Улучшенный алгоритм сжатия видеосигнала WiseStream

18 октября 2018

Сетевое IP-видеонаблюдение не имеет технического ограничения по разрешению картинки, как при использовании аналоговой технологии. Видеочипы современных IP-камер справляются с кодированием даже 4К видеосигнала. Но с ростом разрешения возникает другая проблема. Существенно растет трафик в сети при передаче сигнала на сервер или видеорегистратор.

Для снятия этого ограничения существует два способа: использование эффективных кодеков, сжимающих видеофайлы, и применение интеллектуальных алгоритмов, позволяющих существенно повысить коэффициент сжатия сигнала. Рассмотрим оба момента на примере технологии WiseStream, разработанной инженерами Hanwha Techwin.

Как работает WiseStream

Как правило, в видеонаблюдении большая часть кадра остается статичной на протяжении довольно длительных промежутков времени. Т.е. в более чем половине картинки постоянных изменений не происходит. Инженеры компании придумали рассматривать кадры не по отдельности, а группами.

Алгоритм выбирает опорный кадр. Для остальных определяются изменения, в сравнении с опорным, и эта измененная часть кодируется. Эти кадры называются разностными и занимают существенно меньший объем данных, чем опорные. Таким образом, чем статичнее картинка, тем меньший трафик генерируется при передаче сигнала на сервер.

Для оценки интенсивности движения в зоне съемки используется интеллектуальный алгоритм. Как только интенсивность движения возрастает, он автоматически поднимает битрейт для повышения качества картинки. Как только картинка становится статичной, снижает битрейт для экономии объема данных.

Из тех же соображений увеличивается или уменьшается длина группы кадров для кодирования. При съемке статичной картинки без движения максимальная длительность группы достигает 16 секунд. При активном движении в зоне съемки длинные группы становятся неэффективны, поэтому алгоритм уменьшает длительность.

Насколько эффективна WiseStream

Алгоритм эффективен в ситуации, когда движения на картинке немного. Также степень сжатия зависит от используемого кодека. Применение H.265 вместо H.264 уже само по себе дает снижение трафика примерно на 50%, в зависимости от динамичности сцены. Поэтому максимальная степень сжатия видео достигается на комбинации H.265 и WiseStream.

Это можно продемонстрировать на приведенных инженерами тестовых материалах.

Как видим, при том же разрешении картинки битрейт удается уменьшить с 6459 Кб/с до 2907 Кб/с.

Инженеры Hanwha Techwin продолжают работу над своей технологией. Сегодня ими внедряется второе поколение алгоритма — WiseStream-II. Она демонстрирует еще большую эффективность.

Еще раз отметим, что улучшенные алгоритмы сжатия максимально эффективны при видеонаблюдении за автостоянками, коридорами, где интенсивность движения минимальна. При динамичной картинке выигрыш в объеме трафика не столь значителен, если вообще заметен.

Для использования современного кодека H.265 и технологии WiseStream необходима поддержка как на стороне камеры, так и на стороне видеорегистратора. В старых регистраторах как правило поддерживается только более старый кодек H.264.

Купить видеокамеры и видеорегистраторы, работающие с кодеком H.265 в Москве можно в интернет-магазине Техническая лаборатория.