Карты памяти WD Purple microSD для систем видеонаблюдения
С учетом всех перечисленных особенностей компания Western Digital разработала специализированную серию карт памяти WD Purple microSD, которая на данный момент включает в себя две продуктовые линейки: WD Purple QD102 и WD Purple SC QD312 Extreme Endurance. В первую вошли четыре накопителя объемом от 32 до 512 ГБ, во вторую — три модели, на 64, 128 и 256 ГБ. По сравнению с потребительскими решениями, WD Purple были специально адаптированы под современные цифровые системы видеонаблюдения за счет внедрения ряда важных усовершенствований.
Главным преимуществом пурпурной серии является существенно больший по сравнению с бытовыми устройствами рабочий ресурс: карты линейки QD102 способны выдержать 1000 циклов программирования/стирания, тогда как QD312 — уже 3000 циклов P/E, что позволяет многократно продлить срок их службы даже в режиме круглосуточной записи, и делает данные карточки идеально подходящими для эксплуатации на особо охраняемых объектах, где запись ведется в режиме 24/7. В свою очередь, соответствие классам скорости UHS Speed Class 1 и Video Speed Class 10 позволяет использовать карты WD Purple в камерах высокого разрешения, в том числе для записи в режиме реального времени.
Помимо этого, карты памяти WD Purple имеют и ряд других важных особенностей, о которых необходимо упомянуть:
- влагостойкость (изделие способно выдержать погружение на глубину до 1 метра в пресную или соленую воду) и расширенный диапазон рабочих температур (от -25°C до +85°C) позволяют одинаково эффективно использовать карты WD Purple для оснащения как внутридомовых, так и уличных устройств видеофиксации независимо от погодных и климатических условий;
- защита от воздействия статических магнитных полей с индукцией до 5000 Гс и устойчивость к сильной вибрации и ударам вплоть до 500 g полностью исключают вероятность утраты критически важных данных даже в случае повреждения видеокамеры;
- функция удаленного мониторинга помогает оперативно отслеживать состояние каждой карты и эффективнее планировать проведение сервисных работ, а значит, дополнительно повысить надежность охранной инфраструктуры.
Для большей наглядности мы подготовили для вас сравнительную таблицу, в которой приведены основные характеристики карт памяти WD Purple.
- x265 — свободная библиотека программных компонентов для кодирования видеопотоков H.265.
- VP9
- Daala
- BPG
- AV1
ПрофилиПравить
Стандарт определяет комплекты возможностей, которые называются профили, ориентированные на конкретные классы приложений.
Baseline Profile (Базовый профиль)
Применяется в недорогих продуктах, требующих дополнительной устойчивости к потерям. Используется для видеоконференций и в мобильных продуктах. Включает все возможности Constrained Baseline Profile и, дополнительно, возможности для большей устойчивости к потерям при передаче. С появлением Constrained Baseline Profile отошёл на второй план, так как все потоки Constrained Baseline Profile соответствуют Baseline Profile, и оба этих профиля имеют общий код идентификатора.
Constrained Baseline Profile (Ограниченный базовый профиль)
Рассчитан на применение в недорогих продуктах. Включает набор возможностей, общих для профилей Baseline, Main, и High профилей.
Main Profile (Основной профиль)
Применяется для цифрового телевидения стандартной четкости в трансляциях, использующих сжатие MPEG-4 в соответствии со стандартом DVB.
Extended Profile (Расширенный профиль)
Предназначен для потокового видео, имеет относительно высокую степень сжатия и дополнительные возможности для повышения устойчивости к потере данных.
High Profile (Высокий профиль)
Является основным для цифрового вещания и видео на оптических носителях, особенно для телевидения высокой четкости. Используется для Blu-Ray видеодисков и DVB HDTV вещания.
High 10 Profile (Высокий профиль 10)
Дополнительно поддерживает 10-битовую глубину кодирования изображения.
High 4:2:2 Profile (Hi422P)
В основном нацелен на профессиональное использование при работе с чересстрочным видеопотоком. Поддерживает дополнительный вариант кодирования цветности.
High 4:4:4 Predictive Profile (Hi444PP)
Базируясь на Hi422P, включает ещё один вариант кодирования цветности и работу с 14-битной глубиной кодирования.
Для профессионального применения стандарт содержит четыре дополнительных all-Intra профиля, которые характеризуются отсутствием межкадрового сжатия. То есть, при кодировании одного кадра информация о соседних не используется:
High 10 Intra Profile
High 4:2:2 Intra Profile
High 4:4:4 Intra Profile
CAVLC 4:4:4 Intra Profile
С принятием расширения Scalable Video Coding (SVC) к стандарту были добавлены три профиля, соответствующие базовым, с добавлением возможности включать потоки более низкого разрешения.
Scalable Baseline Profile
Scalable High Profile
Scalable High Intra Profile
Добавление расширения Multiview Video Coding (MVC) принесло ещё два дополнительных профиля:
Stereo High Profile
Этот профиль рассчитан на стереоскопическое 3D видео (два изображения).
Multiview High Profile
Этот профиль поддерживает два или несколько изображений (каналов) в потоке с использованием как межкадрового, так и межканального сжатия, но не поддерживает некоторые возможности MVC.
Часть 1. 265 и H. 264 – Обзор
Определив их определение, вы начнете понимать различия между H.265 и H.264. Ниже приводится объяснение каждого.
265 (высокоэффективное кодирование видео)
H.265 – это самый последний международный стандарт сжатия видео. Его также называют высокоэффективным кодированием видео или HEVC. Он известен тем, что диктует стандартный способ кодирования, а также декодирования видео.
Кроме того, H.265 диктует различные типы инструментов, которые может использовать конкретный кодек. Он был разработан MPEG и VCEG и первоначально стал доступен в 2013 году. H.265 позволяет передавать видео в разрешении 4K вместо того, чтобы полагаться на физический источник хранения (например, диски Blu-ray).
Видеокодер для H.265 сжимает фактическое исходное видео, которое представляет собой серию кадров. Затем битовый поток сохраняется, а затем передается. Видеодекодеры используются для их распаковки и вывода последовательности декодированных кадров.
264 (расширенное кодирование видео)
С другой стороны, H.264 относится к расширенному кодированию видео. Это самый популярный кодек, используемый сегодня. Он проник в различные отрасли, такие как рынки вещания, оптических дисков и потокового видео.
H.264 и AVC – это термины, которые взаимозаменяемы и означают одно и то же. Как тип видеокодека, H.264 может быть фактически включен во многие форматы контейнеров. Часто производится в контейнерном формате MPEG-4. Обычно видео в H.264 кодируется со звуком Advanced Audio Coding (AAC) кодек.
Часть 3. Как конвертировать видео из H. 264 в H. 265?
Готово с H.265 против H.264? Конвертируйте видео из H.264 в H.265 и наоборот, используя Конвертер видео iMyMac. Это отличный инструмент с привлекательным интерфейсом. Его очень легко понять и использовать даже без технических знаний.
Получите бесплатную пробную версию прямо сейчас!Получите бесплатную пробную версию прямо сейчас!
Шаг 1. Загрузите iMyMac Video Converter
Загрузите конвертер видео iMyMac. Если вы осторожно загружаете программы, вам не о чем беспокоиться. Вы загружаете с безопасного веб-сайта. Если вы нажмете на вкладку «Купить сейчас», ваша личная информация никогда не будет скомпрометирована.
Шаг 2. Добавьте видеофайл H.264
Запустите iMyMac Video Converter, чтобы добавить видеофайл H.264. Вы можете сделать это, просто щелкнув знак +, который вы видите в верхней левой части экрана.
Шаг 3. Преобразование в H.265
Чтобы преобразовать в H.264, вам просто нужно переместить курсор на другую сторону экрана и нажать «Преобразовать все задачи в». Обязательно щелкните внутри поля, чтобы раскрылся раскрывающийся список. Выберите AVI.
Кроме того, этот инструмент позволяет конвертировать аудиофайлы из одного формата в другой. Редактирование видеофайлов также возможно с такими функциями, как обрезка, обрезка, добавление субтитров, объединение, поворот и нанесение водяного знака.
Вы также можете добавить внешние звуковые дорожки и многодорожечное видео к редактируемому видео. Регулировки могут быть выполнены путем настройки оттенка, регулировки громкости, яркости, насыщенности и контрастности видео.
iMyMac Video Converter поддерживает технологию аппаратного ускорения NVIDIA CUDA, NVENC, Intel HD Graphics и AMD. Вот почему, когда вы конвертируете с помощью этого инструмента, вы можете делать это на невероятно высокой скорости.
Он поддерживает множество различных разрешений, включая разрешения экрана 480p, 720p, 1080p и 4K. Вы также можете конвертировать из одного разрешения в другое. Возможна конвертация из 3D-видео в 2D-видео – верно и обратное.
УровниПравить
Согласно определению стандарта, «уровень» является определённым набором ограничений, указывающих степень требуемой производительности декодера для профиля. Например, поддержка уровня в профиле будет указывать максимальное разрешение изображения, частоту кадров и битрейт так, что декодер можно будет использовать. Декодер, который соответствует данному уровню, обязан декодировать все потоки битов, которые кодируются для этого уровня и для всех более низких уровней.
В чем разница между H. 264 и H. 265?
В H.265 используются все те же принципы сжатия, что и в H.264: фоновое изображение сохраняется единожды, а затем фиксируются лишь изменения, источником которых являются движущиеся объекты, что позволяет значительно снизить требования не только к объему хранилища, но и к пропускной способности сети. Однако в H.265 многие алгоритмы и методы прогнозирования движения претерпели значительные качественные изменения.
Так, обновленная версия кодека стала использовать макроблоки дерева кодирования (Coding Tree Unit, CTU) переменного размера с разрешением до 64×64 пикселей, тогда как ранее максимальный размер такого блока составлял лишь 16×16 пикселей. Это позволило существенно повысить точность выделения динамических блоков, а также эффективность обработки кадров в разрешении 4K и выше.
Помимо всего перечисленного выше, в H.265 была улучшена поддержка многопоточных вычислений: квадратные области, на которые разбивается каждый кадр при кодировании, теперь могут обрабатываться независимо одна от другой. Появилась и поддержка волновой параллельной обработки данных (Wavefront Parallelel Processing, WPP), что также способствует повышению производительности сжатия. При активации режима WPP обработка CTU осуществляется построчно, слева направо, однако кодирование каждой последующей строки может начаться еще до завершения предыдущей в том случае, если данных, полученных из ранее обработанных CTU, для этого достаточно. Кодирование различных строк CTU с временной задержкой со сдвигом, наряду с поддержкой расширенного набора инструкций AVX/AVX2 позволяет дополнительно повысить скорость обработки видеопотока в многоядерных и многопроцессорных системах.
СсылкиПравить
Схема типового кодера HEVC
При кодировании видео в HEVC применяется такой же «гибридный» подход, что и во всех современных кодеках, начиная с H.261. Он заключается в применении внутри- и межкадрового (Intra-/Inter-) предсказания и двумерного кодирования с преобразованием.
В кодере HEVC каждый видеокадр делится на блоки. Первый кадр видеопоследовательности кодируется с использованием только внутрикадрового предсказания, то есть применяется пространственное предсказание ожидаемого уровня отсчёта внутри кадра по соседним отсчётам, при этом отсутствует зависимость от других кадров. Для большинства блоков всех остальных кадров последовательности, как правило, используется режим межкадрового временного предсказания. В режиме межкадрового предсказания на основании данных о величине отсчётов опорного кадра и вектора движения оцениваются текущие отсчёты каждого блока. Кодер и декодер создают идентичные межкадровые предсказания путём применения алгоритма компенсации движения с помощью векторов движения и данных выбранного режима, которые передаются в качестве дополнительной информации.
Разностный сигнал предсказания, который представляет собой разницу между опорным блоком кадра и его предсказанием, подвергается линейному пространственному преобразованию. Затем коэффициенты преобразования масштабируются, квантуются, применяется энтропийное кодирование, и затем передаются вместе с информацией предсказания.
Кодер в точности повторяет цикл обработки декодером так, что в обоих случаях будут генерироваться идентичные предсказания последующих данных. Таким образом, преобразованные квантованные коэффициенты подвергаются обратному масштабированию и затем обратному преобразованию, чтобы повторить декодированное значение разностного сигнала. Разность затем добавляется к предсказанию, и полученный результат фильтруется для сглаживания артефактов, полученных делением на блоки и при квантовании. Окончательное представление кадра (идентичное кадру на выходе декодера) хранится в буфере декодированных кадров, которое будет использоваться для прогнозирования последующих кадров. В итоге порядок кодирования и декодирования обработки кадров часто отличается от порядка, в котором они поступают из источника.
Предполагается, что видеоматериал на входе кодера HEVC имеет прогрессивную развёртку. В HEVC не представлено явных функций кодирования чересстрочной развёртки, так как она не используется в современных дисплеях и её распространение снижается. Тем не менее в HEVC были представлены метаданные, позволяющие указать кодеру, что было закодировано видео с чересстрочной развёрткой в одном из двух режимов: в виде отдельных изображений, как два поля (чётные или нечётные строки кадра), или весь кадр целиком. Этот эффективный метод обеспечивает кодирование видеосигнала с чересстрочной разверткой, минуя необходимость нагружать декодеры поддержкой специального процесса декодирования.
Эффективность кодированияПравить
Разработка большинства стандартов видеокодирования предназначена, в первую очередь, для достижения наибольшей эффективности кодирования. Эффективность кодирования определяется способностью закодировать видео с минимально возможным битрейтом при сохранении определённого уровня качества видео. Существует два стандартных способа измерения эффективности кодирования видео, один из которых заключается в использовании объективной метрики, такой как пиковое отношение сигнал-шум (PSNR), а второй состоит в использовании субъективной оценки качества видео. Субъективная оценка качества изображения является наиболее важным параметром для оценки кодирования видео, так как зрители воспринимают качество видео именно субъективно.
ИсторияПравить
Изначально предусматривалось, что H.265 будет полностью новым стандартом, а не расширением H.264 вроде HVC (High-performance Video Coding). В рамках проекта были присвоены предварительные имена H.265 и H.NGVC (англ. Next-generation Video Coding — следующее поколение видеокодирования), также существовала значительная часть работы VCEG до её эволюции в HEVC, совместный проект с MPEG в 2010 году. В апреле 2009 года проект получил название NGVC; в июле 2009 состоялось совещание MPEG и VCEG, на котором обсуждалась дальнейшая совместная работа по NGVC и HVC.
- Двумерный неразделимый адаптивный интерполяционный фильтр (AIF)
- Разделимый AIF
- Направленный AIF
- Компенсация движения с точностью до 1/8 пикселя (Qpel)
- Адаптивное предсказание ошибок кодирования (APEC) в пространственной и частотной областях
- Адаптивный выбор матрицы квантования (AQMS)
- Основанная на сравнении схема выбора и кодирования вектора движения
- Режимозависимое изменение настройки внутрикадрового кодирования
H265 против H264
H.265 против H.264 – это дискуссия среди многих энтузиастов видео. Хотя H.264 является более популярным из двух, очевидно, что H.265 имеет свои преимущества перед другими кодеками. H.265 обеспечивает меньший размер файла и гораздо более высокое качество видео благодаря своей технологии.
265, H. 265 + и x265
Вы когда-нибудь сталкивались с H.265 + или x265, когда имеете дело со своими видеоформатами/кодами? Они такие же, как H.265? Очевидно, что это не так.Ниже я хотел бы подробно представить H.265 + и x265 и показать вам разницу между ними и H.265.
# 1. 265 против H. 265 plus(H. 265 +)
H.265 +-это улучшенная технология сжатия видео, основанная на своей предшественнице H.265, которая может дополнительно снизить наполовину битрейт, чем H.265, что означает, что она может снизить пропускную способность и потребление памяти.Технология H.265 + сочетает в себе технологии SmartP и AVBR для повышения эффективности сжатия.Это передовая технология привязки, используемая исключительно в видеокодере Hisilicon.С H.265 + IP-камера может передавать видеопоток 1080P со скоростью до 500 кбит/с.
# 2. 265 vs x265
x265-это библиотека для кодирования видео в Формат сжатия видео HEVC/H.265 разработан и стандартизирован ISO/IEC MPEG и ITU-T VCEG.Другими словами, h.265-это спецификация, а x265-это конкретный кодировщик H.265.Он может обеспечить сжатие и кодек нового поколения с быстрым и отличным качеством.x265 используется многими поставщиками коммерческих видео решений, от разработчиков кодировщиков видео в реальном времени до разработчиков решений потокового видео OTT и поставщиков систем управления видео.
Легко воспроизводите видео HEVC/H. 265 с помощью обычного медиаплеера
В этой части я собираюсь представить другой кодек, похожий на H.265, и провести сравнение, чтобы помочь вам лучше узнать H.265.
# 1. 265 против H. 264
По сравнению с H.264(AVC), H.265 может уменьшить объем памяти на 50% за счет кодирования видео с минимально возможным битрейтом, сохраняя при этом высокий уровень качества и обеспечивая лучшее визуальное отображение.опыт.Разница между H.265 и H.264 заключается в их способности расширять размер этих областей на большие или меньшие блоки.Размер CTU H.265 может быть от 4 × 4 до 64 × 64, в то время как H.264 допускает только максимальный размер блока 16 × 16.
# 2. 265 против VP9
VP9-это открытый и бесплатный формат кодирования видео, разработанный Google и являющийся преемником VP8.В основном он конкурирует с высокоэффективным кодированием видео(HEVC/H.265).И HEVC, и VP9 нацелены на снижение битрейта и повышение эффективности сжатия.Фактически, H.265 лучше, чем VP9, по эффективности кодирования, а устойчивость к ошибкам H.265 лучше, чем у VP9.Что касается режимов внутреннего предсказания, количество режимов внутреннего предсказания для VP9 равно 10, в то время как в H.265-35.Напротив, VP9 более сложен в сопоставлении MTU, режимах сверхнизкой задержки и распараллеливании.
# 3. 265 против AV1
Появление камер видеонаблюдения, позволяющих получить видео высокой четкости с разрешением 4k, что соответсвует соответствует 8 Мегапикселям и более, привело к необходимости создания эффективных форматов сжатия видео.
Использование камер высокой четкости ведут к значительный нагрузке на оборудование, передающее информации, декодирующую и хранящую, по причине значительного увеличения потока передаваемых данных.
Нужно отметить, что формат H.265 (HEVC) стал продолжением таких кодеков, как H.264 / MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding).
По сравнению с предыдущим AVC стандартом H.264, кодек H.265 способен сократить объем передачи данных на 50%, при этом размер битрейта уменьшается от 40% до 50% при разрешении 1080p, а видео имеет превосходное качество.
Формат сжатия H.265 привел к стимулированию спросf на рынке на 4K / Ultra HD систем видеонаблюдения. Все больше на рынке появляется IP видеокамер с разрешением H.265 и сетевые видеорегистраторы NVR H.265.
Благодаря использованию кодека H.265 удалось уменьшить загрузку сети более чем на 40% и при этом добиться превосходного качества изображения. Кроме того расширился функционал — добавились такие функции как ультра DEFOG, ROI, интеллектуальное обнаружение, при этом камера может сделать картинку более четкой, улучшая изображение.
Разработаны и уже внедрены интеллектуальные функции, включая поведенческий анализ, обнаружение людей, распознавание лиц, пересечение зон охраны, подсчет посетителей и многое другое.
В кодеке H.265 использованы новые технологии сжатия и «умная» модель кодирования/декодирования, что позволяет экономно использовать пропускные ресурсы канала. Кодек разрабатывался с учётом поддержки 10-битового видео и высокой частоты кадров.
Формат сжатия H.265 позволяет реализовать ультра HD решения не только 4K, но даже 8K, которое очень скоро станет стандартом в видеонаблюдении.
Правда H.265 требует большей производительности процессора для кодирования и декодирования в сравнении с H.264, однако современные процессоры более чем подходят для декодированию H.265 при наличии соответствующего программного обеспечения. Кодек H.265 хорошо показsdftn себя на при использовании многоядерных устройств.
IP-камеры с кодеком H.265 обеспечивают высококачественное изображение и снижают нагрузку сети и хранилища данных на 40%.
Внедрение нового стандарта H.265 позволяет увеличить количество эффективных мегапикселей у сетевых камер до 10,15 и даже20 Мп, а также снизить цифровые шумы и более четко отрабатывать функции WDR (Wide Dynamic Range).
И хотя кодирование при помощи H.265 идёт дольше, чем кодирование с H.264. Тем не менее качество и размер файла здесь играют основную роль, а не время, затраченное на кодирование, тем более, что оно производится в автоматическом режиме.
Конечно, в будущем будут разрабатываться новые форматы сжатия, но пока H.265 является наиболее качественным кодеком, используюмым в система видеонаблюдения.
И вновь вернемся к табличке, с которой мы начали сегодняшний разговор. Давайте подсчитаем, сколько дискового пространства нам понадобится в том случае, если мы хотим хранить видеоархив за последние 30 дней при максимальном качестве видеозаписи:
138×30/1024 = 4
По нынешним меркам 4 терабайта для винчестера индустриального класса — практически ничто: современные жесткие диски для видеонаблюдения имеют емкость до 14 терабайт и могут похвастаться рабочим ресурсом до 360 ТБ в год при MTBF до 1.5 миллионов часов. Что же касается карт памяти, то здесь все оказывается не так однозначно.
В IP-камерах флэш-карты играют роль резервных хранилищ: данные на них постоянно перезаписываются, чтобы в случае потери связи с видеосервером недостающий фрагмент видеозаписи можно было восстановить из локальной копии. Такой подход позволяет существенно повысить отказоустойчивость всей системы безопасности, однако при этом сами карты памяти испытывают колоссальные нагрузки.
Как видно из нашей таблицы, даже при низком качестве изображения и при условии минимальной активности в кадре, всего за сутки будет записано около 24 ГБ видео. А это значит, что 128-гигабайтная карточка будет полностью перезаписана менее чем за неделю. Если же нам требуется получать максимально качественную картинку, то все данные на таком носителе будут полностью обновляться раз в сутки! И это лишь при разрешении Full HD. А если нам понадобится картинка в 4K? В этом случае нагрузка вырастет практически в два раза (в заданных условиях видео в максимальном качестве потребует уже 250 ГБ).
При бытовом использовании подобное попросту невозможно, поэтому даже самая бюджетная карта памяти способна прослужить вам несколько лет к ряду без единого сбоя. А все благодаря алгоритмам выравнивания износа (wear leveling). Схематично их работу можно описать следующим образом. Пусть в нашем распоряжении есть новенькая флеш-карта, только что из магазина. Мы записали на нее несколько видеороликов, использовав 7 из 16 гигабайт. Через некоторое время мы удалили часть ненужных видео, освободив 3 гигабайта, и записали новые, объем которых составил 2 ГБ. Казалось бы, можно задействовать только что освободившееся место, однако механизм выравнивания износа выделит под новые данные ту часть памяти, которая ранее никогда не использовалась. Хотя современные контроллеры «тасуют» биты и байты куда более изощренно, общий принцип остается неизменным.
Напомним, что кодирование битов информации происходит путем изменения заряда в ячейках памяти за счет квантового туннелирования электронов сквозь слой диэлектрика, что вызывает постепенный износ диэлектрических слоев с последующей утечкой заряда. И чем чаще меняется заряд в конкретной ячейке, тем раньше она выйдет из строя. Выравнивание износа как раз направлено на то, чтобы каждая из доступных ячеек перезаписывалась примерно одинаковое количество раз и, таким образом, способствует увеличению срока службы карты памяти.
Нетрудно догадаться, что wear leveling перестает играть хоть сколько-нибудь значимую роль в том случае, если флэш-карта постоянно перезаписывается целиком: здесь на первый план уже выходит выносливость самих чипов. Наиболее объективным критерием оценки последней является максимальное количество циклов программирования/стирания (program/erase cycle), или, сокращенно, циклов P/E, которое способно выдержать флеш-память. Также достаточно точным и в данном случае наглядным (так как мы можем заранее рассчитать объемы перезаписи) показателем является коэффициент TBW (Terabytes Written). Если в технических характеристиках указан лишь один из перечисленных показателей, то вычислить другой не составит особого труда. Достаточно воспользоваться следующей формулой:
Так, например, TBW флеш-карты емкостью 128 гигабайт, ресурс которой составляет 200 P/E, будет равен: (128 × 200)/1000 = 25,6 TBW.
Хотите использовать карты на 64 ГБ или писать видео в 4K? Смело делите рассчитанные сроки на два: в среднем потребительские карты памяти придется менять раз в полгода, причем в каждой камере. То есть каждые 6 месяцев вам придется закупать новую партию флеш-карт, нести дополнительные расходы на сервисное обслуживание и, конечно же, подвергать опасности охраняемый объект, так как камеры придется выводить из эксплуатации на время замены.
В рассмотренном примере 100 и 90 МБ/с — это номинальная скорость, то есть максимально достижимая производительность карты в операциях последовательного чтения и записи при условии использования с совместимым оборудованием, которое само по себе обладает достаточной производительностью. А показатели C10, U1 и V1 (10 МБ/с) — это минимальная устойчивая скорость передачи данных в наихудших условиях тестирования. Данный параметр необходимо учитывать при выборе карт для камер видеонаблюдения по той простой причине, что если он окажется ниже битрейта видеопотока, то это чревато появлением на записи графических артефактов и даже выпадением целых кадров. Очевидно, что в случае с охранными системами подобное недопустимо: любые дефекты картинки чреваты потерей критически важных данных — например, улик, которые могли бы помочь при поимке злоумышленника.
Что же касается наличия сразу трех маркировок, то причины этого сугубо исторические. C10 относится к самой первой из созданных SD Card Association классификаций, которая была составлена еще в 2006 году, получив простое и незамысловатое название Speed Class. Появление классификации UHS Speed Class, на которую указывает маркировка U1, связано с созданием интерфейса Ultra High Speed, который сегодня используется в подавляющем большинстве флеш-карт. Наконец, последняя классификация, Video Speed Class (V1), была разработана SD Card Association в 2016-м в связи с распространением устройств, поддерживающих запись видео сверхвысоких разрешений (4K, 8K и 3D).
Поскольку перечисленные классификации частично пересекаются, мы подготовили для вас сравнительную таблицу, в которой скоростные характеристики флеш-карт сопоставлены между собой и соотнесены с видео различного разрешения.
Следует учитывать, что приведенные в таблице соответствия актуальны для любительских, полупрофессиональных и профессиональных видеокамер. В отрасли видеонаблюдения, где запись в реальном времени ведется с максимальной частотой 25 кадров в секунду, а для сжатия видеопотока применяются высокоэффективные кодеки H.264 и H.265, задействующие кодирование с предсказанием, в подавляющем большинстве случаев будет достаточно карт памяти, соответствующих классу U1/V10, так как битрейт в таких условиях практически никогда не превышает порог в 10 МБ/с.
Часть 2. В чем разница между H. 265 и H. 264?
Здесь мы перечислим обсуждение H.265 и H.264. Мы сравним их с точки зрения использования полосы пропускания, внутрикадрового прогнозирования, степени сжатия, макроблока и размера файла. Проверьте различия ниже:
Использование полосы пропускания
H.265 требует меньшей полосы пропускания по сравнению с кодеками H.264. Для оптимального просмотра видео H.265 требуется скорость подключения к Интернету 15 Мбит / с для просмотра видео с разрешением 4K. С другой стороны, H.264 требует скорости около 32 Мбит / с, чтобы делать то же самое.
Внутрикадровое предсказание
H.265 имеет более широкое и полное внутрикадровое прогнозирование по сравнению с H.264. Для H.265 возможно 264 направления движения, тогда как для H.XNUMX возможно только девять. Это огромная разница во внутрикадровом прогнозировании.
Степень сжатия
H.265 имеет почти вдвое большую степень сжатия, чем H.264. Это означает, что он имеет почти вдвое большую возможность минимизировать расчетную скорость потока, чтобы снизить стоимость передачи и хранения.
Макроблок
H.265 поддерживает разрешение 64×64 пикселей. макроблоки. Таким образом, это означает, что он имеет большую эффективность при кодировании с разными разрешениями. С другой стороны, H.264 поддерживает макроблоки 16×16 пикселей – функция, которая не работает также с точки зрения видео с более высоким разрешением по сравнению с H.265.
Размер файла
Многие исследования доказали, что уменьшение битов прямо коррелирует с размером файла и обратно пропорционально качеству видеоизображения. H.265 использует более низкий битрейт, но имеет такое же качество видео, как и H.264. Это означает, что H.265 обеспечивает лучшее качество визуальных эффектов по сравнению с H.264, особенно когда видео сжимаются с использованием того же битрейта (или до одинакового размера файла).
Время на прочтение
Затраты на хранение данных зачастую становятся основным пунктом расходов при создании системы видеонаблюдения. Впрочем, они были бы несравнимо больше, если бы в мире не существовало алгоритмов, способных сжимать видеосигнал. О том, насколько эффективны современные кодеки, и какие принципы лежат в основе их работы, мы и поговорим в сегодняшнем материале.
Для большей наглядности начнем с цифр. Пускай видеозапись будет вестись непрерывно, в разрешении Full HD (сейчас это уже необходимый минимум, во всяком случае, если вы хотите полноценно использовать функции видеоаналитики) и в режиме реального времени (то есть, с фреймрейтом 25 кадров в секунду). Предположим также, что выбранное нами оборудование поддерживает аппаратное кодирование H.265. В этом случае при разных настройках качества изображения (высоком, среднем и низком) мы получим примерно следующие результаты.
Но если бы сжатия видео не существовало в принципе, мы бы увидели совсем иные цифры. Попробуем разобраться, почему. Видеопоток представляет собой не что иное, как последовательность статичных картинок (кадров) в определенном разрешении. Технически каждый кадр является двумерным массивом, содержащим информацию об элементарных единицах (пикселях), формирующих изображение. В системе TrueColor для кодирования каждого пикселя требуется 3 байта. Таким образом, в приведенном примере мы бы получили битрейт:
1920×1080×25×3/1048576 = ~148 Мб/с
Учитывая, что в сутках 86400 секунд, цифры выходят поистине астрономические:
Итак, если бы мы записывали видео без сжатия в максимальном качестве при заданных условиях, то для хранения данных, полученных с одной единственной видеокамеры в течение суток нам бы потребовалось 12 терабайт дискового пространства. Но даже система безопасности квартиры или малого офиса предполагает наличие, как минимум, двух устройств видеофиксации, тогда как сам архив необходимо сохранять в течение нескольких недель или даже месяцев, если того требует законодательство. То есть, для обслуживания любого объекта, даже весьма скромных размеров, потребовался бы целый дата-центр!
К счастью, современные алгоритмы сжатия видео помогают существенно экономить дисковое пространство: так, использование кодека H.265 позволяет сократить объем видео в 90 (!) раз. Добиться столь впечатляющих результатов удалось благодаря целому стеку разнообразных технологий, которые давно и успешно применяются не только в сфере видеонаблюдения, но и в «гражданском» секторе: в системах аналогового и цифрового телевидения, в любительской и профессиональной съемке, и многих других ситуациях.
Наиболее простой и наглядный пример — цветовая субдискретизация. Так называют способ кодирования видео, при котором намеренно снижается цветовое разрешение кадров и частота выборки цветоразностных сигналов становится меньше частоты выборки яркостного сигнала. Такой метод сжатия видеоданных полностью оправдан как с позиции физиологии человека, так и с точки зрения практического применения в области видеофиксации. Наши глаза хорошо замечают разницу в яркости, однако гораздо менее чувствительны к перепадам цвета, именно поэтому выборкой цветоразностных сигналов можно пожертвовать, ведь большинство людей этого попросту не заметит. В то же время, сложно представить, как в розыск объявляют машину цвета «паука, замышляющего преступление»: в ориентировке будет написано «темно-серый», и это правильно, ведь иначе прочитавший описание авто даже не поймет, о каком оттенке идет речь.
А вот со снижением детализации все оказывается уже совсем не так однозначно. Технически квантование (то есть, разбиение диапазона сигнала на некоторое число уровней с последующим их приведением к заданным значениям) работает великолепно: используя данный метод, размер видео можно многократно уменьшить. Но так мы можем упустить важные детали (например, номер проезжающего вдалеке автомобиля или черты лица злоумышленника): они окажутся смазаны и такая запись будет для нас бесполезной. Как же поступить в этой ситуации? Ответ прост, как и все гениальное: стоит взять за точку отсчета динамические объекты, как все тут же становится на свои места. Этот принцип успешно используется со времен появления кодека H.264 и отлично себя зарекомендовал, открыв ряд дополнительных возможностей для сжатия данных.
Узнайте больше о HEVC/H. 265
HEVC означает высокоэффективное кодирование видео, также известное как H.265 и MPEG-H Part 2, является последним и наиболее передовым стандарт сжатия видео, разработанный совместно MPEG и VCEG, который отличается более высокой эффективностью кодирования и улучшенным качеством видео.HEVC может сжимать видео с удвоенной степенью сжатия данных, но для сохранения того же качества видео и уменьшения объема памяти вдвое по сравнению с H.264 требуется только половина битрейта.
# Почему идет HEVC/H. 265?
Как вы, возможно, знаете, в мире появляется все больше и больше видео 4K и 8K, в то время как видео с таким высоким разрешением требуют много места, что делает невозможным их загрузку и потоковую передачу качественный.Чтобы уменьшить пространство для хранения, но сохранить такое же качество, и основанная на H.264, здесь используется технология кодирования HEVC.
HEVC может легко доставлять видеоконтент на ваш Apple TV, компьютер, даже iPhone или другие портативные устройства с высоким качеством и меньшим пространством.Если вам нравится воспроизводить видео в формате HEVC/H.265, вы можете сначала декодировать файлы и воспроизводить их через медиаплеер.Однако вы также можете конвертировать DVD в кодек H.265, чтобы получить видео половинного размера, но с одинаковым качеством.Поэтому многие потребительские устройства и операционные системы поддерживают HEVC/H.265 постепенно.
# Производительность, преимущества и недостатки H. 265
H.265 нацелен на передачу более высокого качества.видео с ограниченной пропускной способностью, которая уменьшается вдвое.Это означает, что мы можем наслаждаться видео высокого разрешения 1080p на нашем смартфоне или планшете онлайн.Стандарт H.265 идет в ногу с дисплеем с высоким разрешением.
Основным преимуществом H.265 является то, что H.265 имеет лучшую производительность сжатия и более низкий коэффициент использования полосы пропускания, что может еще больше снизить расчетную скорость потока, чтобы снизить стоимость хранения и передачи.И теперь многие устройства с высоким разрешением 4K, такие как проигрыватели Blu-ray 4K или другие проигрыватели потокового мультимедиа, поддерживают H.265.Кстати, вы также можете конвертировать H.265 в другие совместимые форматы с помощью бесплатного конвертера H.265 для воспроизведения на ваших устройствах.
Стоит отметить, что инвестиции в H.265 огромны, особенно после H.264; многие промышленные компании будут колебаться при выборе H.265.С другой стороны, H.265 имеет 3 патентных пула с различными структурами ценообразования и условиями.Неясность лицензионных отчислений остановила принятие H.265.
# Разработка и текущая ситуация H. 265
Теперь H.265 все больше поддерживается многими платформами и операционных систем, но не получает широкой поддержки.Успешная популяризация видеостандарта зависит от нескольких аспектов, включая решение организации по стандартизации, появление конкурентов, области применения и роялти.В отличие от H.264, H.265 требует высоких лицензионных отчислений, которые взимаются HEVC Advance , независимым администратором лицензирования.
По мере развития дисплеев с высоким разрешением, H.265 также будет развиваться соответственно.Несмотря на промышленного конкурента VP9 и другие ограниченные факторы, H.265 найдет выход и получит широкую популяризацию.
