Tìm hiểu cách hoạt động của codec CCTV

Khi video được tạo bởi camera quan sát, cần phải nén video để tiết kiệm băng thông và dung lượng lưu trữ . Quá trình nén được thực hiện bằng thuật toán codec CCTV như MJPEG, MPEG-4, H.264 hoặc H.265. Trong bài viết này tôi sẽ giải thích cách hoạt động của các codec CCTV chính.

Codec CCTV hoạt động giống như codec tiêu chuẩn được tạo ra để giảm kích thước video bằng cách tìm kiếm thông tin dư thừa để loại bỏ nó.

Chúng ta có thể chia từ CODEC thành hai phần:

CO = nén

DEC = Giải nén

Bên tạo video sẽ nén video trước khi gửi, trong khi bên nhận được sẽ giải nén để hiển thị video chính xác trên máy tính, điện thoại di động, máy tính bảng hoặc thiết bị khác.

Trong hệ thống analog , DVR (Đầu ghi video kỹ thuật số) chuyển đổi tín hiệu từ analog sang kỹ thuật số và sử dụng thuật toán để nén video trước khi ghi vào Đĩa cứng (HD) hoặc truyền trực tiếp đến máy tính hoặc thiết bị khác,

Nén trong hệ thống có Camera analog và DVR

DVR chuyển đổi từ analog sang kỹ thuật số và nén video bằng cách sử dụng một số thuật toán codec CCTV sẽ loại bỏ các phần thông tin video để tiết kiệm nhiều dung lượng lưu trữ nhất có thể.

Nén trong hệ thống với camera IP và NVR

Trong hệ thống camera quan sát IP , camera chịu trách nhiệm số hóa và nén video, do đó, nó sẽ gửi video trực tiếp đến NVR (Network Video Recorder) để ghi vào Đĩa cứng (HD),

NVR nhận các video ở định dạng kỹ thuật số để ghi lại và truyền đến máy tính có phần mềm giám sát cụ thể.

Nhưng nếu một số thông tin từ video số hóa bị loại bỏ thì một phần chất lượng sẽ bị giảm, phải không?

Có, nhưng ý tưởng là loại bỏ càng nhiều thông tin càng tốt, với tác động tối thiểu đến chất lượng cuối cùng và mỗi thuật toán codec của CCTV hoạt động theo một cách khác nhau để hoàn thành nhiệm vụ này.  

Các CCTV CODEC là:

• MJPEG: Hoạt động Hoạt động với một chuỗi hình ảnh

• MPEG- 4 : Hoạt động với các biến thể hình ảnh đầy đủ và một phần

• H.264: Đây là sự phát triển của MPEG-4 với một số cải tiến

Cách hoạt động của MJPEG CODEC

Trước tiên hãy nói về MJPEG , nó không gì khác hơn là một tập hợp các hình ảnh hoàn chỉnh được gửi theo trình tự nhanh để tạo ấn tượng về chuyển động liên tục.

Trong ví dụ này, chúng ta có 5 hình ảnh được phát theo trình tự nhanh để tạo cho chúng ta ấn tượng về chuyển động.

Nếu camera tiếp tục quá trình chụp nhiều ảnh hơn thì có thể sẽ có những chuyển động phức tạp hơn, chẳng hạn như ảnh động bên dưới:

Đây là nguyên tắc của thuật toán MJPEG gửi chuỗi hình ảnh camera đầy đủ này đến máy ghi sẽ phát lại hình ảnh.

Càng gửi nhiều khung hình mỗi giây thì " hiệu ứng robot hóa " sẽ xảy ra trên video càng ít , hầu hết các dự án CCTV đều được tính toán với việc sử dụng 1 5 FPS , đủ để hiển thị video với chất lượng chuyển động tốt mà không tốn nhiều tài nguyên truyền tải và lưu trữ,

Cách thức hoạt động của MPEG-4 CODEC

Với cách thông minh để thu và gửi video từ camera đến đầu ghi, MPEG-4 CODEC được thiết kế để chụp và gửi kết hợp hình ảnh hoàn chỉnh và một phần.

Ý tưởng là để tiết kiệm tài nguyên bằng cách hãm video ở dạng khung hình hoàn chỉnh và một phần (hình ảnh) rồi gửi chúng đến bộ thu (NVR hoặc máy tính) chịu trách nhiệm sắp xếp và lắp ráp lại video.

Camera sẽ gửi khung hình hoàn chỉnh đầu tiên (hình 1) và sau đó bắt đầu chỉ gửi các phần chuyển động của hình ảnh, nghĩa là cánh tay ở các vị trí khác nhau như bạn có thể thấy từ hình 2 đến hình 5.

Cách thức hoạt động của H.264 CODEC

H.264 không gì khác hơn là sự phát triển của MPEG-4, do đó, nó sử dụng nguyên tắc tương tự, tuy nhiên với thuật toán cải tiến sử dụng ít băng thông hơn để truyền và lưu trữ.

Hiện tại các nhà sản xuất camera quan sát sử dụng H.265 CODEC , giúp nén video nhiều hơn và sẽ sớm trở thành tiêu chuẩn mới cho thị trường camera quan sát.

Trên đây là phần giới thiệu cơ bản về CODEC CCTV, có một số ưu và nhược điểm đối với MJPEG, MPEG-4, H.264 và H.265 trong các loại ứng dụng khác nhau. Nhưng trong hầu hết các trường hợp, H.264 được sử dụng phổ biến.