پهنای باند سیستم دوربین IP
فشرده سازی تصویر
دوربین های IP مگاپیکسلی اطلاعات بسیار زیادی تولید می کنند. جدیدترین دوربین های 4K حتی بیشتر تولید خواهند کرد. نیاز به فضای ذخیرهسازی ویدیوی بیشتر و منابع شبکه بیشتر است.
مهم است که بدانیم چه چیزی به پهنای باند کمک می کند و چه اقداماتی می توان برای کنترل آن انجام داد. این مقاله طرحهای فشردهسازی مختلف، عواملی که بر پهنای باند تأثیر میگذارند، و کارهای عملی که میتوانید برای کاهش پهنای باند در سیستمهای دوربین IP خود انجام دهید، شرح میدهد.
داده های خام از یک قاب ویدیو
پیکسل های دیجیتال
داده های خام تولید شده توسط یک فریم ویدیو می تواند بسیار زیاد باشد. هر چه رزولوشن بالاتر باشد، پیکسل های بیشتری در یک تصویر وجود دارد و البته پهنای باند خام بیشتر می شود. به عنوان مثال، اجازه دهید داده های تولید شده توسط یک قاب از یک دوربین معمولی 2 مگاپیکسلی را در نظر بگیریم. هر دو Samsung SNV-6084 و Sony EM630 دارای سنسورهای 2.1 مگاپیکسلی هستند. هر پیکسل حاوی اطلاعات زیادی است.
پیکسل در واقع عنصری است که از 3 ترکیب رنگ (قرمز، آبی، سبز) تشکیل شده است که با هم ترکیب می شوند تا طیف رنگی کامل را ایجاد کنند. هر عنصر رنگ دیجیتالی می شود تا طیفی از شدت را ارائه دهد. ما معمولاً از 8 بیت (1 بایت) برای ایجاد 256 محدوده استفاده می کنیم. بنابراین، هر پیکسل حاوی 3 بایت یا 24 بیت داده است. بنابراین یک فریم از 24 x 2.1 مگاپیکسل = 50.4 بیت تشکیل شده است. اگر بخواهیم 10 فریم در ثانیه ارسال کنیم، پهنای باند خام 504 مگابیت بر ثانیه تولید می کنیم.
مفاهیم فشرده سازی
در پردازش سیگنال داده، فشرده سازی روشی برای کاهش مقدار داده یا نرخ بیت مورد نیاز برای توصیف اطلاعات است. هدف از فشرده سازی خوب دستیابی به کمترین پهنای باند و در عین حال حفظ سطح معقولی از کیفیت ویدئو است. به نوعی ذهنی است.
داده ها (مانند یک فریم ویدیویی) توسط منبع فشرده می شوند (مانند دوربین) و سپس در انتهای دریافت کننده فشرده می شوند (مانند رایانه ای که نرم افزار مدیریت ویدیو را اجرا می کند). چالش این است که دادههای مورد نیاز را کاهش دهیم و همچنان اجازه دهیم که دادهها هنگام فشردهسازی قابل تشخیص باشند. فشرده سازی بدون تلفات، که افزونگی آماری را حذف می کند، هیچ اطلاعاتی را حذف نمی کند. روشهای فشردهسازی با اتلاف محتوای اطلاعات را کاهش میدهند، اما همچنان به گیرنده اجازه میدهند اطلاعات را تشخیص دهند. معمولاً زمانی که فردی نتایج فشرده سازی را مشاهده می کند، این کار بسیار خوب عمل می کند.
فشرده سازی دوربین IP
دوربینها رایانههایی را تعبیه کردهاند که (از جمله موارد دیگر) دادههای ویدیویی را فشرده میکنند. معمولاً هرچه فشرده سازی بهتر باشد، برای پیاده سازی آن به قدرت رایانه بیشتری نیاز است. ممکن است متوجه شده باشید که برخی از دوربین ها بسیار داغ هستند. به این دلیل است که کامپیوترهای کوچک آنها بسیار سخت کار می کنند تا بهترین فشرده سازی را ارائه دهند. طرح های فشرده سازی مورد استفاده توسط دوربین های IP عبارتند از M-JPEG، MPEG4، H.264، و H.265.