camera quan sát

Các chuẩn nén dữ liệu camera quan sát gồm h264, h265,h265+ có những ưu nhược điểm gì và nên chọn loại nào để phù hợp

Năm 2016 là năm bùng nổ của công nghệ camera quan sát  ngoài việc phát triển những công nghê camera quan sát HDCVI, camera AHD, camera quan sát HDTVI thì, công nghê starlight cho phép hình ảnh ban đêm thấy màu, thì công nghệ lưu trữ sử dụng cho camera quan sát cũng phát triển theo.

Tìm hiểu về chuẩn nén H264

Với chuẩn nén hình H.264 là chuẩn nén mở được công bố chính thức vào năm 2003 và được sử dụng nhiều trong các thiết bị lưu trữ

Hiện là chuẩn hỗ trợ công nghệ nén tiên tiến và hiệu quả nhất năm 2003 làm nền tảng cho sự phát triển của một số chuẩn nén sau này. Và nó đang dần được đưa vào thành chuẩn nén tiêu chuẩn của ngành công nghệ an ninh giám sát bằng hình ảnh. H.264 (còn được gọi là chuẩn MPEG-4 Part 10/AVC for Advanced Video Coding hay MPEG-4 AVC) nó kế thừa những ưu điểm nổi trội của những chuẩn nén trước đây. Đồng thời sử dụng những thuật toán nén và phương thức truyền hình ảnh mới phức tạp, phương pháp nén và truyền hình ảnh mà chuẩn H.264 sử dụng đã làm giảm đáng kể dữ liệu và băng thông truyền đi của video đặt biệt được sử dụng rộng rãi trong ngành camera quan sát CCTV.

Với cách nén và truyền thông tin bằng chuẩn H.264 làm giảm đến 50% băng thông và kích thước file dữ liệu lưu trữ so với cách nén thông thường hiện nay (chuẩn nén thông thường hiện nay đang được sử dụng rộng rãi là MPEG-4 Part 2) và giảm tới hơn 80% băng thông và kích thước file dữ liệu lưu trữ so với nén bằng chuẩn Motion JPEG. Điều đó cho chúng ta thấy với cùng một hệ thống nếu chúng ta sử dụng chuẩn nén mới chúng ta có thời gian lưu trữ gấp đôi và băng thông mạng giảm đi một nửa, lợi ích mà chúng ta thấy ngay đó là chi phí cho lưu trữ dữ liệu video giảm một nửa so với dùng hệ thống có chuẩn nén thông thường. Ngoài ra việc truyền hình ảnh chiếm băng thông giảm một nửa, vì vậy chi phí dành cho thuê băng thông mạng cũng giảm đáng kể. Hoặc chúng ta có thể tăng chất lượng hình ảnh giám sát lên gấp đôi nhưng vẫn đảm bảo được băng thông và thời gian lưu trữ như trước đây. Đây là một lợi thế rất lớn, bởi với một hệ thống an ninh lớn, giải quyết vấn đề băng thông mạng và thời gian lưu trữ là rất phức tạp. Với chuẩn nén H.264 nó đã giải quyết được rất nhiều những khó khăn như vậy.

Vậy trong một thời gian khá dài thậm chí thời điểm này chuẩn nén hình H.264 vẫn còn được sử dụng rộng rãi như 1 thương hiệu.

Chuẩn nén video H.265.

Được phát triển từ năm 2013 H.265 hay HEVC (High Efficiency Video Coding) được Ủy ban Viễn thông Quốc tế ITU-T thông qua và bắt đầu được các nhà phát triển đưa vào sản phẩm thương mại. H.265 giúp giảm băng thông cần thiết để truyền tải phim, giảm dung lượng lưu trữ và chúng ta phải trả ít tiền hơn cho băng thông internet và thiết bị lưu trữ

H.265 cần thiết một chuẩn nén video hiệu quả cao

Những năm gần đây, truyền tải và lưu trữ video càng trở lên phổ biến hơn do một số yếu tố như giá thành các sản phẩm liên quan như máy quay video HD, TV màn hình lớn, các thiết bị lưu trữ… đang giảm rất nhanh. Bên cạnh đó, các bộ vi xử lý mới có tốc độ cao hơn rất nhiều, cùng với tốc độ internet được cải thiện đáng kể giúp việc tải một bộ phim nhanh chóng và xem mượt mà hơn.

Nhưng chừng đó là không đủ, nhu cầu cuộc sống luôn ngày càng lớn, trước đây việc thưởng thức các bộ phim ở độ phân giải 480p rồi đến mHD 720p đã là thỏa mãn, thì giờ đây các film độ phân giải Full HD 1080p đã tràn ngập. Nhu cầu đó càng thể hiện mạnh mẽ hơn khi 2 năm gần đây xuất hiện các TV với công nghệ hình ảnh 4K với độ phân giải siêu cao làm người xem phải ngẩn ngơ như lạc vào thế giới thực. Các thiết bị lưu trữ và đường truyền internet với áp lực phải lớn hơn đã không kịp đáp ứng và bức thiết cần có một chuẩn nén video mới hiệu quả hơn giảm tải cho áp lực này.

H.265 hay HEVC(High Efficiency Video Coding) được Ủy ban Viễn thông Quốc tế ITU-T thông qua và bắt đầu được các nhà phát triển đưa vào sản phẩm thương mại. H.265 hứa hẹn mang lại khả năng nén cao gấp đôi so với người tiền nhiệm H.264/AVC(Advance Video Coding) hiện đang được dùng phổ biến (chiếm tới 80% các nội dung video lưu trữ hiện nay). Với khả năng này H.265 giúp giảm băng thông cần thiết để truyền tải phim, giảm dung lượng lưu trữ và chúng ta phải trả ít tiền hơn cho băng thông internet và thiết bị lưu trữ. Ưu điểm vượt trội này cũng sẽ là cú hích cho thị trường thiết bị nghe nhìn 4K/UHD.

H.265 làm việc như thế nào?

H.265/HEVC cũng như các chuẩn mã hóa video khác đều có những logic trong quá trình tìm ra phương thức nén sao cho hiệu quả nhất.

Các video khi quay bằng các máy quay HD chuyên nghiệp có dung lượng rất lớn do dữ liệu ở dạng thô và vì vậy để truyền tải các nội dung này đến người xem là rất khó khăn. Để thuận tiện trong truyền tải và lưu trữ, các video này được nén bằng các phương thức nén khác nhau nhằm giảm dung lượng xuống mức tối đa.

Có rất nhiều cách để thực hiện, một trong những cách đơn giản nhất là giảm chất lượng hình ảnh, dễ thấy nhất khi xem các video trên youtube có đủ các chất lượng hình ảnh khác nhau, nhưng cách thức này chỉ áp dụng được với các thiết bị có màn hình cỡ nhỏ như máy tính bảng, điện thoại… còn với TV có màn hình cỡ 40 inch trở lên thì thật là tệ. Vì vậy cần có một cách nén khác tốt hơn.

Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU-T) bao gồm MPEG(Motion Picture Experts Group) và TSS(Telecommunication Standardization Sector) với rất nhiều kỹ sư điện tử và công nghệ luôn tìm cách đưa ra những chuẩn mã hóa mới ngay cả khi chuẩn hiện tại đang đáp ứng được rất tốt. Bất kỳ sự cải tiến nào đưa ra từ ITU-T đều phải rất đáng kể do phải đáp ứng được nguyên tắc chung là chất lượng tương đương và bit rate giảm một nửa.

H.265/HEVC mở rộng cách H.264/AVC làm việc. Đầu tiên, nó sẽ kiểm tra các khung hình để xem giữa các khung hình có gì thay đổi không. Trong hầu hết các cảnh trong một video, phần lớn các khung hình thay đổi không nhiều. Ví dụ về một cảnh biên tập viên đọc tin, các ảnh nền sẽ không thay đổi nhiều trong các khung hình khác nhau, ngay cả các điểm ảnh trên khuôn mặt của biên tập viên này cũng sẽ không thay đổi qua các khung hình ngoại trừ khẩu hình. Vậy thay vì mã hóa tất cả các điểm ảnh từ mỗi khung hình, khung ban đầu được mã hóa và sau đó chỉ những gì thay đổi trên khung tiếp theo mới được mã hóa. HEVC mở rộng kích thước của khu vực để dựa vào đó tìm ra những điểm ảnh thay đổi.

Ngoài ra, các phương thức nén video còn có thể áp dụng cách thức dự đoán các chuyển động, các không gian trong video. Tất nhiên ở H.264/AVC các nhà thiết kế đã nghĩ đến nhưng với hạn chế về phần cứng cũng như các thuật toán mã hóa tại thời điểm này nên việc áp dụng có những hạn chế nhất định.

H.265/HEVC có rất nhiều các chi tiết kỹ thuật bên trong, do đó người dùng khó có thể mong đợi việc nâng cấp phần mềm là có thể đáp ứng được. Chính vì vậy, để giải mã được H.265 thiết bị của bạn cần phải có một bộ giải mã phần cứng hoặc vi xử lý cũng phải khá cao để các giải thuật bằng phần mềm có thể thực hiện được với tốc độ phù hợp, nếu không tín hiệu video đầu ra sẽ không được mượt mà.

Chuẩn nén H.265+ là loại chuẩn nén video mới nhất.

Là sự kế thừa của chuẩn mã hóa phổ thông H.264, H.265+ là một bước nhảy vọt cực kỳ mạnh mẽ. Trong một thời gian dài, H.264 đã hỗ trợ mọi nhu cầu của ngành công nghiệp giám sát. Tuy nhiên giờ đây, sự xuất hiện của hàng loạt đột phá về công nghệ đã đòi hỏi những bước tiến mới vượt qua H.264.

Chuẩn nén H265+

Một vài năm trước đây, thế hệ camera độ nét UltraHD đã được HIKVISION phát triển, tuy nhiên do yêu cầu về băng thông truyển tải và không gian lưu trữ quá lớn, thị trường thích ứng với thế hệ sản phẩm này khá chậm. Do vậy, Hikvision đã tiến tới phát triển nền tảng H.265+. Tonko de Wit – Phụ trách marketing HIKVISION Châu Âu cho biết: “Đây là một công nghệ thông minh độc quyền dựa trên mã hóa tiêu chuẩn H.265. Chúng tôi đặc biệt tối ưu hóa nó để phù hợp với các ứng dụng giám sát. H265+ có khả năng giảm thiểu bitrate nhiều hơn nữa, giúp tiết kiệm băng thông truyền tải và lưu trữ tốt nhất có thể”. “Những gì chúng ta thấy ngày nay là các camera độ phân giải cao chỉ được sử dụng trong các tình huống cụ thể… Tuy nhiên điều đó không hề làm giảm giá trị của H.265+”.

Kiểm nghiệm thực tế

Để thể hiện những lợi thế của công nghệ mã hóa mới, chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm thực tế dựa trên camera giám sát với video được quay ở độ phân giải 1080P@Full HD, tốc độ khung hình 25fps. Với 2 môi trường thử nghiệm và 3 tình huống thực tế, chúng tôi thu được tổng cộng 6 kết quả cho bài thử nghiệm này. Mục đích của thử nghiệm là so sánh bitrate trên 6 kết quả để xác định mức giảm thiểu băng thông yêu cầu với các giao thức mới. Mức giảm thiểu trung bình giữa H.264 và H.265 là 47,8%; và khi áp dụng 

So sánh chi tiết các chuẩn nén H.264, H.265, H.265+

Không cần phải phân tích nhiều, điều hiển nhiên công nghệ nào ra đời sau cũng nên dùng cả, tuy nhiên chúng ta nên xem qua bản dữ liệu lưu trữ để xem sét đầu tư hay không

Bảng so sánh lưu trữ giữa các chuẩn nén hình.

Vậy quá tuyệt vời với chuẩn nén hình H265+ tuy nhiên bản so sánh trên sử dụng cho camera quan sát chất lượng FULL HD và ý nghĩa nói lên rằng chuẩn H.265+ sẽ  hiệu suất hơn 200 lần chuẩn nén H.264

Vây giá thành thì sao ?

 Cũng ngại quá, công nghê phát triển thì chi phí cũng phát triển theo, đối với 1 bộ camera quan sát H264 với giá là X đồng thì bộ camera quan sát H.265+ với giá tầm khoản 6X.

Vậy công nghê H.265+ dùng trong những trường hợp nào.. trong những trường hợp cần lưu dữ liệu vài tháng hay 1 năm thì chỉ có công nghệ H.265+ đầu tư trong thời điểm này là đáp ứng được nhu cầu, tuy nhên song song đó giá thành của hệ thống không hề rẻ.

Hiện nay ổ cứng có giá thành cũng không cao lắm và H.264 cũng đáp ứng được những yêu cầu bình dân, do đó tùy vào nhu cầu để đầu tư thích hợp, nếu khách hàng có những vấn đề cần tư vấn giảm chi phí cho hệ thống vui lòng liên hệ: Khocamera.vn