Форматы сжатия Н.264 и Н.265: как это работает в системах видеонаблюдения?
Современные системы видеонаблюдения способны генерировать и обрабатывать большие объемы видеоданных с сохранением высокого уровня качества при отображении изображения в реальном времени и записи данных в архив. При этом, чем выше уровень качество видеофайлов, тем больше требуется места для их записи в архив на устройствах хранения информации и облачных сервисах.
Здесь на помощь приходят видеокодеки. Они применяют стандарты сжатия, сохраняя при этом высокую детализацию на картинке сцены, оптимизируют передачу данных без потери критически важной информации.
В этой статье мы разберем методы сжатия видео, расскажем чем отличаются видеокодеки H.264 и H.265 и поможем понять, какой из них выбрать для вашей системы видеонаблюдения.
Что такое видеокодек и как работает технология?
Это программа или устройство, которое сжимает и распаковывает видео файлы, уменьшая их для хранения и передачи, а затем восстанавливает до исходного качества для воспроизведения.
Без сжатия видеофайлы с камер видеонаблюдения, могут иметь размер доходящий до десятка гигабайт. Хранить такие объемы нерационально, а передавать по сети - сложно и дорого.
Форматы сжатия Н.264 и Н.265:
- Уменьшают размер файлов без потери качества.
- Оптимизируют передачу и обработку файлов. Снижают битрейт, уменьшают нагрузку на сеть, улучшают пропускную способность канала передачи изображений и в целом повышают производительность системы видеонаблюдения.
- Позволяют увеличить время хранения архивных записей на жестких дисках, картах памяти и облачных сервисах.
Кодек H.264 (AVC)
H.264 (Advanced Video Coding, AVC, MPEG-4) - один из самых распространенных стандартов сжатия в системах видеонаблюдения. Он обеспечивает хороший баланс между качеством изображения и степенью сжатия, а скорость обработки составляет 7-8 Мb/сек.
Преимущества:
- Оптимальное соотношение качества и размера. Сжимает объем данных в 2-3 раза по сравнению с устаревшими форматами (MPEG-2, MJPEG).
- Совместимость с большинством камер, видеорегистраторов (NVR/DVR) и программ для просмотра.
- Снижает нагрузку на процессор, т.к. не требует мощного оборудования для кодирования и декодирования.
Ограничения:
- При длительном хранении видео высокого разрешения (Full HD, 4K) требуется много места на дисках.
- Низкая эффективность при разрешении 4К+ по сравнению с H.265.
Формат сжатия H.264+
Видеокодек производит запись в аналогичном формате Н.264, но при этом скорость потока существенно выше от 12 до 20 Мb/сек. В H.264+ были введены изменения:
- интегрирован специальный фоновый инструмент, используемый для подавления шума на картинке сцены изображения
- в технологии интеллектуального кодирования используется модель предсказания тела
- внедрена технология регулирования и управления битрейтом передачи видепотока
Преимущества:
- Снижение нагрузки на сеть – увеличение пропускной способности канала.
- Сохранение ключевых деталей – важные объекты (лица, номера) остаются четкими даже при сильном сжатии.
Кодек видео H.265 (HEVC)
Формат H.265 (High Efficiency Video Coding, HEVC) обеспечивает на 30-50% лучшее сжатие, чем H.264, при одинаковом качестве.
Преимущества:
- Меньший размер файлов. Эффективное решение для разрешения 8K.
- Вдвое меньший битрейт при том же качестве, как и для H.264 (MPEG-4 AVC).
- Высокий уровень детализации. На видео можно различить мелкие объекты, например, детали одежды, черты лица и др.
- Поддержка HDR и широких динамических диапазонов.
Ограничения:
- Использование кодека требует мощных процессоров в камерах видеонаблюдения и регистраторах.
- Для просмотра видео сжатого в H.265 (HEVC), сетевое соединение должно поддерживаться на уровне минимум 20-30 Мb/сек.
- Поддерживается не всеми моделями оборудования.
Стандарт H.265+
H.265+ - обновленный и оптимизированный видеокодек H.265 (HEVC) под задачи безопасности. Использует интеллектуальное кодирование, снижая битрейт в статичных сценах без потери важных деталей.
Преимущества:
- Экономия до 70% места по сравнению с видеокодеком H.264 (MPEG-4 AVC).
- Производительность увеличена на 67% по сравнению с H.264 (MPEG-4 AVC).
- На сегодня, является самым эффективным решением для работы с камерами и регистраторами видеонаблюдения, имеющих функцию AI (интеллектуальная аналитика).
- Фокусируется исключительно на объектах, находящихся в движении;
- Обрабатывается исключительно в то время, когда в кадре видно движение;
- тотально подавляет цифровые шумы при обработке информации
- Обрабатывается статический фон, чтобы максимально уменьшить размер видеофайлов.
- Хороший вариант для облачного видеонаблюдения - меньше трафика и затрат на хранение.
Сравнительная таблица характеристик H.264,H.264+, H.265, H.265+
Параметр | Н264 | Н264+ | Н265 | Н265+ |
---|---|---|---|---|
Степень сжатия | 2000:1 | + 30-50% | +40-50% | +50-70% |
Нагрузка на сеть | средняя | низкая | средняя | максимально низкая |
Качество | хорошее | хорошее* | отличное | отличное* |
Совместимость с системами видеонаблюдения | максимальная | высокая | средняя | ограниченная |
Нагрузка на CPU | низкая | средняя | высокая | очень высокая |
*При адаптивном кодировании качество в динамичных сценах может немного снижаться.
Как выбрать формат сжатия под задачи вашей системы видеонаблюдения?
Выбор кодека зависит от индивидуальных условий работы системы видеонаблюдения.
Важно понимать, что современные форматы сжатия - лишь инструмент. Даже H.265+ не компенсирует плохое освещение или низкое разрешение камеры видеонаблюдения.
Настройки также имеют значение, битрейт, FPS, тип сжатия (CBR/VBR) влияют на качество, скорость передачи видеофайлов и размер архива.
Перед выбором видеокодека убедитесь, что:
- Камеры и регистратор поддерживают выбранный стандарт (например, старые NVR могут не поддерживать декодирование в формате H.265).
- ПО для просмотра (CMS, мобильные приложения) работает с этим видеокодеком.
- Мощности процессора устройства видеонаблюдения достаточно для стабильного кодирования/декодирования видеокодеком (внапример,H.265+, требует использование более мощных чипов, чем Н.264).
Проверьте:
- Спецификацию камеры (например, формат H.265+ часто есть только в новых моделях).
- Возможность аппаратного декодирования в регистраторе (снижает нагрузку на CPU).
Рекомендации:
- Для новых систем видеонаблюдения выбирайте умные IP камеры и NVR регистраторы с поддержкой видеокодека H.265+ для максимальной экономии места и высокой производительности системы видеонаблюдения в целом.
- Для бюджетных решений подойдут комплекты видеонаблюдения с кодеками стандартов H.264+ и/или H.264.
Эффективное видеонаблюдение требует комплексного подхода: качественные камеры, правильные настройки записи и подходящий видеокодек. Технические специалисты GreenVision помогут выбрать оборудование исходя из индивидуальных особенностей вашего объекта.