Формат MPEG-4 isual в системах видеонаблюдения

Формат MPEG-4 isual стал международным стандартом в 1999 году; главной его отличительной чертой была поддержка объектно-ориентированной компрессии. Присутствующие в кадре объекты классифицируются, а затем кодируются как отдельные потоки данных. Это весьма существенный плюс с точки зрения видеонаблюдения, поскольку такая технология позволяет автоматически определять и отслеживать целевые объекты, выделять их изображения из сцены и обрабатывать отдельно, кодируя относящиеся к ним данные (если такая возможность предусмотрена) в более высоком разрешении, чем остальные участки кадра. Стандарт MPEG-4 isual имеет более широкую функциональность, чем MPEG. Это, в частности, касается предсказуемости характеристик объёма в кадрах и повышенной устойчивости к ошибкам. Повышенная предсказуемость и раздельное кодирование позволяют на 15-20% улучшить характеристики сжатия по сравнению со стандартом MPEG. Одной из продвинутых функций, реализованных в стандарте MPEG-4 isual, является глобальная компенсация движения (global motion compensation, GMC). Она особенно полезна при обработке сигнала с камер, установленных на поворотных устройствах либо на движущихся транспортных средствах, где максимальное перемещение в кадре обусловлено движением самой купольной камеры с ИК. Режим GMC позволяем снизить объём цифровой интерпретации кадра всего лишь до нескольких параметров — в отличие от расчёта отдельного вектора перемещений для каждого блока пикселов.

Глобальная компенсация

Глобальная компенсация движения может существенно сэкономить скорость потока данных при применении поворотных и движущихся камер. Компрессоры и декомпрессоры, работающие по алгоритмам стандарта MPEG-4, реализуются как программным, так и аппаратным путем, и весьма интенсивно используются при передаче видеоинформации в сети Интернет, а также по каналам мобильной связи.

Еще большую гибкость и точность передачи векторов перемещений (активности) в сцене обеспечивает применение улучшенной версии кодека MPEG-4 isual —так называемого продвинутого видеокодирования (Advanced ideo Coding, AC), известного также под названием НВ. Основная цель создания этого стандарта — как минимум вдвое сократить битрейт, сохранив качество изображения предшественников —MPEG-2, Н63 и MPEGT У.

Стандарт компрессии Н64

Более чем двукратного сокращения битрейта удалось добиться повышением эффективности предсказания поведения пикселов внутри кадров и между кадрами. Стандарты MPEG-4, MPEG-4 isual (с применением компенсации движения GMC и без таковой) и Н64 превосходят MPEG-2 по показателям прямой эффективности (качество на бит информации), к тому же они лучше приспособлены к передаче по сети. Двукратное снижение нагрузки на пропускную способность сети делает стандарт Н64 привлекательным с экономической точки зрения, позволяя существенно снизить затраты на передачу данных в цифровых системах видеонаблюдения и контроля. Современные видеосистемы стандартного разрешения и высокой чёткости почти поголовно используют стандарт MPEG-2, возможности которого уже практически исчерпаны, а возраст превышает десяток лет. Протокол передачи и способы модуляции, используемые в стандарте Н64, идентичны применяемым в стандарте MPEG-2 — поэтому продвинутая версия MPEG-4 не требует больших затрат на внедрение. Сохранение качества при двукратном уменьшении битрейта приводит к тому, что видеопотоки высокой чёткости могут быть вписаны в битрейт 8 Мбит/с, а DD-видео — всего в 1 Мбит/с. Неудивительно, что новинка уже получила распространение в передаче видеоданных на мобильные устройства, включая сотовые телефоны и персональные цифровые органайзеры. Стандарт Н64 также поддерживает оба вида развёртки — прогрессивную и чересстрочную.

При невысокой интенсивности движения в сцене новый формат компрессии обеспечивает степени сжатия потока от 800:1 до 1000: Однако при наличии в кадре быстро движущихся объектов степени сжатия падают на порядок — от 80:1 до 100: