پرش لینک ها

کدک Codec تصویری چیست؟

کدک (Codec) چیست ؟

شاید کلمه کدک را بارها در بحث فناوری اطلاعات شنیده باشید . در واقع کدک (Codec) از دو کلمه Encode / Decodeبه معنی رمز گذاری و رمزگشایی می باشد. در واقع میتوان گفت کدک ها ، دادها را برای ذخیره سازی کدگذاری و فشرده می کنند .یک کدک معمولا یک قطعه کوچک نرم افزاری یا سخت افزاری می باشد که وظیفه تبدیل صوت و تصویر آنالوگ به دیجیتال را به صورت بلادرنگ ( Real-Time) دارد.

برای خرید انواع دوربین مدار بسته با ما تماس بگیرید.

انواع کدک ها

کدک های ویدیویی و صوتی از الگوریتمی نرم افزاری استفاده می کنند که وظیفه فشرده کردن و از بازکردن داده ها را انجام می دهد. از نظر فنی، Codec‌ها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند:

  • کدک های تبدیل کننده ( Transformative ) : این کدک‌ها ابتدا اطلاعات را به بخش‌های مجزا و قابل مدیریت تبدیل، و سپس حجم آن‌ها را به گونه ای کاهش میدهد .
  • کدک های پیش‌‌بینی‌کننده : (Predictive) داده‌های در حال فشرده‌سازی را با داده‌های اصلی مقایسه‌ کرده، و در نهایت برای صرفه‌جویی در فضا، داده‌های غیر ضروری را حذف می‌کنند. به طور کلی، تمام این کدک‌ها یک هدف را دنبال می‌کنند، همه‌ی آن‌ها به دنبال این هستند که با کمترین میزان اتلاف، داده‌های شما را در کوچکترین فایل ممکن قرار دهند.

فایل‌های مختلف صوتی و تصویری هنگام ساخته شدن (مثلاً هنگام ضبط کردن) همگی مقادیر آنالوگ هستند که برای ذخیره شدن بر روی حافظه، باید به مقادیر دیجیتالی تبدیل شوند. در پایین ترین سطح، کدک‌های سخت افزاری مقادیر آنالوگ را به دیجیتال تبدیل کرده و آن‌ها را ذخیره می‌کنند که به این عمل رمزگذاری و برعکس، هنگام پخش کردن اگر به خروجی آنالوگ مثلاً صدا نیازی بود، آن قطعه سخت افزاری مقادیر دیجیتالی صوتی را به آنالوگ تبدیل کرده و آن را به خروجی تحویل می‌دهد که به این عمل رمزنگاری می‌گوییند.حال این که این تبدیل طبق چه قانونی و چه ساختاری انجام می‌شود را کدک مشخص می‌کند.

کدک تصویری چیست ؟

ویدیوهای دیجیتالی از تصاویر تشکیل شده اند اما تصاویر به صورت خام چون از حجم بالایی برخوردار هستند نیازمند فضای زیادی برای ذخیره سازی می باشند . قطعا ذخیره و پخش چنین تصاویری بسیار دشوار است، بنابراین نیاز است تا اطلاعات خام با روش های مختلف فشرده سازی شوند تا حجم ویدیو کم شود.

چرا استفاده از کدکها مهم است ؟

استفاده از کدک های مختلف باعث تسهیل پخش و ذخیره سازی ویدیو در اپلیکیشن ها و پلتفرم های مختلف می شود.در سرویس های استریم ویدیو مانند آپارات هم ویدیو ها با چند کدک رمزگذاری و بارگذاری می شوند تا هر کاربر بتواند ویدیوها را با کیفیت مورد نظرش مشاهده کند.

کدک ها هسته اصلی نظارت هستند که با نام هایی مانند 264H.،265H. و MJPEG ذکر شده اند.

ویدوهای فشرده شده و فشرده نشده

اساسا تمام ویدیو های نظارتی فشرده می شوند، هنگامی که ویدیو دیجیتالی میشود در ابتدا فشرده نمی شود. 3 عامل اصلی در اندازه ویدیو های فشرده نشده وجود دارد :

– محدوده مقادیر پشتیبانی شده برای هر پیکسل

– تعداد کلی پیکسل ها برای هر فریم

– تعداد کل فریم ها در ثانیه

مقادیر پیکسل ها

به هر پیکسل مقداری داده میشود که با عددی در یک محدوده نمایش داده می شود. محدوده تعیین میکند که چقدر رنگ را می توان دقیقا تعریف کرد. همچنین بر پهنای باند / اندازه تاثیر نیز میگذارد.

قاب های فشرده شده اینتر و اینترا

دو رویکرد اساسی برای فشرده سازی وجود دارد:

  • درون قاب
  • درون فریم

درک تمایز بین این دو بسیار مهم است زیرا بر مصرف پهنای باند، نیاز های قدرت پردازشی و ریسک های کیفیت تاثیرمی گذارند.

فشرده سازی درون فریم فقط در یک فریم است (مانند MJPEG ) و فشرده سازی بین فریم در چندین فریم و در فریم های فردی است مانند (MPEG , H.265 , H.264)

برای مشاهده انواع دوربین مدار بسته داهوا کلیک کنید.

فشرده سازی بین فریم

با استفاده از فشرده سازی بین فریم ها ، نه تنها فیلم ،درون فریم کدگذاری میشود بلکه فریم های مجاور را برای فشرده سازی بیشتر مقایسه میکند.این مسئله امکان پذیر است زیرا اغلب تغییرات کمی از یک فریم به فریم دیگر صورت می گیرد.

فریم های I و P

اولین فریم کدک intra که I نامیده میشود و بر خلاف تغییرانی که در فریم P وجود دارد اساسا یک فریم کامل از ویدیو میباشد. اما فریم های P به تصویر کامل فریم قبلی اشاره می کنند و فقط تغییرات صحنه را ارسال میکنند. این تغییرات ممکن است کوچک باشند مانند نویز دیجیتال، حرکت شاخ و برگ کوچک یا بزرگ مانند حرکت دوربین های PTZ

انواع دیگر فریم ها

توجه داشته باشید علاوه بر I و P فریم های دیگری مانند B, SI و SP نیز وجود دارد، اگرچه آنها تقریبا درنظارت استفاده نمی شوند. برخی از دوربین های IP دارای پشتیبانی از فریم B هستند اما تمام VMS ها قادر به رمزگشایی نیستند به این دلیل اغلب استفاده نمیشوند.

کدک های استاندارد

از سال 2020 اکثرا از کدک H.265استفاده میکنند، البته با اختلاف کمی هنوز از 264H. استفاده میکنند. مشکلات CPU H.265

با بهبود پشتیبانی از رمزگشایی سخت افزاری کاهش یافته است.

کدک های اختصاصی

سیستم های نظارت تصویری تعدادی کدک اختصاصی دارد اما تعداد کمی از آنها در سال 2022 استفاده میشوند. در سیستم های آنالوگ قدیمی تر، ویدیو ها در یک دستگاه یعنی DVR کدگذاری، ذخیره و مدیریت میشدند و استفاده از کدک اختصاصی را آسان تر میکردند زیرا سازنده کل این فرآیند را کنترل میکرد.

کدک های هوشمند

در چند سال گذشته، کدک های هوشمند 264H. و265 H. با هدف کاهش Bitrate در مقایسه با استاندارد 5/h.264 رایج شده اند. در آزمایش های انجام شده کدک های هوشمند نرخ بیت را به میزان قابل توجهی کاهش داده اند، حداقل 15 درصد اما در برخی موارد تا 95 درصد . این کدک ها در حال حاضر موثرتر هستند زیرا فواصل فریم I طولانی تر شده و فشرده سازی به دلیل عدم فعالیت بیشتر میشود. با این حال در بیشتر موارد حتی در هنگام استفاده از تنظیمات پیش فرض، 264 H. کیفیتی مشابه MJPEG در تست ها ارائه داده است.

  • کدک های مقیاس پذیر

اکثر کدک ها فقط می توانند از یک رزولوشن پشتیبانی کنند. برای مثال تغییر از یک جریان 2 مگاپیکسلی به یک جریان 1 مگا پیکسلی با استفاده از 264H. یا MJPEG نیازمند رمزگشایی یا رمزگذاری یک جریان کاملا جدید می باشد.

  • کدک های آینده

در حالیکه بسیاری از کدک های جایگزین، مورد بررسی قرار میگیرند ، بسیار نادر است که کدکهای غیر استاندارد جایگزین آنها شوند. به طور مثال بعضی از توسعه دهندگان ادعا میکنند که از طریق کدک های اختصاصی خود مانند EdgeVis / TVI Barriers Digital در پهنای باند صرفه جویی زیادی میشود. با این حال این مسئله نیاز دارد تا تولید کنندگان و توسعه دهندگان دوربین این کدک ها را در محصولات خود پیاده سازی کنند .

چه کدک هایی را انتخاب کنید؟

حتی در سال 2022 بهترین ترکیب کدک مورد استفاده برای بیشتر موارد استفاده از کدک 246.H با پشتیبانی کدک هوشمند است، زیرا کدک های هوشمند به طور قابل توجهی کارایی 264.H را با حداقل جنبه های منفی بهبود میبخشد. 265.H در حال تقویت است اما در بسیاری از موارد به دلیل محدودیت های مختلف حذف خواهد شد. با این حال به شکل قابل توجهی قوی است و اکثر سیستم های دوربین NVR مانند داهوا، هایک ویژن و غیره از آن استفاده میکنند، جایی که مشکلات سازگاری به حداقل میرسد. MJPEG برای برنامه های تخصصی و کسانی که به شکل غیر معمول حراس دارند فشرده سازی بین فریم ها از دست برود جایگاه خوبی باقی میماند.

برای کدک ویدیو، بهترین پیشنهاد H.264 است، چرا که پشتیبانی گسترده‌ای داشته و تعادل بسیار قابل قبولی بین کیفیت و حجم برقرار می‌کند. از آنجایی که در آینده نه چندان دور رزولوشن‌های 4k و حتی 8K به صورت متداول درخواهند آمد، و میزان استفاده از کدک های H.265 بیشتر از H.264 خواهد.