«Высокое разрешение» и «Высокое качество» это не одно и то же

Дискуссию, пожалуй, начнем с рассмотрения кодека H.264, который на сегодняшний день является наиболее распространенным форматом в HD видео. И начнем цитатой, которую можно встретить на сайтах производителей ip-камер: «Без ущерба для качества изображения, кодек H.264 позволяет уменьшить размер записанного видео файла более чем на 80% по сравнению с Motion-Jpeg….». Для справедливости отметим, что цитата встречается на сайтах крупных компаний, зарекомендовавших себя на рынке ip-видеонаблюдения, к примеру такие компании как Axis Communication, Bosh, Verint.

С другой стороны мы встречаем мнение о том, что «…кодек H.264 важен с маркетинговой точки зрения, при этом неся в себя мало практической пользы». Об этом говорит John Honovich из IP Video Market.

Попробуем разобраться, какое утверждение является верным:

1. H.264 обеспечивает высокое качество видео при низкой скорости изображения
2. H.264 обеспечивает высокое разрешение видео при низкой скорости изображения

Ведь высокое качество и высокое разрешение это совсем разные понятия. И H.264 в резолюции HD 1080p не означает, что изображение высокого качества, оно может быть и низким!

Низкая скорость передачи данных = низкое качество изображения

Классический пример IPTV (видео по запросу). На сегодняшний день в систему добавляются все новые и новые каналы, уменьшая общую пропускной способность. Эффективным способом сохранить HD разрешение без увеличения пропускной способности является увеличение сжатия видео.

Здесь можно возразить, что в онлайн вещании применяется CBR – постоянный битрейт, а VBR – изменяющийся битрейт, как раз чаще всего идет с IP-камер. В CBR применяется большая степень сжатия. А в VBR качество остается на том же уровне, а вот скорость изменяется в зависимости от количества деталей и движения в кадре. И получается абсурдно, когда одно из преимуществ кодека H.264 на самом деле таковым не является. Ведь когда в кадре происходят изменения, появляется больше деталей и движения, то VBR закодированный поток может вызвать серьезные проблемы пропускной способности сети. И на это стоит обратить внимание.

Высокое качество или иллюзия?

Ключевой особенностью H.264 является способность кодека отказаться от большого количества деталей из каждого кадра таким образом, что потеря деталей происходит незаметно для человеческого глаза, благодаря необходимой частоте смены кадров. А при скоростях ниже определенного уровня ухудшение качества станет заметным.

Яркий пример - качество HD Blu-Ray видео будет выше, а сам файл будет занимать больше места Вашего дискового пространства, а его поток будет равен около 40 мбит/сек. Т.е. высокое качество всегда требует большей пропускной способности, так как размер видеофайла будет больше.

Т.е. выбирая в настройках оборудования пункт «качество изображение - высокое», мы получаем изображение, содержащее больше количество деталей, а соответственно уменьшаем степень сжатия – прямой результат увеличения размера сохраняемого изображения. Т.е. сильное сжатие снижает качество изображения.

Многоликий H.264

Важно отметить тот факт, что H.264 может быть разным. На самом деле он имеет порядка 17 профилей. Каждый, из которых, имеет различные возможности. К примеру, в HD 1080p Blu-Ray используется класс высокого профиля. А в IP-видеонаблюдении применяется базовый профиль. По возможностям профилей есть достаточно много информации в интернете, мы лишь приведем краткую, справочную информацию из Википедии:

«Baseline Profile (Базовый) – применяется в недорогих продуктах, требующих дополнительной устойчивости к потерям. Используется для видеоконференций и в мобильных продуктах»

Теперь мы можем сказать, что заявление «… кодек H.264 обеспечивает высокое качество изображение при низкой скорости передачи данных» является слишком обобщенным. И использование кодека H.264 не гарантирует высокого качества, т.к. последнее будет зависеть от многих факторов.

Также хотелось бы отметить одну из давних проблем кодека H.264 – «…быстрая смена кадров». Кодек не может фиксировать высокое качество изображение кадр за кадром при низкой скорости передачи.

Вернемся к нашим попугаям, а именно выражению: «Без ущерба для качества изображения, кодек H.264 позволяет уменьшить размер записанного видео файла более чем на 80% по сравнению с Motion-Jpeg….». Теперь данное выражение может показаться смешным. Возможно такой степени сжатия с помощью кодека H.264 и достаточно для передачи потока, но не для воспроизведения, т.к. отдельные участки видео могут быть совсем ужасного качества. При этом производители IP-камер рекламировали свои устройства в соответствии со стандартами HDTV, установленными SMPTE ( Общество Инженеров Кино и Телевидения). А это не совсем верно, так как эти стандарты создавались для кино, а не для видеонаблюдения.

А это важно?

Думаем да. В системе IP-видеонаблюдения возможность записи и воспроизведения в высоком качестве достаточна критична. И кодек должен быть гибким, позволяя пользователю замедлить скорость воспроизведения, просматривать кадр за кадром, чтобы найти необходимый, возможно единственный кадр, по которому удастся идентифицировать то или иное событие. И каждый кадр может оказаться важным . А значит каждый кадр должен содержать в себе максимальное количество деталей, а значит должен быть действительно высокого качества.

По материалам MxInstaller.com

P.S. Схожее мнение мнение отностительно потоковых кодеков сжатия видео имеют наши партнеры - разработчики программного обеспечения - компания Спецлаб, предлагаем прочитать их видение проблем покадровых кодеков:

Чем охранная видеозапись отличается от кино? Сравнение покадрового (MJPEG) и потокового (MPEG) типов кодеков. Часть 1.

Что значит качество КАЖДОГО кадра в буквальном смысле? Сравнение покадрового (MJPEG) и потокового (MPEG) типов кодеков. Часть 2.