بازگشت
جستجو
بازگشت به لیست مقالات

مقایسه فشرده سازی در دوربین های IP شرکت های مختلف - بخش اول

مقایسه فشرده سازی در دوربین های IP شرکت های مختلف - بخش اول

علیرغم استفاده از فشرده سازی ویدئو مبتنی بر استاندارد ( H.264 / H.265 )، نتایج آزمایش های انجام گرفته نشان می دهد که تنظیمات پیش فرض کیفیت تصویر برای تولید کننده های مختلف ، منجر به نتایج مختلفی می شوند. این اتفاق در دو دوربین با رزولوشن یکسان ، که توسط دو شرکت مختلف تولید شده اند نیز پدیدار می شود.

* طی مقاله زیر، مفهوم و واژه کوانتیزاسیون به دفعات مورد استفاده قرار گرفته است. پیشنهاد می شود جهت آشنایی بیشتر با این مفهوم و درک بیشتر این مقاله، روی لغت "کوانتیزاسیون" کلیک کرده، و مقاله مورد نظر را مطالعه کنید.

برای بررسی این مساله ، ما نتایج آزمایش های انجام گرفته بر دوربین های تولید شده توسط 10 شرکت مختلف را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده و به سوالات کلیدی زیر پاسخ داده ایم :

  •  سطح حقیقی کوانتیزاسیون H.264 و یا H.265 برای هر دوربین در حالت پیش فرض چیست ؟ آن ها چگونه تغییر می کنند ؟ کدامیک کمترین و بیشترین مقدار را دارند ؟
  •  به منظور یکسان سازی مقدار فشرده سازی در تولیدات کمپانی های مختلف ، برای نرمالیزه کردن سطح کوانتیزاسیون H.264 / H.265 ، کدام تنظیمات در دوربین ها باید مورد استفاده قرار بگیرد ؟
  •  در سطح های مختلف کوانتیزاسیون / فشرده سازی H.264 / H.265 برای تولید کننده های مختلف ، تاثیر بر روی پهنای باند و تغییرات آن به چه شکل است ؟
  •  Codec های هوشمند چگونه روی این تنظیمات اثر می گذارند ؟

نتایج آزمایش های ما برای تنظیمات پیش فرض در تولید کننده های ذکر شده به شرح زیر است :

( محصول کمپانی Bosch با 50% نرخ فشرده سازی در حالت پیش فرض بیشتر ، نسبت به کمپانی ای که کمترین فشرده سازی را انجام می دهد ( Arecont ) ، در رتبه اول قرار دارد ).

تنظیمات فشرده سازی پیش فرض

 

اگر واقعا کیفیت تصویر و بهینه سازی نسبت پهنای باند به حجم ذخیره سازی برای شما مهم است ، این گزارش بسیار مفید است.

 

نکات کلیدی دریافتی

نکات کلیدی دریافتی از این آزمایش به شرح زیر است :

  • میانگین کوانتیزاسیون پیش فرض : بر اساس آزمایشات ما ، میانگین کوانتیزاسیون پیش فرض برابر با 25 است ، که در بین دوربین های مورد آزمایش قرار گرفته این عدد از 20 تا 30 وجود دارد.
  • سطح کوانتیزاسیون H.264 ، مشابه با H.265 است. در آزمایش های انجام گرفته بر دوربین های H.265 چند شرکت ، ما به این نکته دست یافتیم که کوانتیزاسیون در استفاده از H.265 و  H.264، تقریبا یکسان است. با این تفاوت که پهنای باند در استفاده از H.265 به شدت پایین تر بود.
  • اثر قوی بر پهنای باند : به عنوان یک قانون تجربی ، که از روش های علمی بدست آمده است ، حرکت از سمت سطح فشرده سازی بالا Q35، به سمت سطح فشرده سازی متوسط Q28، موجب افزایش پهنای باند به مقدار 3 تا 5 برابر خواهد شد ( بسته به شرکت تولید کننده دوربین ها ). حرکت از Q34 به سمت  Q22، باعث افزایش تقریبی 5 تا 10 برابری می شود.
  • نبود همبستگی بین کمپانی های انتخاب شده : از 11 تولید کننده مورد آزمایش قرار گرفته ، هیچکدام از کنوانسیون یا مقیاس یکسانی استفاده نکرده اند و همچنین طی سطح کوانتیزاسیون های یکسان ، نتایج متفاوتی نشان دادند.

 

بررسی فشرده سازی ویدئو

درک کردن فشرده سازی و اینکه چگونه تولید کننده ها سعی می کنند تا تنظیمات حقیقی سطح کوانتیزاسیون را پنهان کنند ، بسیار اهمیت دارد. زمانی که وضوح مورد توجه است ، فشرده سازی اهمیت فراوانی دارد و می تواند یک قاتل خاموش، هم برای کیفیت و هم برای پهنای باند باشد.

همه ی ویدئوهای نظارتی ، صرف نظر از کاهش وضوح و رزولوشن ، فشرده شده اند. همچنین اگر دو دوربین دارای رزولوشن های یکسانی باشند ، سطح های فشرده سازی آن ها می تواند کاملا متفاوت باشد.

خوشبختانه، فشرده سازی در H.264 و  H.265، در مقیاس بین 0 تا 51 تعریف و استانداردسازی شده است. همانطور که در تصویر زیر قابل مشاهده است، این استاندارد سازی کوانتیزاسیون نامگذاری شده است.

غکس فشرده سازی شده

 

هرچند تولید کننده های دوربین معمولا هیچگاه سطح های کوانتیزاسیون مورد استفاده در دوربین های خود را افشا نمی کنند، در عوض هرکدام از مقیاس ها و نام کذاری های مختلفی در سیستم های خود استفاده می کنند. برای مثال در زیر به نام گذاری ها و مقیاس گذاری ها توسط 10 تولید کننده مختلف اشاره شده است:

 مقیاس های فشرده سازی تولید کننده ها

 

به عنوان نتیجه می توان گفت که شاید دوربین های دو شرکت مختلف ، وضوح و رزولوشن های یکسانی داشته باشند ، ولی دارای تفاوت چشمگیری در سطح های فشرده سازی هستند که موجب به تفاوت در کیفیت تصاویر و استفاده از پهنای باند در محصولاتشان نسبت به یکدیگر ، می شود.

 

کوانتیزاسیون پیش فرض میانگین

با توجه به آزمایشات انجام گرفته بر روی 20 دوربین از 10 شرکت یاد شده در شکل بعدی ، پیش فرض ها با مشخصات ذکر شده به شرح قید شده در آن شکل، جمع آوری شده اند.

  • میانگین سطح کوانتیزاسیون پیش فرض در بین این محصولات این شرکت ها ، با مقدار کمترین و بیشترین 20 و 30، 25 بدست آمد.
  • دوربین های Arecont در بین دوربین های تست شده ، در حالت پیش فرض ، دارای کمترین کوانتیزاسیون (Q20) بود. و همچنین Panasonic و Uniview، با (Q21)، پس از این شرکت قرار دارند.
  • بیشترین کوانتیزاسیون پیش فرض را Bosch در اختیار داشت.(Q30)

تنظیمات فشرده سازی پیش فرض 

 

تفاوت های نام گذاری و مقیاسی

هیچ کدام از شرکت هایی که دوربین های آن ها مورد آزمایش قرار گرفته ، از مقیاس یا نام گذاری ای که به طور مستقیم و آسان با مقیاس یا نام گذاری شرکت دیگر مرتبط باشد ، استفاده نکرده است. این امر موجب می شود که در هنگام استاندارد سازی چند دوربین مختلف در یک سطح کوانتیزاسیون ، سردرگمی ایجاد شود.

بعلاوه اینکه نام گذاری ها ، بسته به شرکت تولید کننده، دارای معانی مختلفی هستند که بیش از پیش این سردرگمی را تشدید می کنند. برای مثال ، علی رغم استفاده از مقیاس عددی ، با تنظیم کردن سطح فشرده سازی بر روی عدد "1"، Dahua و Sony بر روی حالت سطح کوانتیزاسیون بالا/کیفیت پایین  هستند. در صورتی که در دوربین شرکت های Bosch ، Axis و  Avigilion، هرچه تنظیمات فشرده سازی به عدد 1 نزدیک تر باشد ، سطح کوانتیزاسیون پایین/کیفیت بالا تر رخ خواهد داد.

 

نرمالیزه کردن فشرده سازی

ما تنظیمات فشرده سازی همه دوربین ها را طوری نرمالیزه کردیم که به کوانتیزاسیون تقریبی 28 دست بیابیم. این امر برای کاربرانی که میخواهند تنظیمات فشرده سازی دوربین خود را نرمالیزه کنند نیز مفید واقع خواهد شد. چرا که این جدول می تواند به عنوان یک راهنمای استفاده برای دوربین های مشابه شرکت های یاد شده باشد.

تنظیم فشرده سازی دوربین در مقدار 28

 

توجه داشته باشید که با اینکه اکثریت قریب به اتفاق دوربین امکان تنظیم دستی فشرده سازی را به کاربر می دهند ، اما دوربین هایی نیز هستند که از این قاعده مستثنی اند. برای مثال نسل جدید دوربین های Hanwha و سونی ، هر دو دارای پیاده سازی VBR غیر استانداردی هستند که صرفا خود میزان فشرده سازی را مقرر و تنظیم نمی کنند، بلکه یک هدف نرخ بیت ( Bitrate ) را تعیین کرده و به تبع آن، نرخ بیت و فشرده سازی تغییر می کند.

 

با استفاده از H.265 ، کوانتیزاسیون تقریبا مشابه است

بر اساس آزمایش های ما بر روی دوربین های چند شرکت مختلف، سطح های کوانتیزاسیون پیش فرض و استاندارد سازی شده، چه در زمان استفاده از H.265 و چه در زمان استفاده از H.264 ، تقریبا برابر است. هرچند نرخ بیت در استفاده از H.265، به طریقه چشمگیری پایین تر است ( عموما بین 30% تا 40% ).

 

اثر فشرده سازی بر روی پهنای باند  

سطح کوانتیزاسون ، بر روی پهنای باند بسیار تاثیر گذار است. برای نشان دادن این موضوع، ما آزمایشی بر روی 4 دوربین Axis  ،  Dahua، Hikvision وPanasonic  انجام دادیم که طی آن، ابتدا از سطح کوانتیزاسیون  Q35، که نرخ فشرده سازی بالایی را موجب می شود، به سمت سطح کوانتیزاسیون Q28 تغییر کرده ایم، که در کاربرد و استفاده سطحی بسیار معمول است، و سپس از این سطح ، به سمت سطح کوانتیزاسیون Q22 ، حرکت کرده ایم.

بر اساس این آزمایش ها ، ما دریافتیم که:

  • تغییر کوانتیزاسیون از Q35 به Q28 موجب افزایش 3 تا 5 برابری پهنای باند در 4 دوربین تست شده شد.
  • تغییر کوانتیزاسیون از Q35 به Q22 منجر به افزایش شدید پهنای باند ، در مقیاس 5 تا 11 برابر شد. ( بسته به شرکت تولید کننده دوربین )

اثر فشرده سازی بر نرخ بیت

 

 

لینک بخش دوم مقاله : مقایسه فشرده سازی در دوربین های IP شرکت های مختلف - بخش دوم

نظرات
نظر بدهید بستن فرم ثبت نظر
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner
banner