فریمهای I و P
دو نوع کلی فریمها در کدکهایی مثل کدک H.264 و H.265 وجود دارند که در ادامه درباره هر کدامشان توضیحاتی می دهیم.
فریمهای I (I-Frames)
اولین فریم در گروه تصاویر گرفته شده بنام فریم I شناخته می شود که مخفف شده عبارت Intra-Coded بوده و درواقع یک فریم کاملی از تصویر است. یعنی فریمهای اصلی جریان تصویری، فریمهای I هستند و فریمهای P هم تنها تغییرات بین دو فریم اصلی I را ثبت می کنند. فاصله بین دو فریم I را بنام وقفه یا I-Frame interval، GOV (گروه داخل ویدئو)یا GOP (گروهی از تصاویر) می شناسند.
بعنوان مثال تصویر زیر یک فریم I از صحنه فضای آزاد را نشان می دهد.
فریمهای P (P-Frames)
فریمهای P به تصاویر کاملی از فریم I قبلی اشاره دارند و تنها تغییرات صحنه را بر مبنای فریمهای I نشان می دهند. ممکن است تغییرات بسیار ناچیز باشند و مثلا شامل یک نویز دیجیتالی یا یک حرکت شاخ و برگ باشد یا یک تغییر مهم مثلا شامل حرکت شیئی در منطقه مورد نظارت یک دوربین مدار بسته PTZ. اصطلاح فریم P از عبارت "Predictive" بمعنای “پیش گویانه” گرفته شده است. در ادامه با سی سی تی وی آنلاین . ir همراه شوید.
تغییرات فرستاده شده در فریم P را در زیر می بینید. تنها هاله هایی در اطراف جاده مشاهده می کنید که نشان می دهید با عبور خودرو یا حرکت شاخ و برگها در پایین سمت راست تصویر تغییراتی وجود داشته است.
برای درک بهتر، این تصاویر را در کنار یکدیگر بصورت ویدئویی نشان می دهیم و فریم P تغییرات رخ داده را تنها بصورت یک پشته نگهداری می کند تا فریم بعدی I هم ارسال شود(تقریبا 15 ثانیه).
انواع دیگر فریمها
توجه کنید که دیگر انواع فریمها در کنار فریمهای I و P شامل انواع B، SI و SP خواهند بود که در سیستمهای نظارت تصویری جایی ندارند. بعضی از دوربینهای مداربسته تحت شبکه (IP) از فریم B پشتیبانی می کنند اما همه VMS ها قابلیت سازگاری کامل یا دیکد کردن این تصاویر را ندارند و بهمین دلیل استفاده از فریمهای B خیلی رایج نیست.
استفاده از کدکهای رایج دوربین مدار بسته
در سیستمهای نظارت تصویری تقریبا همه دوربینهای مدار بسته جدید با کدک H.264 سازگارند. علت محبوبیت و استفاده بیشتر از این کدک به مزایای صرفه جویی پهنای باند و حافظه بر می گشت که نسبت به کدکهای پیشین بسیار قدرتمند تر بود. کدکهایی مثل MPEG-4 که قبلتر بیشتر رایج بودند دیگر در سال 2016 اقبالی ندارند و کدک H.265 درحال تصاحب جایگاه کدک H.264 است ولی هنوز با محدودیتهایی برای استفاده گسترده روبروست.
MJPEG هم هنوز در بعضی کاربردهای ویژه مثل LPR (تشخیص پلاک خودرو) یا تحلیلگرهای ویدئویی کاربرد دارد. البته بسیاری از سازندگان دوربین مداربسته در حال محدود کردن پشتیبانی از MJPEG و قطع خط تولید محصولاتی با این ویژگی هستند.
JPEG2000 یک کدک Inter-frame مثل MJPEG است اما قابلیت توسعه بیشتر را نیز دارد. این کدک بیشتر در محصولات اویجیلون استفاده می شد اما تقریبا در خط تولید دوربینهای مدار بسته H3 و H4 اویجیلون از رده خارج شد و تنها فعلا دوربینهای مدار بسته پلاک خوان این شرکت از این کدک استفاده می کنند. بقیه شرکتها هم مثل Logipix و Ampleye هنوز از کدک JPEG2000 استفاده می کنند.
سیستمهای نظارت تصویری امروزه انتخابهای متنوع تری از کدکهای هوشمند دوربین مدار بسته را در دست دارند اما تعداد محدودی از آنها در سال 2016 استفاده شده و یا خواهند شد. در سیستمهای گذشته آنالوگ، تصاویر ویدئویی انکد می شدند و بصورت یکسانی مدیریت و ذخیره می شدند(مثلا در DVR ها) و این موضوع باعث می شد استفاده از یک کدک برای کل شرکتها مقدور باشد و تمام پروسه با همان کدک براحتی پیش می رفت.
اما در دوربینهای مدار بسته تحت شبکه (IPCamera) تصاویر ویدئویی در داخل دوربین انکد شده و سپس نیاز خواهد بود این تصاویر فشرده شده به رکوردر یا VMS برای ذخیره سازی و مدیریت کامل انتقال داده شوند. کدکهای اختصاصی باعث افزایش پیچیدگی پروسه ذخیره سازی، مدیریت و نمایش تصاویر ویدئویی می شوند و این مراحل باید توسط VMS هم قابل پشتیبانی باشند. انجام این یکپارچگی بر روی کدکهای اختصاصی (Properietary CODEC) هزینه های بالایی دارد و این موضوع به ایجاد انگیزه در شرکتهای سازنده دوربین مداربسته در استفاده از راهکارهای end to end یا یکپارچه منجر شده است.