|
Sayısal görüntüler ve sayısal video
hard disk üzerinde az yer tutması ve görüntünün hızlı aktarılması amacı
ile daima sıkıştırılırlar. Eğer band genişliği sınırlı ise, gönderilecek
bilginin miktarı, hız düşürülerek veya daha
düşük kalitede görüntü aktarmak sureti ile azaltılır.
Bir görüntünün veri miktarını azaltan
iki temel teknik vardır. Bunlar kayıplı veya kayıpsız olabilir. Bunlardan
eski olan teknik GIF (Graphics Interchange Format),
çok düşük sıkıştırma ile, her zaman tüm bilgiyi aktaran
tekniktir. Daha küçük görüntü boyu oluşturmak amacı ile kayıplı sıkıştırma
yöntemini kullanan yeni teknikler geliştirilmiştir. Bu teknikler esas
olarak göze görünmeyecek kısımları kaldırarak, görüntü boyunu küçülten ve
görsel kaliteyi sağlayan teniklerdir. Örneğin,
JPEG bu özelliklere sahip, kayıplı bir
sıkıştırma tekniğidir.
Genellikle sıkıştırma oranları
10
ila 100 arasındadır. 640 x 480 piksel
çözünürlüğündeki sıkıştırılmamış bir görüntünün boyu yaklaşık 600 KB'dır (piksel
başına 2 byte). 25 sıkıştırma oranı ile dosya boyu
yaklaşık 25 KB olacaktır.
Görüntü kalitesi ve hızına farklı orantılarda etkili olan ve farklı
yöntemleri kullanan bir çok sıkıştırma tekniği vardır.
Axis'in network video
ürünlerinde farklı sıkıştırma özellikleri vardır. Temel
iki standard Motion JPEG ve
MPEG-4 olup, MPEG-2 (DVD-kalitesinde
video) bazı ürünlerde bulunmaktadır. Yüksek kaliteli ve
profesyonel Axis network video
ürün grubunun pek çoğunda Motion JPEG
ve MPEG-4 eş zamanlı olarak
sağlanmakta olup, görüntü kalitesi ve band genişliği optimizasyonu
kolaylıkla sağlanmaktadır. Motion JPEG her bir
karede en iyi görüntü kalitesini sağlarken, MPEG-4
band genişliğinin sınırlı olduğu, yüksek hız gerektiren uygulamalar
için idealdir.
Görüntü hızı (frame/s):
Saniyedeki görüntü yenilenmesi, hızı frame/s vey
kısaca fps olarak tanımlanmaktadır. Tam görüntü hızı veya sürekli olarak
görüntünün aktığı bir izleme, 704x480 çözünürlükte
NTSC (genellikle Kuzey Amerika'da kullanılan bir
standard) için 30 fps, 704x576
çözünürlükte PAL (genellikle Avrupa'da kullanılan bir standard) için 25
fps'dır. İzleme ve kayıt için farklı hızlar tanımlayabilirsiniz. Örneğin
tam hızda izleme yaparken, hard disk kayıt optimizasyonu için saniyede 5
frame'lik bir kayıt yapabilirsiniz. Bu kayıt hızı bir çok uygulamlar için
yeterli kayıt hızıdır.
Çözünürlük:
Görüntü çözünürlüğü, bir görüntüdeki piksel sayısını
tanımlar. Tarihsel gelişimine bağlı olarak bugün
kullanılan çözünürlüklerin çoğunluğu video standardları olan PAL
ve NTSC'den türetilmişlerdir. Bu
standardların her ikisi de 704 piksellik yatay çözünürlüğe (satır başına
piksel) sahiptirler. Dikey çözünürlük (resimdeki
satır sayısı) ise farklıdır. PAL
resim başına 576 satır tanımlarken,
NTSC 480 satır tanımlar. Bu
çözünürlükler bazen D1 veya 4CIF
çözünürlük olarak adlandırılır.
Düşük çözünürlükler; PAL CIF, 352x288
ve NTSC CIF 352x240, PAL QCIF
176x144 ve NTSC QCIF 176x120'dir
.
Seçilebilecek
pek çok sayıda sıkıştırma standardları vardır
Sürekli görüntü standardlarını kullanan
kameralar network üzerinden teker teker görüntüler gönderirken, video
standardlarını kullanan kameralar görüntü ile birlikte görüntüdeki
değişikliği içeren bilgiyi de network üzerinden gönderirler. Bu yöntem ile
değişiklik olmayan görüntüler, öreğin arka plan görüntüleri, her seferinde
gönderilmez. Video standardları veri dizinleri
içinde sesi de içerir.
 Gerçek bir video
sıkıştırma standardı geçici
tekrardan yararlanır. Başka bir değiş ile iletilen videodaki son
görüntüden itibaren değişmeyen kısımları ihmal eder, gözönüne almaz.
Böylece ana görüntünün sabit kısımları için gönderilecek verinin bir kısmı
azaltılmış olur.
Video sıkıştırma ve sürekli görüntü arasındaki temel
farklar
 |
Sürekli
görüntü sıkıştırması kolaydır ve rahat çalışabilir |
 |
Video
sıkıştırması kullanarak bir video dizininden tek bir görüntü almak
zordur |
 |
Video
sıkıştırmaları, video dizinlerini iletmek/kaydetmek için daha az veri
gönderirler |
Motion JPEG haricinde
tüm video
sıkıştırma standardları, kısmen tam görüntüleri sürekli
görüntüler ile karıştırırlar. Tam bir görüntüden diğerine sadece değişen
kısımları kaydetmek, başka bir değiş ile kısmen tam görüntüleri
kayedetmek, sıkıştırılmış video dizinindeki dosya boyunu küçültür. Az ya
da hiç değişmiyen görüntüler çok yüksek seviyede sıkıştırılabilir. Not: Pan, Tilt
ve/veya Zoom
kamera fonksiyonlarını kullanırken büyük görüntü
değişiklikleri ani kamera hareketleri olarak kendini gösterir.
Sürekli
görüntüler için sıkıştırma standardları JPEG
Joint Photographic Experts Group international'
ın kısaltılmışıdır. Bir çok günümüz programı tarafından desteklenen, iyi
ve çok popüler bir standardtır. ISO/IEC 10918'a
uyumlu olarak bir çok uygulama tarafından tercih edilmektedir. Her bir
görüntü 8x8
piksellik bloklara bölünür ve daha sonra her bir blok ayrı
ayrı Digital
Cosine Transform (DCT) yöntemi ile sıkıştırılır. Eğer
gerçekten yüksek sıkıştırma oranı kullanılırsa 8x8
piksellik bloklar resimde görülebilir.
JPEG 2000 JPEG
2000 diğer bir sıkıştırma formatıdır. Yüksek sıkıştırma
oranı kullanıldığında JPEG'in sergilediği 8x8
piksellik blokların resimde görülebilme durumlarına çözüm
getirir. Motion JPEG 2000, Motion JPEG'in karşılığı
olup, yapay görüntülerden çok aşırı olarak
etkilendiğinden video dizini uygulamalarında bir seçenek olarak kabul
edilmez.
Video için
sıkıştırma standardları Motion
JPEG Motion JPEG esasında gerçek bir video
sıkıştırma teknolojisi olmayıp, sıkıştırılmış, sürekli tek
JPEG görüntülerinin bir dizinidir. Resim çözünürlüğünde ve hızında
sınırsız bir ayarlama desteği sunar. Her bir resim bir uygulama ile
kolayca bağdaştırılabilir. Görüntü boyu ve aktarılacak görüntü daha
büyüktür. Pek çok uygulama yazılımı geliştiren firma daha kompleks
MPEG standardı yerine Motion JPEG'i
tercih eder.
H.263 H.263
sıkıştırma tekniği sabit bit hızında video aktarımını
hedefler. Sabit hızda video aktarımında, görüntüsü aktarılan obje hareket
ederse görüntü kalitesi bozulur. H.263 esas olarak
video konferans uygulamaları için dizayn edilmiş olup, detayların sabit
hızda alınamıyacağı kadar önemli olduğu surveillance
uygulamalarına uygun değildir.
 |
 |
|
H-serisi
sıkıştırma kullanıldığında hareket eden bir kişinin
görüntüsü mozaikleşir. Bunun yanında, sabit olan arka plan görüntüsü
hala net ve temiz bir görüntüdür. |
MPEG-2
(Moving
Picture Encoding Group international standard) MPEG-2
sıkıştırma standardı, yüksek kaliteli sayısal video
için en uygun standarttır. En iyi bilinen uygulaması DVD'dir. Görüntü
çözünürlüğü ve desteklenen hız açısından sınırlayıcıdır.
MPEG-4 MPEG-4, daha düşük
görüntü kalitesi ve daha düşük bit hızlarına gereksinim duyan uygulamaları
hedefleyerek, MPEG-2 sıkıştırma standardının
yeniden gözden geçirilmesi ile elde edilmiş bir standarttır. Farklı
görüntü çözünürlüklerini (daha küçük görüntüler)
ve hızları
(tam video hızından daha düşük hızları)
destekler. MPEG-4 sıkıştırma standardı
çok karmaşıktır. İstemci uygulaması ile doğrudan ilgilidir. Kullanılacak
disk alanı ve band genişliğini optimize ederken, istemci tarafında yüksek
proses gerektirir. Şaşırtıcı bir durum,
H.263
sıkıştırılmış video'nun MPEG-4
biçimine konulabilmesidir. Bu uygulama bazen MPEG-4 Short Header
olarak adlandırılır. Axis'in MPEG-4 uyarlaması için
tıklayınız.
Gelişmiş video kodlama H.263
ve MPEG arkasındaki iki grup yeni
nesil video sıkıştırma standardını oluşturmak amacı ile yakınlarda
biraraya gelmiştir. H.264,
MPEG-4 part 10 ve AVC, hepsi, bu
yeni standardı ifade etmektedirler. Gelecek yıllarda bu Gelişmiş
video kodlama standardının (Advanced Video Coding)
mevcut H.263 ve MPEG-4
standartlarının yerine geçeceği beklenmektedir..
Sonuç
Bir çok uygulama için Motion JPEG doğal bir
seçimdir ve video kalitesi/düşük bit hızları gereksinimlerini iyi
dengeler. MPEG-4, düşük disk alanı ve düşük band
genişliği kullanımı gibi avantajlarının yanında, istemcide yüksek proses
gerektirir. Salt kayıt ya da izleme yapılacak uygulamalarda MPEG-4
tercih edilebilen bir çözüm olabilir. Ama gerçekte ne
olduğunu saptamak amacı ile detaylı görüntü analizi yapılmak istenirse,
Motion JPEG tercih edilmelidir.
|