فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته با فرمت های مختلف

فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته چگونه است ؟  فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته را با چه ابزاری انجام دهیم ؟ سوالاتی از این قبیل برای افرادی که از دوربین های مداربسته ( تیاندی ، دوربین مداربسته هایلوک ، داهوا ، هایک ویژن …) به طور مداوم استفاه می کنند اما ممکن است اطلاع دقیقی در این باره نداشته باشند پیش می آید. با پیشرفت محصولات امنیتی و افزایش کیفیت تصاویر، فرایند فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته، به امری مهم تبدیل شده است.

به خاطر بالا بودن حجم اطلاعات ثبت شده در دوربین‌های مداربسته، اختلالاتی در سیستم‌های ذخیره ساز رخ خواهد داد.  در واقع هدف کلی از فشرده سازی، کاهش حجم تصاویر ثبت شده است.

در مقابل این عمل باید به گونه ای انجام شود که از کیفیت تصاویر و فیلم‌ها کاسته نشود. با وجود چنین شرایطی چگونگی فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته کاملا جدی گرفته ‌می‌شود. تمرکز بالا بر روی این ویژگی سبب تولید بهترین برندهای دوربین مداربسته برای مصرف کاربران شده است. همچنین برنامه‌ها و نرم افزارهای مختلفی برای فشرده سازی تصاویر وجود دارد.

برخی از این برنامه ها اولویت را وضوح تصاویر قرار می‌دهند. برخی دیگر به گونه‌ای طراحی شده‌اند که فقط وظیفه کاهش حجم اطلاعات طراحی شده را دارند. در ادامه همراه ما باشید تا بهترین روش فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته را به شما معرفی کنیم.

فهرست عناوین بررسی شده :

１. فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته چیست؟
２. چگونگی فشرده سازی تصاویر در دوربین مداربسته
３. نحوه فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته
４. انواع روش‌های فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته
５. بهترین روش فشرده سازی تصویر دوربین‌های مداربسته
６. در پایان فشرده سازی تصویر دوربین‌های مداربسته

فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته چیست؟

اصطلاح Video Compression به معنای فشرده سازی تصویر دوربین‌های مداربسته است. یکی از اقدامات نرم افزاری که از آن برای کم کردن حجم تصاویر و حفظ کیفیت تصاویر استفاده می‌کنند. همانطور که پیش از این گفتیم روش‌های مختلفی برای فشرده کردن سیستم‌های امنیتی وجود دارد. همچنین فشرده سازی یکی از عوامل تاثیر گذار بر روی میزان هزینه‌های ذخیره سازی است.

به این صورت فکر کنید که حجم داده‌های تصویری به تنهایی بالاست پس با افزایش کیفیت این حجم بیشتر خواهد شد. چگونه می توانیم هم تصاویر زیادی ذخیره کنیم و هم افت کیفیت نداشته باشیم؟! در این مقاله روش‌های فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته با فرمت‌های مختلف معرفی شده است. همواره نسخه‌های جدید ارائه شده عملکرد بهتری نسبت به نسخه‌های قبلی خواهند داشت.

 چگونگی فشرده سازی تصاویر در دوربین مداربسته

پیش از آنکه به معرفی بهترین روش فشرده سازی تصویر در دوربین بپردازیم یک سری مفهوم کلی را مرور می‌کنیم. بارها نام دو فرمت از عکس یعنی PNG و JPEG به گوشتان رسیده است. روش‌های مختلفی وجود دارد که رایج‌ترین روش برای فشرده سازی کردن تصاویر همین PNG و JPEG هستند. لازم است بدانید عکسی که فشرده نشده و به شکل خام است؛ به صورت پیکسل‌های و اطلاعات جداگانه ضبط می‌شود.

اطلاعات ذخیره شده می‌تواند شامل درجه روشنایی، رنگ و محل پیکسل و ..‌. باشد. پس با کنارهم قرار گرفتن اطلاعات گفته شده، یک عکس به طور کامل ساخته می‌شود. پس طبیعی است برای ذخیره این اطلاعات حجیم، نسبت به چگونگی فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته اطلاعاتی کسب کنیم. چرا که این تصاویر فضای انبوهی را بدون فشرده سازی اشغال خواهند کرد.

نحوه فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته

دوربین‌های مداربسته آنالوگ به خاطر نداشتن پردازشگر، نمیتوانند اطلاعات ضبط شده را با فشرده سازی کنند. به همین دلیل دوربین‌های امنیتی فشرده سازی را دستگاه ضبط دی وی آر انجام می‌دهند. به طوری که افتتاح تصاویر را به صورت غیر فشرده و خام برای دستگاه می‌فرستند. سپس اقدامات لازم برای فشرده‌سازی داخل دستگاه انجام می‌شود. در مقابل دوربین‌های مداربسته تحت شبکه، فشرده سازی را در داخل دوربین انجام می‌دهند.

 فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد

１. روش intra frame

در این روش از فشرده سازی فقط قسمتهای اضافی تصویر کاهش می یابد. یعنی همان فشرده سازی درون فریمی که j-PEG و l-Frameها در MPEG-2 با این روش داده‌ها را فشرده می‌کنند.

２. روش inter frame

در روش دوم فریم‌های متوالی با یکدیگر مقایسه می‌شود تا عناصر مشترک بین آنها حذف شود. که در این صورت فقط تصویر اختلاف بین آنها ارسال می‌شود. در MPEG-2 فریم‌های B و P دارای این روش از فشرده سازی هستند. پس می‌توان گفت این دو فریم وابسته داده‌های دیگری نیز هستند. بنابراین این دو فریم برای بازسازی فقط وابسته به داده‌های خود نیستند. لازم است بدانید که در زمان تدوین باید روی l-Frame ها انتخاب شوند. یعنی نمیتوان نقاط ویرایش را روی آنها انتخاب کرد.

 روش های دیگر فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته

１. فشرده سازی با افت کم

در فشرده سازی تصاویر با افت کم قسمت‌هایی از داده حذف خواهد شد. پس امکان ندارد از روی اطلاعات فشرده شده، تصویر فشرده نشده را به طور کامل ساخت. با استفاده از این فشرده سازی حجم داده‌ها به اندازه ۱۰ تا ۲۰ برابر کاهش خواهد یافت. البته این کاهش حجم تاثیر زیادی بر روی افت کیفیت عکس نخواهد داشت. اگر کیفیت پایین‌تر مورد قبول شما باشد با استفاده از این روش، میتوانید تصاویر را تا ۲۰۰ برابر کاهش حجم دهید.

２. فشرده سازی بدون افت

در این نوع روش از فشرده سازی داده ها حذف خواهد شد. پس تصاویر اولیه را می‌توان به طور کامل، از تصاویر فشرده شده بازسازی کرد. در چنین حالتی می‌توان حجم داده‌ها را تا ۳ برابر با استفاده از فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته کاهش داد.

انواع روش‌های فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته

دوربین مداربسته‌ای که قدیمی هستند؛ فرایند فشرده سازی را با روش‌های ساده یعنی JPEG یا MPEG یا PNG انجام می‌دادند. در قدم اول به معرفی هر یک از این روشها پرداخته‌ایم. با پیشرفت تکنولوژی در زمینه دوربین‌های امنیتی روشهایی مثل H.265 ، H264 و H.265+ رواج پیدا کردند.

１. روش اول فشرده سازی JPEG

یکی از روش‌های رایج برای فشرده سازی کردن تصاویر JPEG است. در این روش گفته شده، نرم‌افزار استفاده‌ شده پیکسل‌های مشابه به یکدیگر را پیدا میکند. سپس با ضبط کردن شباهت آنها از نظر رنگ، تصاویر را به صورت یک مجموعه کامل از شکل‌های رنگی به ثبت می‌رساند. یعنی در فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته با JPEG ثبت پیکسل به پیکسل رخ نخواهد داد. اغلب از این روش برای فشرده کردن عکسهای استفاده می‌کنند که به واقعیت نزدیک باشد.

２. روش فشرده سازی MPEG

روش فشرده سازی MPEG یک مرحله بالاتر از JPEG و برای تصاویر ویدیویی است. در واقع کار اصلی این روش، شناسایی پیکسل‌های مشابه و بدون تغییر است. به طوری که علاوه بر ادغام پیکسل‌های کنار هم در یک فریم، پیکسل های مشابه در فریم‌های پشت سرهم نیز ادغام می‌شوند. البته روش MPEG جز ابتدایی‌ترین روش برای فشرده سازی است.

در نتیجه اگر تغییرات زیادی در فریم‌ها ایجاد نشده باشد تصاویر با نرخ بالایی فشرده می‌شوند. بدین ترتیب فضای کمتری را اشغال خواهند کرد. در این روش فقط قسمت‌هایی باقی خواهد ماند که نشان دهنده رخدادهای مهم و سوژه‌های جدید باشد.

３. PNG، روش فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته

در روش PNG تصاویر ضبط شده به شکل فرمول‌هایی در می آیند که هر کدام نشان دهنده اشکال مختلف است. یعنی هر کدام از تصاویر به تنهایی معرف شکلی خاص با رنگهای متفاوت هستند. مثلا اگر یک مربع در مرکز اصلی تصویر قرار بگیرد، تصویر آن را به شکل یک فرمول برای مربع ثبت میکند.

البته لازم است بدانید نرخ فشرده سازی در مدل JPEG بالاتر از روش PNG است. به همین خاطر از روش PNG برای طراحی‌های کامپیوتری، تصاویر وکتور، آیکن‌ها و طراحی‌های خطی استفاده می‌کنند. البته توجه داشته باشید که روش‌های زیادی برای کاهش دادن و فشرده سازی تصاویر وجود دارد. که علاوه بر کاهش حجم تصاویر را با همان کیفیت اولیه تحویل میدهند. چرا که مکانیزم بسیار پیچیده‌ای نسبت از مفاهیم اولیه و پایه که هم اکنون گفته شد، دارند.

بهترین روش فشرده سازی تصویر دوربین‌های مداربسته

１. H.264

نخستین روشی که گفته شد جزو رایج ترین و پیشرفته ترین روش برای فشرده سازی تصویر است. در این روش با کاهش نرخ بیتریت (Bitrate) و همچنین حذف نقاط تکراری در فریم‌ها فشرده سازی انجام میشود. البته اطلاعات لازم است بدانید که این فشرده سازی بدون افت کیفیت صورت می‌گیرد. یکی دیگر از ورژن‌های ساخته شده توسط این فرمت H.264+ می‌باشد که نیازمند تجهیزات خاصی است. چرا که میزان فشرده سازی بالاتری نسبت به نسخه قبلی خود دارد.

２. H.265

H265 مخفف عبارت High Efficiency Video coding ورژن 265 است که به معنای کدگذاری ویدیویی پر بازده HEVC می باشد. H265 یکی از استانداردهای فشرده سازی تصویر است که اخیرا جایگزین نسل قبلی خود یعنی H264  گردیده است. بعد از فرمت H.264 که رایج ترین و محبوب ترین فرمت فشرده سازی در میان سیستم های مداربسته بود. فرمت فشرده سازی H.265 به بازار عرضه شد. که از بارزترین مزایای این روش، کاهش دادن دو برابری حجم تصویر در مقایسه با روش قبلی است. به طوری که در ویدیو هرچه تشخیص حرکت کمتر باشد مسلما حجم کمتر خواهد بود. البته نحوه تصویربرداری می‌تواند تاثیر بسزایی بر روی تصاویر حاصل شده بگذارد. همچنین کیفیت نهایی تصویر، در روش H.265 بالاتر از روش H.264 خواهد بود.

３. .265+

این فرمت مخصوص فشرده سازی برای تصاویر ویدیویی است. این روش که جز بهترین روش‌های فشرده سازی در صنعت دوربین‌های امنیتی است و برای اولین بار توسط شرکت هایک ویژن ابداع شد. این روش همانطور که از نامش پیداست توانست کاسی های روش قبلی را در خود جای دهد. همچنین میزان و نحوه فشرده سازی آن بر اساس سه تکنولوژی زیر بهتر می‌شود.

_ تکنولوژی کد گذاری پیشرفته بر اساس مدل‌های پس زمینه
_ تکنولوژی حذف کردن نویز که در پس زمینه وجود دارد
_ تکنولوژی کنترل بیت ریت (Bitrate) در بلند مدت

این فرمت بیان شده به طور کامل در تطابق با استانداردهای H.265 ساخته شده است. که اغلب با نرم افزارها و سخت افزارهایی که پشتیبانی H.265 را انجام میدهند سازگار است. این کدک تاثیر بسزایی بر رود کاهش هزینه‌های ذخیره سازی و افزایش کیفیت (HD) خواهد داشت. علاوه بر آن در هزینه‌های مربوط به فضای ذخیره سازی به اندازه ۷۵ درصد صرفه جویی میکند.

چه دوربین های مداربسته ای از H265 و H265+ پشتیبانی می کنند؟

همانطور که گفته شد، بعد از سال 2016 شرکت های مطرح تولید کننده با ارائه دوربین های HD و FULL HD با مشکل پهنای باند و حجم بالای تصاویر مواجه شدند و برای رفع این معضل H265 و H265+ را عرضه نمودند. دستگاه های ذخیره ساز برندهای داهوآ، هایک ویژن، سامسونگ، بوش، مکسرون و دیگر برندهای مطرح حوزه دوربین های مداربسته به این تکنولوژی مهم و کاربردی مجهز هستند.

متوجه شدیم که فشرده سازی تصویر دوربین مداربسته چیست؟ و تقسیم بندی آن بر اساس فریم و استریم است. همچنین به بررسی انواع روش فشرده سازی و نحوه فشرده پرداختیم. در حال حاضر شرکت‌ها فرمت های مختلفی را برای فشرده کردن تصاویر دوربین مداربسته ارائه کرده‌اند.  بر همین منوال توانستند سهم بزرگی در کاهش دادن فضای ذخیره، پهنای باند، هزینه و … داشته باشند.

پس وجود بهترین فرمت برای فشرده کردن تصاویر به خاطر کاهش دادن حجم، از ضروریات مهم یک سیستم امنیتی است. چرا که با وجود آن در خیلی از زمینه‌ها میتوان صرفه جویی کرد که مستقیما در کاهش هزینه‌ها تاثیرگذار است. همانطور که گفتیم در این مطلب تمام تلاش خود را کرده‌ایم تا مفاهیم را به صورت ساده و قابل فهم توضیح دهیم.

قطعاً روش‌های گفته شده در پایه طراحی های نرم افزاری و پیچیده برای شناسایی تمایز و شباهت‌ها عمل می‌کند. و در نهایت شاهد کاهش حجم تصاویر خواهیم بود. امیدوار هستیم با مطالعه این صفحه با نحوه فشرده سازی دوربین مداربسته آشنا شده باشید. در صورت داشتن هرگونه ابهام می توانید با کارشناسان مجموعه رادیس تماس بگیرید.

اینستاگرام رادیس را دنبال کنید.