آشنایی و مقایسه فشرده سازی فرمت های H.264 با H.265 از نظر کیفیت ، حجم و مصرف پهنای باند

امروزه استفاده از دوربین مداربسته در اکثر اماکن عمومی رایج می باشد.دوربین ها بصورت شبانه روزی در حال تصویر برداری هستند و برای ضبط آنها نیاز به ظرفیت بسیار زیادی وجود دارد .
تکنولوژی های فشرده سازی تصویر در این خصوص به کمک آمده اند. تصاویر دوربین مدار بسته  با استفاده از مدل های مختلف ، فشرده سازی می شوند .
استاندارد فشرده سازی H.264 تا سالها به عنوان معروف ترین و مدرن ترین و پر کاربرد ترین استاندارد فشرده سازی در تجهیزات نظارت تصویری استفاده می شد .
اما با ظهور استاندارد جدید H.265 یا HEVC ( مخفف High Efficiency Video Coding ) این انحصار تا حدود زیادی شکسته شد .
تجهیزات مدار بسته با فرمت H.265 قادرند تا همان کیفیت تصویر استاندارد H.264 را با نصف حجم تصویر ارائه کنند و این موضوع بسیار ایده آل است .
برای آشنایی بهتر با استاندارد H.265 نخست باید در خصوص استاندارد H.264 اطلاعاتی داشته باشید .

فشرده سازی H.264

در استاندارد H.264 سیستم پردازش کننده در هر فریم تصویر دوربین مدار بسته نقاط مشابه از لحاظ رنگ و شدت نور را پیدا می کند ، الگوریتم هوشمند دوربین تصویر را به بخش های کوچکتری تقسیم می کند و به جای اینکه رنگ هر پیکسل را جداگانه ذخیره نماید رنگ بخش های مشابه ( به عنوان مثال در تصویر رنگ تمام بخش های بالای تصویر را آبی در نظر می گیرد ) ، را یکسان شناسایی و ثبت می کند . این کار باعث می شود تا حجم فریم تصویر دوربین مدار بسته به میزان قابل توجهی کمتر شود . به این روش فشرده سازی فریمی گفته می شد به عبارت ساده تر در این حالت هر فریم بصورت جداگانه فشرده سازی می شود .

علاوه بر فشرده سازی هر فریم ، استاندارد H.264 فشرده سازی بین دو یا چند فریم را نیز انجام می دهد ! در این حالت الگوریتم هوشمند فشرده سازی با بررسی چندین فریم یک تصویر دوربین ، ثابت یا متحرک بودن بخش های مختلف یک تصویر را شناسایی می کند. به عنوان مثال در صورتی که دوربین در حال تصویر برداری از حیاط یک مدرسه است که چند درخت در آن وجود دارد ، سیستم هوشمند فشرده سازی ، درختان و سایر اجزای ثابت تصویر را شناسایی کرده و تشخیص می دهد . از این رو دوربین به جای اینکه قسمت های ثابت را در فریم های مختلف هر بار ذخیره کند تنها یکبار قسمت های ثابت را ذخیره کرده و در موارد بعدی تنها تغییرات و اشیای متحرک را بر روی تصویر از پیش ذخیره شده اضافه می کند . با استفاده از این شیوه ، حجم تصویر ضبط شده دوربین مدار بسته به میزان بسیار زیادی کاهش پیدا می کند . مهمترین هدف استاندارد H.264 کم کردن حجم تصویر دوربین بدون از بین رفت کیفیت تصویر است . حقیقت این است که هر تصویر را نمی توان خیلی فشرده سازی کرد چرا که باعث از بین رفتن و افت شدید کیفیت تصویر دوربین خواهد شد .

فشرده سازی H.265

استاندارد H.265 در ادامه راه استاندارد H.264 ارائه شد. این روش فشرده سازی تصویر دوربین مدار بسته را به شیوه ی بهینه تری انجام می دهد . به عنوان مثال اگر در H.264 تصویر هر فریم به قسمت های زیادی تقسیم می شوند ، اندازه هر کدام از این قسمت های تقسیم بندی شده در استاندارد H.265 کمی بزرگتر است از این رو هر فریم ، حجم بسیار کمتری اشغال خواهد کرد به علاوه پهنای باند تصاویر در این فشرده سازی نیز به میزان قابل توجهی کاهش می یابد .

در واقع در استاندارد H.265 یا HEVC حجم تصاویر ضبط شده دوربین مدار بسته بیش از دو برابر نسبت به استاندارد H.264 فشرده تر می شوند در صورتی که کیفیت تصویر دوربین نسبت به استاندارد H.264 هیچ تغییری نمی کند . این مهم در خصوص ضبط تصویر دوربین های با رزولوشن بالاتر ( به عنوان مثال دوربین 5 مگا پیکسل یا بالاتر ) بسیار با اهمیت است .  استاندارد H.265 از سال 2013 به بازار عرضه شد و امروزه شمار زیادی از برند های معتبر دوربین و دستگاه ضبط دوربین خود را به این الگوریتم هوشمند فشرده سازی مجهز کرده اند .

حجم تصاویر در استاندارد های فشرده سازی مختلف دوربین مدار بست

ویژگی های قابل‌توجه H.265 نسبت به H.264

H.265 جدیدترین استاندارد فشرده‌سازی تصویر دوربین مدار بسته، بعد از H.264 است. در مقایسه با استاندارد H.254، H.265 در عین حفظ بعضی تکنولوژی‌ها، بعضی تکنولوژی‌های دیگر را بهبود بخشیده است. H.265 از تکنیک‌های پیشرفته در راستای بهبود Bit-Stream، ارتقا کیفیت کدینگ و برقراری ارتباط بهتر بین تاخیر زمانی و پیچیدگی الگوریتم بهره می‌برد تا بهترین بهینه‌سازی ممکن را به ارمغان بیاورد.

برای درک بهتر H.264 و H.265 و بدنبالش استفاده بهتر از آنها، بعضی جنبه‌هایشان، مانند نسبت فشرده‌سازی، کیفیت و اندازه فایل را در ادامه با جزئیات مقایسه می‌کنیم.

1. مقایسه H.264 و H.265 از لحاظ نسبت فشرده‌سازی و مصرف پهنای باند

H.265 عملکرد بهتری در فشرده‌سازی و نسبت کمتری در مصرف پهنای باند دارد.

در سرویس‌های ویدئویی هدف نهایی از فشرده‌سازی یک فیلم، کاهش حجم فایل ویدیویی است. از این طریق فضای ذخیره‌سازی کمتری استفاده شده و مصرف پهنای باند شبکه در حین انتقال فایل کمتر می‌شود.

در مقایسه با H.264، بزرگترین توانایی H.265 یا HEVC همانطور که از نامش پیداست (High Efficiency Video Coding)، عملکرد بهترش در فشرده‌سازی است. فشرده‌سازی بهتر باعث کاهش نرخ جریان به منظور کاهش هزینه انتقال و ذخیره‌سازی، می‌شود، که این خود دلیل دیگری برای استفاده از H.265 است.

به عبارت‌دیگر در یک کیفیت کدینگ، از آنجایی که H.265 از اببزارهای متفاوت بیشتری برای کاهش بیت ریت بهره می‌برد، قادر است تا 50% بیت ریت را کاهش داده و کارایی کدینگ را تا دو برابر در مقایسه با H.264 افزایش دهد. برای مثال در H.264 هر ماکروبلاک بر روی 16×16 پیکسل فیکس شده است، درحالیکه واحد کدینگ H.265 می‌تواند از 8×8 تا 64×64 انتخاب شود.

مقایسه پهنای باند دوربین در استاندارد های H.265 و H.264

2. مقایسه H.264 و H.265 از لحاظ کیفیت

در کیفیت تصویر مشابه، H.265 می‌تواند از 70 الی 80 درصد پهنای باند کمتری استفاده کند.

H.265 می‌تواند در انتقال تصاویر کیفیت بالا، تا 50 درصد از پهنای باند کمتری استفاده کند. بنابراین می‌توانید از تماشای تصاویر با کیفیت 2K یا 4K در سرویس اینترنت کم سرعت نیز لذت ببرید.

3. مقایسه H.264 و H.265 از لحاظ حجم فایل

حال ما می‌دانیم که H.265 از H.264 برتر است. بدون شک H.265 در آینده‌ای نزدیک به‌صورت گسترده استفاده خواهد شد. این استاندارد بهترین راه کاهش حجم فایل در عین نگه داشتن کیفیت تصویر اصلی دوربین مدار بسته است.

در فشرده سازی H.265 حجم تصویر و بیت ریت یا پهنای باند دوربین به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می کند . این دو مهم با حفظ کیفیت تصویر دوربین انجام می شود از این رو استفاده از فرمت فشرده سازی هوشمند H.265 مورد توجه کاربران مختلف قرار گرفته است . آنها می توانند با حداقل هارد ، تعداد روز های بیشتری تصویر ضبط شده داشته باشند همچنین پهنای باند کم دوربین ها در حالت H.265 به کاربران کمک می کند مشکلاتی مانند ترافیک شبکه را نداشته باشند.

مجموعه پایتخت ، طیف وسیعی از محصولات مدار بسته شامل دوربین و DVR و NVR را در سبد محصولات خود دارد . متخصصان این شرکت با توجه به نیاز مشتریان و بودجه آنها ، مناسب ترین و بهینه ترین راهکار های نظارت تصویری را برای آنها طراحی و اجرا می کنند . جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص قیمت و محصولات  با شماره ویژه 02166340544  تماس حاصل فرمایید .