Chuẩn nén dữ liệu H.265+ tiết kiệm 81% băng thông

Chuẩn nén H265

Tên gọi đầy đủ: High Efficiency Video Coding - HEVC Hiệu quả nén video cao

H.265+ công nghệ mã hóa mới nhất trong lĩnh vực giám sát Video. Với những thuật toán thông minh, giúp giảm bitrate cho video dựa trên công nghệ mã hóa tiêu chuẩn:

Mã hóa dự đoán: giúp trích xuất đối tượng chuyển động từ một bối cảnh nền ổn định; mã hóa khác nhau cho đối tượng chuyển động và bối cảnh nền
Triệt tiêu nhiễu: trích xuất và loại bỏ nhiễu
Điều khiển bitrate: Bù bitrate cho các khoảng thời gian nhiều hoạt động trong dài hạn

Công nghệ mã hóa có băng thông rất thấp và hiệu quả tiết kiệm lưu trữ tốt

Lịch sử của HEVC

Tiêu chuẩn HEVC ra đời từ một dự án nhằm chuẩn hóa mã hóa video bởi Nhóm chuyên gia mã hóa video ITU-T (ITU-T Q.6 / SG 16) và Nhóm chuyên gia hình ảnh chuyển động ISO / IEC (ISO / IEC JTC 1 / SC 29 / WG 11). Nhóm hợp tác chung về mã hóa video (JCT-VC) được thành lập để làm việc trong dự án này. Nhóm hợp tác chung về phát triển mở rộng mã hóa video 3D (JCT-3V) cũng được thành lập để hoạt động trên các phần mở rộng mã hóa video 3D của HEVC và các tiêu chuẩn mã hóa video khác.

ITU-T đã bắt đầu phát triển một người kế nhiệm cho H.264 vào năm 2004, trong khi ISO / IEC bắt đầu hoạt động vào năm 2007. Vào tháng 1 năm 2010, các nhóm đã hợp tác trong một Cuộc gọi cho các Đề xuất chung, mà đỉnh điểm là một cuộc họp của Liên kết MPEG & VCEG Nhóm hợp tác về mã hóa video (JCT-VC) vào tháng 4 năm 2010, tại đó tên Mã hóa video hiệu quả cao (HEVC) đã được sử dụng cho codec. Vào tháng 10 năm 2010, JCT-VC đã đưa ra đặc tả dự thảo hoạt động đầu tiên, với Tiêu chuẩn Dự thảo - dựa trên tám thông số kỹ thuật dự thảo hoạt động - được phê duyệt vào tháng 7 năm 2012. Vào tháng 1 năm nay, ITU đã thông báo rằng HEVC đã nhận được phê duyệt giai đoạn đầu (đồng ý) trong Quy trình phê duyệt thay thế ITU-T, trong khi MPEG thông báo rằng HEVC đã được thăng cấp lên trạng thái Dự thảo tiêu chuẩn quốc tế (FDIS) cuối cùng trong quy trình chuẩn hóa MPEG. Vào ngày 13 tháng 4 năm 2013: HEVC / H.có sẵn để tải xuống trên trang web ITU-T.

H265 hoạt động như thế nào?

Video nguồn, bao gồm các khung video, được mã hóa hoặc nén bởi bộ mã hóa video HEVC để tạo dòng bit video được nén. Mỗi khung hình đầu tiên được chia thành các khối pixel. Các khối sau đó được phân tích để dự phòng không gian và liên kết thời gian giữa các khung được phân tích để tận dụng các khu vực không thay đổi. Chúng được mã hóa thông qua các vectơ chuyển động dự đoán chất lượng của khối đã cho trên khung tiếp theo. Thông tin còn lại được mã hóa bằng cách sử dụng nén nhị phân hiệu quả.

Tiêu chuẩn này chắc chắn có thể cho phép nén tốt hơn. Cùng kích thước và chất lượng hình ảnh, một chuỗi HEVC có thể chiếm ít dung lượng lưu trữ hoặc truyền hơn so với chuỗi video H.264 tương đương. Và chất lượng hoặc độ phân giải phải cao hơn chuỗi video H.264.

Dữ liệu trên cùng 1 camera quan sát cảnh phố có lưu lượng giao thông mật độ lớn cho thấy:

Trung bình với mỗi 1GB, thời gian ghi hình trung bình của H.265+ lâu nhất trong cả 3 chuẩn nén, cả vào thời điểm ban đêm và thời gian giờ cao điểm vào ban ngày.

Tổng dung lượng ghi hình tiêu thụ trong vòng 24h liên tục của H.264 là 49GB, trong khi đó H.265+ chỉ là 9G.

Hầu hết các camera giám sát hiện nay có độ phân giải video Full HD (2MP), hoạt động hoàn toàn bình thường với mã hóa H.264. Tuy nhiên với các thế hệ camera mới nhất, cung cấp độ phân giải siêu nét lên tới UHD (4K)~12MP, H.264 không thể đáp ứng được.
Với mã hóa H.265+ mới, Đã có thêm một nền tảng mới để có thể phát triển hơn nữa, cung cấp cho khách hàng một mức độ chi tiết về hình mà họ chưa từng được trải nghiệm: Mã hóa H.265+ cho phép truyền tải trực tiếp tín hiệu hình ảnh lên tới 33.2MP (8K UHD) mà vẫn kiểm soát được lượng băng thông tiêu thụ cho phép.

Một vài năm trước đây, thế hệ camera độ nét UltraHD đã được phát triển, tuy nhiên do yêu cầu về băng thông truyển tải và không gian lưu trữ quá lớn, thị trường thích ứng với thế hệ sản phẩm này khá chậm. Do vậy, Hikvision đã tiến tới phát triển nền tảng H.265+. Tonko de Wit – Phụ trách marketing Châu Âu cho biết: “Đây là một công nghệ thông minh độc quyền dựa trên mã hóa tiêu chuẩn H.265. Chúng tôi đặc biệt tối ưu hóa nó để phù hợp với các ứng dụng giám sát. H265+ có khả năng giảm thiểu bitrate nhiều hơn nữa, giúp tiết kiệm băng thông truyền tải và lưu trữ tốt nhất có thể”. “Những gì chúng ta thấy ngày nay là các camera độ phân giải cao chỉ được sử dụng trong các tình huống cụ thể… Tuy nhiên điều đó không hề làm giảm giá trị của H.265+”.

So sánh các chuẩn nén dữ liệu H264, H265 và H265+

Lợi ích H.265+

Tiết kiệm băng thông tới trên 80%

Kiểm nghiệm thực tế do Phương Việt tiến hành như sau: Sử dụng 2 camera với công nghệ mã hoá cũ (H.264) và mới (H.265+) quan sát cùng một cảnh, đo thời gian ghi hình với mỗi 1GB dữ liệu ghi hình, đồng thời xác định tổng số dữ liệu ghi hình trong 1 ngày. Kết luận chung được đưa ra cho cả 2 trường hợp: lưu lượng người qua lại/chuyển động cao và thấp đều cho thấy công nghệ mã hoá H.265+ giúp tiết kiệm băng thông tới 81.6% so với H.264.

Năng lực hình ảnh vượt trội

+ Độ phân giải lên tới 4K, hiển thị rõ nét mọi chi tiết dù là nhỏ nhất.
+ Dòng sản phẩm DarkFighter giúp quan sát trong điều kiện siêu tối mà vẫn cho hình ảnh màu rõ nét.
+ Chống ngược sáng >= 120dB WDR giúp nhận biết rõ mọi chi tiết khi quan sát cảnh có cường độ ánh sáng không đồng nhất.
+ Khử nhiễu 3D DNR cho hình ảnh rõ nét trong điều kiện ánh sáng yếu.
+ Công nghệ hồng ngoại EXIR 2.0 công suất lớn, loại bỏ tình trạng tối 4 góc.
+ Tốc độ khung hình lên tới 60fps @2MP cho khả năng quan sát chi tiết đối với đối tượng di chuyển nhanh.