متخصصان سیستم های نظارت تصویری از سال 2013 درباره قابلیتها و ویژگیهای کدک H.265 صحبتهای بسیاری کردند. حالا در سال 2017 کدک H.265 درحال تبدیل شدن به جریان اصلی مورد استفاده و سازگار با سیستم های نظارت تصویری خواهد شد و بسیاری از شرکتها درحال ساخت دوربین مداربسته و VMS هایی با سازگاری کامل کدک H.265 خواهند بود.
در این مقاله دوربین مداربسته مسائل رایج مرتبط با کدک H.265 را در سالهای آینده با سرفصلهای زیر شرح می دهیم :
- تفاوتهای بین کدکهای H.264 و H.265
- پتانسیل بهبودهای کیفی تصویر
- موانع همه گیری کدک H.265
- مروری بر پشتیبانی VMS ها
- تا سال 2018 خبری از سازگاری ONVIF نیست
- تفاوت کدک H.265 با کدک هوشمند H.264
- نتایج بررسی کدک H.265
- توصیه هایی برای استفاده از کدک دوربین مداربسته
در مجموع مهمترین موضوع درباره استفاده از کدک H.265 یا HEVC کاهش نیاز به پهنای باند بالا و کاهش میزان bit rate خواهد بود که ادعا می شود نسبت به دیگر کدکها به نصف کاهش می یابد. برای مثال اگر یک دوربین مداربسته 1080P با سرعت ضبط 30 فریم در ثانیه نیاز به پهنای باند 4 مگابیت در ثانیه داشته باشد، دوربین مداربسته با کدک H.265 تنها به 2 مگابیت بر ثانیه پهنای باند نیاز دارد. اما حالا پس از گذشت زمان مشخص شد که اینقدر هم کارایی بالا نداشته است.
برای مطالعه عمیق مطالب رفرنس می توانید نگاهی به منابعی مثل مشخصات تکنیکی IEEE HEVC/H.265 بیندازید. برای جزئیات کلی هم می توانید به مطالعه بیش از 200 برگ درباره استاندارد HEVC بپردازید.
مقایسه قابلیتهای تکنیکی
سه بهینه سازی بنیادین در کدک H.265 نسبت به کدکهای پیشین رخ داده است :
- حجم بالاتر CTU ها بجای بلاکهای تصویری ماکرو : بزرگترین سایز بلاک کدک H.264 معادل 256 پیکسل (16 در 16) می باشد اما در کدک H.265 این میزان 16 برابر معادل 4096 پیکسل (64 در 64) خواهد بود. سازندگان این کدک علت استفاده از بلاکهای تصویری بزرگتر را کارکرد بهینه تر انکدینگ بخصوص برای تصاویری با رزولوشن بالاتر می دانند.
- رمزگشایی و دیکد کردن موازی در کدک H.265 امکان پردازش بخشهای مختلف تصویر را در زمانی یکسان میسر می کند. این کار باعث می شود سرعت پخش ویدئوهای ضبط شده و در حال پخش بالا رفته و مزیت استفاده از پردازنده های چند هسته ای که امروزه رایج شده اند را خواهند داشت. کدک H.264 این قابلیت را ندارد.
- مفهومی با مضمون "Clean Random Access" بمعنای دسترسی تصادفی به کدکهای H.265 افزوده شد که " تصاویر را بدون نیاز به دیکد تصاویر دیگری که پیشتر از آن در جریان تصویری وجود داشتند دیکد کرده و از کدک لحظه ای با عنوان Open GOP استفاده می کند". این قابلیت مزیت بسیار خوبی برای سیستم های نظارت تصویری که نیاز به پخش تصاویر ضبط شده دارند بهمراه دارد و باعث می شود فریم های I که باعث افزایش میزان bitrate ها شده بهینه شوند.
انکدینگ متغیر (Scalable) قابلیت مهمی است که کدک H.265 هم مثل کدک H.264 از آن بی بهره است. قابلیتی که پیشتر روی آن برنامه ریزی شده بود هنوز هم در کدک H.265 برای سیستم های نظارت تصویری قابل اجرا نبوده است. قابلیت کاهش پهنای باند و کاهش فضای ذخیره سازی مورد نیاز بیشتر میتواند با استفاده از انکدینگ متغیر یا سایزپذیر بسیار بهینه تر شود.
پتانسیل بهبودهای کیفی تصویر
تعدادی از شرکتهای سازنده، بهبود کیفیت تصاویر با کدک H.265 را مهمترین تبلیغ برای جلب مشتری می دانند که اشتباه است. کدک H.265 ذاتا کیفیت بهتری نسبت به کدک H.264 یا حتی کدک MPEG-4 نداشته است. به همین شکل اگر از پهنای باند مناسب کدک H.264 در کدک H.265 استفاده شود باز هم فرقی در بهبود کیفیت تصاویر نخواهد کرد. اما حداقل پهنای باند مورد نیاز کاهش پیدا می کند. تنها موضوعی که شاید باعث بهبود غیرمستقیم کیفیت باشد مراحل یا Level های مورد استفاده در H.264 است که اگر در میزان کم ست شوند باعث افزایش نویز و تصاویر موهوم می شود. وقتی به کدک H.265 رسیدیم همین سطوح پهنای باندی می توانند باعث بهبود کیفیت شوند.
موانع همه گیری کدک H.265
با ظهور کدک H.265 قبول آن خیلی ساده نبوده و سه مانع جلوی این پذیرش را گرفته است:
- دوربین های مداربسته جدید : دوربین های مداربسته جدید نمی توانند بسادگی با یک بروزرسانی فرم ور با H.265 سازگار شوند. یعنی نیاز به چیپست جدیدی خواهد بود که این یعنی دوربین مداربسته موجود باید برای سازگاری با کدک H.265 با دوربین مدار بسته دیگری تعویض شود(مثل تغییر کدک MPEG-4 به H.264).
- نسخه های جدید VMS ها : بخاطر جدید بودن کدک H.265 بسیاری شرکتهای سازنده VMS باید با آن سازگار شوند. برای این کار نیاز به بررسیها و تستهای مختلفی است. این تاخیر در همه گیر شدن بدلیل این است که بسیاری از VMS ها باید بتوانند با بسیاری از دوربین های مداربسته مختلف شرایط سازگاری را بدست آورند.
- توان پردازشی افزایش یافته : تعادل در میزان کاهش پهنای باند نیازمند توان پردازشی بالایی بین 50 تا 300 درصد بیشتر از باقی کدکها برای سی پی یو خواهد بود. از طرف دیگر می تواند به کاربران برای کاهش سایز تبادلات I/O کمک نماید. این قابلیت بسیار خوب است اما باید نگرانیهای قابل درک و تاخیرها در تست و تایید این مسائل را نیز در نظر گرفت.