L’importanza della compressione H.265 e WiseStream

Gli operatori del settore della Videosorveglianza si guarderanno indietro tra qualche anno e si chiederanno come siano sopravvissuti senza di esso: lo standard di compressione H.265 è arrivato e non potrebbe essere un momento migliore.

Si dice che “la necessità aguzza l’ingegno” ed è questo il caso di H.265 e dei benefici che porta ai sistemi di Videosorveglianza in cui vengono utilizzate telecamere Full HD e 4K. Lo stesso può dirsi delle tecnologie di compressione complementari emergenti che, controllando dinamicamente la codifica e bilanciando qualità e compressione secondo il movimento in un’immagine, sono in grado quando associate allo standard di compressione H.265, di ridurre l’utilizzo di banda fino al 75%, rispetto alla tecnologia H.264 corrente.

Una compressione più efficiente

Fino ad oggi l’ostacolo dei costi degli apparati e della gestione dell’ultima generazione di telecamere 4K, 4MP e Full HD era importante. Questo perchè per poter memorizzare video ad alta risoluzione e alla massima velocità, lo spazio di archiviazione di un NVR o di un server di registrazione viene occupato velocemente.

Hanwha Techwin ha introdotto all’interno del suo portfolio modelli di telecamere Full HD, 4MP e 4K che utilizzando la compressione H.265 e la tecnologia di compressione complementare WiseStream permettono di ridurre al minimo l’investimento di capitale ed i costi operativi legati ai dispositivi di registrazione e di archiviazione sfruttando appieno le immagini riprese dalle telecamere ad alta definizione.

H.265: che cos’ è e come funziona?

Lo standard H.265, noto anche come High Efficiency Video Coding (HEVC), è stato definito dal Moving Picture Experts Group (MPEG) e il Video Coding Experts Group (VCEG). Supporta risoluzioni fino a 8192×4320 raddoppiando il rapporto di compressione dei dati rispetto ad H.264 pur offrendo lo stesso livello di qualità video. Ciò significa maggiore efficienza, dato che il video può essere registrato, memorizzato e trasmesso con la stessa qualità, consumando meno banda.

Il codec H.265 è simile ad H.264 in quanto mette a confronto diverse parti di un fotogramma video al fine di trovare aree ridondanti, sia all’interno di ogni singolo fotogramma, sia nei fotogrammi successivi. Queste aree ridondanti vengono quindi sostituite con una breve descrizione invece dei pixel originali. I principali vantaggi che H.265 offre rispetto ad H.264 includono l’espansione del modello di confronto, ovvero la differente area di codifica da 16×16 ad un’area fino a 64×64 pixel. E’ inoltre migliorata la segmentazione e la previsione dei blocchi di dimensione variabile all’interno della stessa immagine, così come una maggiore previsione del vettore di movimento. Un uso efficace di questi miglioramenti porta ad una maggiore capacità di elaborazione del segnale per la compressione video, e contemporaneamente a un minor impatto sulla quantità di calcolo necessaria per la decompressione.

“H.265 rappresenta, all’interno del mercato della VideoSorveglianza Professionale, una novitá tecnologica che caratterizza la proposta di chi opera con maggiore spirito innovativo”, ha dichiarato Ugo Scolaris, Senior Pre-Sales Manager di Hanwha Techwin Europe ”Si tratta in ogni caso di uno standard consolidato in altri ambiti, come il Broadcast e il mercato televisivo in genere. Risulta quindi naturale, per un costruttore come Hanwha Techwin, con un R&D votato all’innovazione, adottare queste novitá tecnologiche a beneficio dei nostri clienti.”

La tecnologia di compressione dinamica complementare GOV

Come precedentemente menzionato, le tecnologie di compressione complementari come WiseStream, recentemente introdotta da Hanwha Techwin, controllano dinamicamente la codifica, bilanciando qualità e compressione secondo il movimento presente in un’immagine. Di seguito vengono identificati e descritti alcuni dei fattori chiave e la terminologia coinvolti in questi processi.

GOV

8852 HT – Dynamic GOV

Un GOV (Group of Video), è costituito da un I-frame, che contiene i dati video completamente descritti e da più P-frames che contengono solo la parte dell’immagine (video) che varia rispetto al fotogrammma precedente. Il Dynamic GOV è una tecnologia che controlla la lunghezza dei GOV.

 Se il GOV risulta allungato riducendo gli I frames , la larghezza di banda verrà diminuita, ma la qualità delle immagini sarà inferiore se nella scena ripresa e’ presente molto movimento. L’impostazione ottimale è un GOV lungo in presenza di poco movimento nell’immagine ripresa, e un GOV breve in corrispondenza di un’immagine complessa.

La tecnologia Dynamic GOV svolge due funzioni: calcola i movimenti o la complessità dei video e controlla gli intervalli tra I-frame.

In presenza di poco movimento e bassa complessità è opportuno ridurre il consumo di banda aumentando l’intervallo tra gli I-Frame. Al contrario nel caso di maggiore movimento ed alta complessità è necessario inserire più fotogrammi per mantenere inalterata la qualità video.

Region of Interest (ROI)

Nella consultazione delle immagini gli utenti sono normalmente interessati ad esaminare aree statiche contenenti poco movimento e aree dinamiche che contengono molto movimento. La tecnologia ROI ( Regione di Interesse) analizza aree statiche e dinamiche presenti all’interno delle immagini sulla base dell’analisi video avanzata. Conseguentemente viene applicato un tasso di compressione diverso su ciascuna area sia per la qualità video sia per la riduzione della larghezza di banda.

8852 HT – Region of Interest

Tecnologia predittiva di controllo dei bitrate

I codec H.264 e H.265 prevedono e calcolano la complessità di una scena per poter procedere con la compressione, e spesso si verificano bitrate superiori nel caso di calcolo da parte del codec utilizzato. La tecnologia predittiva di controllo dei bitrate ha una logica pre-calcolo che prevede la complessità dell’immagine prima che avvenga la compressione da parte del codec H.264 / H.265. Esso controlla il bitrate predicendo la scena (Quantisation Parameter) e, di conseguenza, impedisce l’aumento del bitrate inutile e ottimizza i dati in streaming.

L’opportunità

“L’elevata efficenza della compressione H.265, porta indubbi vantaggi sulla trasmissione in rete e sulla quantità di archiviazione. Un vantaggio che é garantito dalla elevata capacitá di processo dei nuovi DSP WiseNet Samsung serie Q e serie P utilizzati nelle nostre telecamere piú recenti” ha dichiarato Ugo Scolaris. Senior Pre-sales manager di Hanwha Techwin Europe ”Grazie a tutto questo si genera un processo virtuoso, che garantisce ad un numero sempre maggiore di utenti la possibilitá di fruire delle immagini 4K UHD, senza dovere accedere a budget ed investimenti iniziali particolarmente pesanti, e con costi di gestione limitati. Uno scenario win-win, che premia l’innovazione tecnologica, l’attenzione alle esigenze del mercato e la capacitá di cogliere tutte le opportunitá.”