Llegan mas novedades a CCTV. Interesante articulo de Jason Blandford (comercialización internacional en Hikvision)

H.265 + lleva videovigilancia a la era 4K

 

H.265 +

 

H.265 + Introducción y Antecedentes
Recientemente, las cámaras de vigilancia de ultra-alta definición introdujeron una resolución de 4K para la industria de seguridad. Sin embargo, la resolución 4K aún no ha logrado una amplia aplicación, principalmente debido a los enormes requisitos de ancho de banda y almacenamiento de datos. Limitar el bitrate de una alimentación video ultra-HD mientras que conserva una imagen 4K de alta calidad sigue siendo el problema más grande – un problema cuya solución decidirá el sino del vídeo de la vigilancia ultra-HD. La transmisión de vídeo equilibra la calidad de imagen, las capacidades de transmisión y los requisitos de datos, es decir, cuánta información y cómo se maneja. Por lo tanto, la optimización de la transmisión de imágenes se encuentra en los avances en la tecnología de compresión de vídeo.

Hasta ahora, la compresión H.264 ha sido el códec estándar de la industria. Cuando el códec H.264 encontró amplio uso, Hikvision desarrolló su propio algoritmo compatible para pasar al siguiente paso, llamándolo «H.264 +». La siguiente iteración en este linaje codec-H.265-actualmente se encuentra en la cúspide de la adopción generalizada. Y una vez más, Hikvision ya ha empujado esta tecnología de compresión a un nuevo nivel. H.265 + emplea un algoritmo inteligente cuya tecnología de codificación se deriva del estándar H.265 / High Efficiency Video Codification (HEVC).H.265 + optimiza el códec existente más sorprendentemente cuando se cumplen criterios específicos en un feed de vídeo de vigilancia. Este criterio consiste en: 1.) un fondo estable donde la información rara vez cambia; 2.) un foco primario en los objetos que se mueven a través de esa escena estancada; 3.) un período sustancial de tiempo en el que los objetos en movimiento de una escena aparecen sólo ocasionalmente; Y 4.) 24 horas de vigilancia continua donde el ruido visual tiene un impacto relativamente grande en la calidad de la imagen. En este tipo de entorno, las pruebas de campo muestran que H.265 + reduce radicalmente la tasa de bits requerida del video de vigilancia de ultra-alta definición hasta en un 67% respecto a H.265, reduciendo así el ancho de banda y el almacenamiento requeridos. La reducción del bitrate significa reducción de costos para los consumidores, así como mayor eficiencia, estabilidad y confiabilidad de todo el hardware en un sistema de vigilancia dado.

Las tres claves: la codificación, el ruido y Tas

a de bits
con resoluciones ultra-alta definición y transmisión de la eficiencia más alta ya que los dos objetivos primarios, H.265 + mejora la relación de compresión basado en tres tecnologías principales: 1.) la tecnología de codificación predictivo basado en un fondo o referencia Marco, 2.) tecnología digital de supresión de ruido, y 3.) tecnología de control de bitrate a largo plazo.

Codificación
predictiva La codificación predictiva se puede dividir en «Predicción entre tramas», creando un modelo de predicción a partir de uno o más tramas de video previamente codificadas, y «Predicción intratrama», donde se predice las muestras de un macrobloque (unidad de procesamiento) usando Sólo información de macrobloques previamente transmitidos de la misma trama. Con la predicción entre tramas, se puede reducir la velocidad de bits comprimiendo sólo la diferencia de velocidades entre un marco de referencia y cualquier otro marco. Este marco de referencia -normalmente el fondo de una escena- contendrá pocos o ninguno de los objetos en movimiento. Afortunadamente, en la mayoría de la vigilancia de seguridad, el fondo permanece estancado.

Escenario: En una prueba de campo de intersección de tráfico, se analizan tres tramas únicas a partir de un feed de vídeo. El primer cuadro es la intersección vacía (T0), el segundo dos (T1 y T2) incluye un objeto en movimiento -en este caso, un automóvil. La primera imagen se codifica como el marco de referencia; Después, los datos del marco de referencia ya no necesitan ser enviados o almacenados con cada trama. Esto libera el VMS para seguir vehículos en movimiento solamente, ya que no se requerirán nuevos datos (bits) para cada trama que capture el fondo. El requisito de bits, ancho de banda y almacenamiento bajan inmediatamente. En el caso de que no se pueda capturar un fondo o marco de referencia estrictamente vacío, la alternativa es codificar dos o más tramas que podrían incluir un objeto en movimiento. El software inteligente puede llenar los espacios que están desocupados por aquellos objetos en movimiento con información similar que se encuentra en el espacio inmediatamente circundante. Así, el uso del bitrate se puede bajar mientras que garantiza la reproducción normal para el usuario.

 

Supresión de ruido
Para garantizar una alta calidad de imagen de objetos en movimiento, el módulo de codificación también codifica el ruido visual en la escena. Sin embargo, utilizando los métodos de codificación predictiva mencionados anteriormente, el algoritmo de análisis inteligente H.265 + distingue entre la imagen de fondo y los objetos en movimiento para que cada uno pueda ser codificado con diferentes estrategias de codificación.

Una imagen de fondo se codifica con alta compresión con el fin de suprimir el ruido y aplica los datos a objetos nuevos o en movimiento. Dado que la transmisión de datos es limitada, la tasa de bits global disminuye sustancialmente cuando se compara con la compresión de vídeo convencional.

Control de Bitrate a Largo Plazo

Hikvision ha introducido un concepto que llama «Bitrate Promedio a Largo Plazo» para hacer pleno uso de los datos de un feed de video. Velocidad binaria promedio a largo plazo calcula las tasas durante un período de tiempo especificado (generalmente 24 horas). Con el control de velocidad de bits promedio, la cámara puede asignar velocidades de bits más altas a horas más ocupadas, reduciéndola durante las horas de inactividad, por ejemplo, de medianoche a 6 AM al aire libre o de 8 PM a 7 AM en una oficina. En el caso de un modo de bitrate constante para la codificación H.265, el bitrate varía ligeramente pero se mantiene cerca del valor de velocidad de bits máximo predefinido. Usando H.265 +, la velocidad de transmisión promedio puede ser tan baja como la mitad de la velocidad de bits máxima. La calidad de la imagen todavía se puede optimizar, ya que la tecnología H.265 + hace pleno uso de cada bit.

En el modo de tasa de bits variable, el bitrate instantáneo varía según la actividad de una escena, Mientras que la calidad de la imagen permanece estable. Empleando H.265 +, el cambio de bitrate puede tomar dos cursos: 1.) si el valor de bitrate promedio configurado es limitado, la codificación H.265 + puede proporcionar una mejor calidad de imagen dentro de la tasa de bits limitada; Y 2.) si el valor de bitrate promedio configurado es alto para la escena que se supervisa, la velocidad de bits promedio real -la cantidad real de datos utilizada- puede ser inferior al valor predefinido, reduciendo el requisito de almacenamiento total de datos.

Real-World 24-Hour Testing
Se realizó una prueba de reducción de velocidad de bits, basada en cámaras con resolución de 1080p a 25 fps. La escena fue un pequeño café bajo vigilancia por video por un período de 24 horas.

Comparación entre dos escenas
La misma escena -una cafetería ocupada- en diferentes momentos del día mostró que la diferencia de velocidad entre los códecs parece menos significativa a medida que aumenta el número de objetos en movimiento en la escena. Sin embargo, los números siguen siendo notables. El promedio de la tasa de bits entre H.264 y Hikvision H.265 + disminuyó en un 83% sustancial. La tasa entre el estándar H.265 y Hikvision H.265 + códec disminuyó en un 67% -una diferencia menor, pero no obstante significativa cuando se aplica a los sistemas de vigilancia del mundo real.

Tamaño de archivo de 24 horas en diferentes escenas
En la discreta comparación de 24 horas de tamaño de archivo de dos escenas diferentes, las reducciones drásticas eran fáciles de ver. La escena 1 era un café, donde el códec H.264 produjo un promedio de 22,7 GB, y H.265 produjo 11,8 GB, en promedio. Notablemente, Hikvision H.265 + promedió sólo 3,9 GB. La segunda escena era una intersección de tráfico. Aquí, la comparación de tamaño de archivo de 24 horas produjo resultados similares. H.264 promedió 36.4 GB, H.265 promedió 21.1 GB y H.265 + promedió la tasa de bits más baja nuevamente a sólo 7.5 GB.

Aquí están los números en porcentajes. En el escenario de monitoreo de cafeterías, la tasa del tamaño de archivo de 24 horas entre H.265 y Hikvision H.265 + disminuyó 66.4%, mientras que la tasa entre H.264 y Hikvision H.265 + disminuyó en un 82.5% sustancial. Para la supervisión de la intersección de tráfico, la tasa del tamaño de archivo de 24 horas entre H.265 y Hikvision H.265 + disminuyó en 64.5%, mientras que la tasa entre H.264 y Hikvision H.265 + disminuyó en 79.4%.

Beneficios: Mejor ancho de banda, almacenamiento, imagen y VCA En
primer lugar, H.265 + aprovecha al máximo cada bit, por lo que las resoluciones HD y ultra-HD se ven tan claras, nítidas y enfocadas como sea posible. Además, como H.265 + mejora la transmisión de imágenes, los objetos objetivo tendrán más píxeles, por lo que el uso de VCAs será discutiblemente más preciso y preciso. A continuación, una red que utiliza H.265 + tiene más ancho de banda disponible en un momento dado. Más ancho de banda significa un mejor funcionamiento del sistema. En términos reales, en una red de banda ancha de 20 Mb, el códec H.264 puede acomodar cinco cámaras. H.265 duplica eso, llevando la carga de 10 cámaras. Pero H.265 + duplica incluso eso, acomodando 20 o más cámaras en la única red. Por lo tanto, H.265 + será la mejor opción para los usuarios de ampliar una instalación y pasar a 4K al mismo tiempo.

Además, los usuarios reducen los costos y otros recursos involucrados en el almacenamiento de datos de video-feed. Aquí hay otro escenario: cuando ocho cámaras de 2 megapíxeles están conectadas a una red y un dispositivo de almacenamiento tiene cinco unidades de disco duro de 5-Terrabyte, las capacidades de grabación varían considerablemente. Un sistema que se ejecuta en H.264 llegará a su techo de almacenamiento en alrededor de dos semanas. H.265 hará un poco mejor, llenando después de aproximadamente un mes. Sin embargo, la H.265 + de Hikvision seguirá grabándose hasta aproximadamente dos meses completos. Al considerar estos resultados sobre una base mensual o anual para gastos presupuestarios y asignaciones de hardware, H.265 + reduce los gastos en todo. Si bien el salto a H.265 + podría ser lento inicialmente, los beneficios resultarán ventajosos en el futuro.

Las aplicaciones están por todas partes
Las aplicaciones aquí se extienden por lo menos tan anchas como las de cualquier códec anterior. Sin embargo, en condiciones como una red inestable o un ancho de banda limitado, o cuando los clientes deben almacenar datos durante períodos de tiempo prolongados, H.265 + será muy eficaz. Además, este códec se puede integrar en soluciones de seguridad completas para funciones específicas: cámaras panorámicas, a prueba de explosiones, productos de luz ultrabaja y productos anticorrosivos.

Al igual que con cualquier nueva mejora tecnológica, la mejora en toda la industria de los estándares actuales o legados requiere invertir tiempo y recursos. Para H.265, la migración se está acelerando, principalmente en sistemas de nuevo diseño, ya que la actualización de los sistemas H.264 existentes sólo aumenta el gasto. H.265 se convertirá en más deseable para los integradores de sistemas y usuarios finales, ya que su disminución de los bits de rendimiento de alta definición de las resoluciones y las imágenes vienen a través de más clara. Además, los objetos objetivo se pueden aislar y ampliar con más claridad, y se pueden emplear VCAs más precisos.

Resumen
H.265 + códec de Hikvision optimiza el H.265 / HEVC tecnología de codificación, el cumplimiento de sus estándares de compresión y operando con la gran mayoría de hardware y software diseñado para emplear H.265. Con H.265 +, la calidad de vídeo sigue siendo prácticamente la misma que la de H.265 / HEVC reduciendo radicalmente los requisitos de ancho de banda de transmisión y capacidad de almacenamiento de datos. El códec H.265 + servirá para ampliar la aplicación de resoluciones ultra-HD en videovigilancia, como los dispositivos de 8 MP y 12 MP. Dondequiera que se aplique, este nuevo codec reducirá los costos de almacenamiento, aprovechará al máximo las inversiones en vídeo de vigilancia y ampliará el uso de video de seguridad 4K y ultra-HD.

Hangzhou Hikvision Digital Technology Co. Ltd.

Origen: Tecnología Co. de Hangzhou Hikvision Digital Co. Ltd.