Tìm hiểu các chuẩn nén hình ảnh cho camera quan sát (codec)

Chuẩn nén hình ảnh cho Camera quan sát

Khi video được tạo bởi camera quan sát, cần phải nén nó để tiết kiệm băng thông và không gian lưu trữ . Việc nén được thực hiện bởi thuật toán codec camera như MJPEG, MPEG-4, H.264 hoặc H.265. Trong bài viết này tôi sẽ giải thích cách hoạt động của thuật toán nén hình ảnh cho camera quan sát. Chỉ cần tiếp tục đọc …

Codec CCTV

Chuẩn nén hình ảnh cho camera quan sát (codec) hoạt động giống như codec tiêu chuẩn được tạo ra để giảm kích thước video bằng cách tìm kiếm thông tin dư thừa để loại bỏ nó. Chúng ta có thể chia từ CODEC thành hai phần:

CO = Nén

DEC = Giải nén

Bên tạo video sẽ nén video trước khi gửi, trong khi bên kia nhận video sẽ giải nén để hiển thị video chính xác trong máy tính, điện thoại di động, máy tính bảng hoặc thiết bị khác.

Trong một hệ thống camera analog , đầu ghi hình DVR (Digital Video Recorder) chuyển đổi tín hiệu từ analog sang kỹ thuật số và sử dụng một thuật toán để nén video trước khi ghi lại trên Đĩa cứng (HD) hoặc truyền trực tiếp đến máy tính hoặc thiết bị khác,

Nén trong hệ thống với camera Analog và DVR

CCTV CODEC được sử dụng trong DVR

Đầu ghi hình DVR chuyển đổi từ analog sang kỹ thuật số và nén video bằng cách sử dụng một số thuật toán codec CCTV sẽ loại bỏ các phần thông tin video để tiết kiệm nhiều không gian lưu trữ nhất có thể.

Nén trong hệ thống với camera IP và NVR

Trong hệ thống camera quan sát IP , camera phụ trách số hóa và nén video, do đó, nó sẽ gửi video trực tiếp đến NVR (Network Video Recorder) để được ghi vào Ổ cứng lưu trữ (HDD),

CCTV CODEC trong camera IP và NVR

NVR nhận các video ở định dạng kỹ thuật số để ghi lại và truyền đến máy tính có phần mềm giám sát cụ thể.

Nhưng nếu một số thông tin từ video số hóa bị loại bỏ, một phần chất lượng sẽ bị mất, phải không?

Có, nhưng ý tưởng là loại bỏ càng nhiều thông tin càng tốt, với tác động tối thiểu đến chất lượng cuối cùng và mỗi thuật toán codec hoạt động theo một cách khác nhau để hoàn thành nhiệm vụ này.

Nhìn chung chuẩn nén cho camera là:

  • MJPEG: Làm việc với một chuỗi các hình ảnh
  • MPEG- : Hoạt động với các biến thể hình ảnh đầy đủ và một phần
  • H.264: Đây là sự phát triển của MPEG-4 với một số cải tiến
Cách thức hoạt động của MJPEG CODEC

Đầu tiên hãy nói về MJPEG , không gì khác hơn là một tập hợp các hình ảnh hoàn chỉnh được gửi theo một chuỗi nhanh để tạo ấn tượng về chuyển động liên tục.

Nén MJPEG trên Hệ thống CCTV

Trong ví dụ này, chúng ta có 5 hình ảnh được phát theo một chuỗi nhanh để tạo cho chúng ta ấn tượng về chuyển động.

Nếu Camera tiếp tục quá trình chụp nhiều ảnh hơn thì có thể có nhiều chuyển động phức tạp hơn, chẳng hạn như ảnh động bên dưới:

CODEC cho camera quan sát

Đây là nguyên lý của thuật toán MJPEG gửi chuỗi hình ảnh đầy đủ của camera này đến đầu ghi sẽ phát lại các hình ảnh.

Càng nhiều khung hình được gửi mỗi giây, ” hiệu ứng robot hóa ” sẽ càng ít xảy ra trên video, hầu hết các dự án CCTV được tính toán với việc sử dụng 5 FPS đủ để hiển thị video với chất lượng chuyển động tốt mà không tốn nhiều tài nguyên truyền tải và lưu trữ,

Cách thức hoạt động của MPEG-4 CODEC

Với cách chụp và gửi video thông minh từ camera đến đầu ghi, MPEG-4 CODEC được thiết kế để chụp và gửi kết hợp các hình ảnh hoàn chỉnh và từng phần.

Ý tưởng là tiết kiệm tài nguyên bằng cách hãm video trong các khung hình hoàn chỉnh và một phần (hình ảnh) và gửi chúng đến đầu thu (NVR hoặc máy tính) chịu trách nhiệm tổ chức và lắp ráp video lại.

H.264 và MPEG-4 CODEC

Camera sẽ gửi khung hình hoàn chỉnh đầu tiên (hình ảnh 1) và sau đó bắt đầu chỉ gửi các phần chuyển động của hình ảnh, nghĩa là, cánh tay ở các vị trí khác nhau mà bạn có thể thấy từ hình ảnh 2 đến 5.

Cách thức hoạt động của CODEC H.264

H.264 không khác gì sự phát triển của MPEG-4, vì vậy nó sử dụng nguyên tắc tương tự, tuy nhiên với thuật toán cải tiến sử dụng ít băng thông hơn để truyền và lưu trữ.

Tháng 4/2017 đã có một số nhà sản xuất camera quan sát sử dụng H.265 CODEC , nén video nhiều hơn và sẽ sớm trở thành tiêu chuẩn mới cho thị trường camera quan sát hiện nay.

Lời cuối cùng về chuẩn nén hình ảnh cho camera quan sát

Đây là phần giới thiệu cơ bản về các chuẩn nén hình ảnh cho camera quan sát, có một số ưu và nhược điểm đối với MJPEG, MPEG-4, H.264 và H.265 trong các loại ứng dụng khác nhau. Nhưng trong hầu hết các trường hợp, H.264 được sử dụng. Bạn có thể tìm thêm thông tin về codec H.264 trên trang web ITU của Bộ Tư pháp (Liên minh Viễn thông Quốc tế) . Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về cách tính lưu trữ CCTV thực tế, hãy đọc bài viết: Tính toán lưu trữ CCTV với công thức và ví dụ.

==> Đây là bản cập nhật cho CODEC H.265 mới. Tôi khuyên bạn nên đọc bài viết H.265 IP camera lợi ích (và nhược điểm) để tìm hiểu thêm.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *