Τεχνολογία H.265 – Πώς να την αξιοποιήσετε στα έργα ασφάλειας

Το πρότυπο συμπίεσης τεχνολογίας H.265 αποτελεί σίγουρα μια σημαντική εξέλιξη για το τομέα των συστημάτων ασφάλειας και αξίζει να δούμε τους τρόπους με τους οποίους μπορούμε να το αξιοποιήσουμε όσο καλύτερα γίνεται στα έργα ασφάλειας.

Όπως συμβαίνει με πολλές νέες τεχνολογίες, όπου μερικές φορές είναι δύσκολο να αξιολογηθούν άμεσα οι δυνατότητες καλύτερης προσαρμογή τους στο πεδίο της ασφαλείας, έτσι και με τις κάμερες συμπίεσης H.265, έχει ανοίξει ένα μεγάλο πεδίο συζήτησης, αναζητώντας τον τρόπο οπού η τεχνολογία αυτή μπορεί να ωφελήσει πραγματικά τα έργα ασφάλειας.

Στην αγορά πλέον κυκλοφορούν αρκετά νέα μοντέλα δικτυακών καμερών που υποστηρίζουν την τεχνολογία H.265 και ως βασικό τους πλεονέκτημα προβάλουν τη δυνατότητα να μειώνουν το μέγεθος των αρχείων βίντεο κατά το ήμισυ, χωρίς να θυσιάζουν την ποιότητα της εικόνας, εξοικονομώντας έτσι μεγάλο χώρο αποθήκευσης και υποδομές δικτύου – κάτι που επιφέρει εξοικονόμηση κόστους. Όμως, η προβολή και επεξεργασία βίντεο H.265 απαιτεί μεγαλύτερη επεξεργαστική ισχύ, κάτι που ίσως αυξήσει σε ορισμένες περιπτώσεις το κόστος του συστήματος διαχείρισης της πλατφόρμας ασφάλειας, δηλαδή του τερματικού υπολογιστή ή/και το server. Ας δούμε λοιπόν παρακάτω κάποια βασικά κριτήρια και απαιτήσεις που σχετίζονται με το H.265, προκειμένου να αποκτήσουμε μια καλύτερη εικόνα για τις δυνατότητες που προσφέρει και για το πώς οι εγκαταστάτες των έργων μπορούν -αξιοποιώντας αυτή την τεχνολογία- να προσφέρουν στους πελάτες τους το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα.

Παλιές και νέες εγκαταστάσεις

Ένα σημαντικό κριτήριο που θα προσδιορίσει και το όφελος των καμερών H.265 σε ένα συγκεκριμένο έργο, είναι αν πρόκειται οι κάμερες αυτές να αποτελέσουν μέρος μιας νέας πλατφόρμας ασφάλειας ή αν ενσωματώνονται σε μια υπάρχουσα εγκατάσταση.

Για νέες εγκαταστάσεις που υλοποιούνται από την αρχή, η καλύτερη επιλογή θα είναι όλες οι επιμέρους συσκευές να καθορίζονται βάσει των απαιτήσεων επεξεργασίας τεχνολογίας H.265. Θα πρέπει όμως να λάβουμε υπόψη ότι οι κατασκευαστές συστημάτων διαχείρισης βίντεο VMS (Video Management Software) που υποστηρίζουν το H.265, απαιτούν ισχυρότερες προδιαγραφές για τον υπολογιστή και συνολικά για την υποδομή επεξεργασίας οπού θα βασίζεται και θα διαχειρίζεται το σύστημα ασφάλειας. Συνεπώς, οι πελάτες που θα επιλέξουν να αγοράσουν κάμερες H.265 θα πρέπει να έχουν υπολογιστές και server υψηλής επεξεργαστικής ισχύς κάτι που λογικό θα τους επιβαρύνει οικονομικά. Αυτό το κόστος όμως, εξισορροπείται σίγουρα σε βάθος χρόνου από την εξοικονόμηση των απαιτήσεων του εύρους ζώνης και κυρίως της αποθήκευσης. Αν και μπορεί να μην είναι ακόμη, το H.265 θα γίνει το βασικό προεπιλεγμένο πρότυπο στο εγγύς μέλλον και θα ήταν μια κοντόφθαλμή προσέγγιση για τους πελάτες να προσπαθήσουν να εξοικονομήσουν χρήματα αγοράζοντας συστήματα που δεν θα μπορούν να το υποστηρίξουν αργότερα. Είτε λοιπόν πληρώνουν για αυτό μία φορά στην αρχή, είτε θα αναγκαστούν να πληρώνουν δύο φορές όταν πρέπει να αναβαθμίσουν το σύστημά τους αργότερα. Επιπλέον, με τη χρήση κατάλληλου υπολογιστικού συστήματος, η χρήση καμερών H.265 σε όλη την εγκατάσταση μπορεί να βελτιώσει την απόδοση και την αξία ολόκληρης της πλατφόρμας ασφάλειας.

Για τις υπάρχουσες εγκαταστάσεις που έχουν ήδη ένα πλήρως λειτουργικό δίκτυο VMS και θέλουν να προσθέσουν νέες κάμερες H.265 ή να αντικαταστήσουν παλαιότερες κάμερες με νέα μοντέλα H.265, η εξίσωση γίνεται λίγο πιο σύνθετη. Σε αυτές τις περιπτώσεις, σε ένα έργο που έχει προϋπολογισμό μόνο για νέες κάμερες, ίσως δημιουργηθούν προβλήματα, όταν διαπιστωθεί ότι οι νέες κάμερες μπορούν να “υπονομεύσουν” την απόδοση των υφιστάμενων τερματικών προβολής (υπολογιστές) και άλλων λειτουργιών, όπως για παράδειγμα τα video analytics.

Σε ορισμένες περιπτώσεις λοιπόν, μπορεί να έχει νόημα να διατηρούνται ορισμένες συσκευές H.264, ειδικά για συστήματα που χρησιμοποιούν παλαιότερους υπολογιστές για την παρακολούθηση και διαχείριση των βίντεο. Όμως, σχεδόν όλες οι νέες κάμερες H.265 μπορούν επίσης να υποστηρίξουν το πρότυπο H.264, κάτι που σημαίνει ότι οι πελάτες έχουν την ευελιξία να τοποθετήσουν μοντέλα με H.265, διατηρώντας την κωδικοποίηση H.264 και όταν στο μέλλον το επιτρέψουν οι συνθήκες να επιλέξουν την καλύτερη κωδικοποίηση του H.265.

Ο αντίκτυπος του μεγέθους αρχείου

Από την οπτική της συνολικής απόδοσης σε περιοχές όπου δεν παρατηρείται μεγάλη κίνηση στο χώρο η συνολική απόδοση του H.265 συμπίπτει με αυτή του H.264.
Όμως σε χώρους θέασης των καμερών, όπου εικόνες των βίντεο που καταγράφονται έχουν έντονη δραστηριότητα με κάπως συνήθη μοτίβα όπως η προβολή μιας γεμάτης από ανθρώπους κυλιόμενης σκάλας ή δρόμους ταχείας κυκλοφορίας η χρήση του H.265 σε σύγκριση με το H.264 προσφέρει ένα καθαρό πλεονέκτημα και οι βελτιώσεις στην απόδοση συμπίεσης μπορούν να προσεγγίσουν το 60% ή περισσότερο.

Τα μειωμένα μεγέθη αρχείων μεταφράζονται σε χαμηλότερες απαιτήσεις για το εύρος ζώνης του συστήματος και ο βαθμός στον οποίο αυτό μπορεί να επηρεάσει το συνολικό κόστος του συστήματος, εξαρτάται από το μέγεθος μιας εγκατάστασης, τη δύναμη της υπάρχουσας υποδομής και την τοπολογία του συστήματος. Μεγαλύτερες εγκαταστάσεις με περισσότερες κάμερες θα επωφεληθούν περισσότερο, όπως και οι εγκαταστάσεις που δεν διαθέτουν σύγχρονη ισχυρή υποδομή δικτύου για να υποστηρίξουν την μεγάλη κίνηση που παράγεται από συστήματα VMS.

Ο συνολικός σχεδιασμός του συστήματος κάνει επίσης τη διαφορά. Ειδικά με εγκαταστάσεις σε επιχειρήσεις ή σημεία πολλαπλών τοποθεσιών, οι αποφάσεις σχετικά με το πού καταγράφεται το βίντεο σε σχέση με την τοποθεσία της κάμερας, καθώς και τον τρόπο με τον οποίο υποστηρίζονται τα κέντρα προβολής, επηρεάζουν τον όγκο των δεδομένων βίντεο που διασχίζουν το δίκτυο ανά πάσα στιγμή.

Οι πελάτες που παλαιότερα (με παλαιότερους τύπους συμπίεσης) θα έπρεπε να κάνουν συμβιβασμούς σχετικά με τις ρυθμίσεις ποιότητας βίντεο για να διατηρήσουν την κυκλοφορία του δικτύου υπό έλεγχο, θα διαπιστώσουν ότι με το H.265, έχουν τώρα την ελευθερία, είτε να αυξήσουν την ποιότητα του βίντεο είτε ακόμα και να προσθέσουν περισσότερες κάμερες στο σύστημα.

Τα πλεονεκτήματα που σχετίζονται με τη διαχείριση της αποθηκευτικής δυνατότητας με H.265 είναι ξεκάθαρα. Μικρότερα αρχεία σημαίνει, ότι τα ήδη εγκατεστημένα συστήματα εγγραφής μπορούν είτε να αποθηκεύσουν βίντεο προερχόμενο από έως και δύο φορές περισσότερες κάμερες για την ίδια χρονική περίοδο ή να αποθηκεύουν βίντεο για δύο φορές περισσότερο χρόνο. Επομένως, κατά την αγορά νέων συσκευών αποθήκευσης απαιτούνται λιγότερα χρήματα.

Προβολή βίντεο – Μια σημαντική πρόκληση

Σε σύγκριση με το H.264, το H.265 μπορεί να απαιτήσει έως και οκταπλάσια από την ισχύ επεξεργασίας για κωδικοποίηση και δύο φορές την ισχύ για την αποκωδικοποίηση. Ευτυχώς όμως, η διαδικασία κωδικοποίησης γίνεται σχεδόν αποκλειστικά από τις κάμερες και το κόστος των νέων καμερών H.265, δεν είναι πολύ διαφορετικό από αυτό των καμερών H.264. Η αποκωδικοποίηση, από την άλλη πλευρά, πρέπει να συμβαίνει οπουδήποτε το βίντεο προβάλλεται μέσα από ένα σύστημα VMS. Δεδομένου ότι αυτό απαιτεί διπλάσια ισχύ από την αποκωδικοποίηση του H.264, το σύστημα που μπορεί να χρησιμοποιείται σήμερα για την προβολή των βίντεο ροών H.264, θα μπορεί να εμφανίζει μόνο το μισό αριθμό των ταυτόχρονων ροών βίντεο στο H.265. Ένας τρόπος με τον οποίο οι σχεδιαστές συστημάτων VMS μπορούν να ελαχιστοποιήσουν την ανάγκη για αναβαθμισμένο υπολογιστή για να υποστηρίξουν την επεξεργαστική ισχύ που απαιτεί το H.265, είναι η αξιοποίηση των χαρακτηριστικών της κάμερας που μπορούν να μειώσουν μέρος του φορτίου στους σταθμούς εργασίας VMS και στις συσκευές προβολής. Οι κάμερες που προσφέρουν τριπλούς κωδικοποιητές (κωδικοποίηση σε M-JPEG, H.264 και H.265) μαζί με την πολλαπλή ροή (μετάδοση δύο ή τριών ταυτόχρονων, ανεξάρτητων ροών) καθιστούν δυνατή τη μετάδοση βίντεο H.265, υψηλής ανάλυσης σε μια συσκευή εγγραφής, ενώ το βίντεο τυπικής ανάλυσης (VGA) σε M-JPEG ή H.264 αποστέλλεται στον σταθμό ελέγχου, για να συμπεριληφθεί σε διατάξεις προβολής πολλαπλών καμερών. Έτσι μπορούν να υποστηριχθούν έως και 16 ροές M-JPEG VGA με την ίδια ισχύ επεξεργασίας όπως μόνο δύο ροές H.265. Στη συνέχεια, όταν μια συγκεκριμένη κάμερα επιλεχθεί για να καλύψει το μεγαλύτερο μέρος της οθόνης, το VMS μπορεί να μεταβεί για να εμφανίσει τη ροή H.265 υψηλής ανάλυσης για τη συγκεκριμένη κάμερα.

Αναζήτηση και Analytics

Είναι δύσκολο να βγούνε ασφαλή συμπεράσματα για τον αντίκτυπο που μπορεί να έχει το H.265 στην απαιτούμενη ισχύ επεξεργασίας για την αναζήτηση συμβάντων και τις λειτουργίες analytics, καθώς διαφορετικά συστήματα VMS χειρίζονται διαφορετικά αυτές τις λειτουργίες. Για παράδειγμα, πολλές κάμερες IP που διαθέτουν δυνατότητα ανίχνευσης κίνησης και άλλες δυνατότητες ανάλυσης, έχουν την ικανότητα να μεταδώσουν αυτές τις πληροφορίες μαζί με ένα διακομιστή VMS ως metadata που καταγράφονται μαζί με τη ροή βίντεο. Εάν ένα VMS, είναι σε θέση να αναζητήσει μέσα από τα metadata για να βρει συμβάντα, χωρίς πρώτα να αποκωδικοποιήσει την αντίστοιχη ροή βίντεο, τότε το γεγονός ότι το βίντεο είναι H.265 δεν επηρεάζει καθόλου τη συνολική λειτουργία. Μια άλλη παράμετρο είναι το αν οι λειτουργίες analytics ενσωματώνονται στην πλατφόρμα VMS ή διακινούνται από έναν ξεχωριστό, αποκλειστικό server. Αν σχεδιάζετε ή αναβαθμίζετε ένα σύστημα που χρησιμοποιεί δεδομένα analytics, φροντίστε να βεβαιωθείτε ότι αυτά θα συνεχίσουν να λειτουργούν όπως το αναμενόμενο με βίντεο από τις νέες κάμερες H.265.Συμπερασματικά θα λέγαμε ότι το σύστημα VMS παίζει σημαντικό ρόλο προκειμένου οι κάμερες με συμπίεση H.265 να αποδώσουν με το καλύτερο δυνατό τρόπο και οι εγκαταστάσεις να επωφεληθούν από τα πλεονεκτήματα που προσφέρει αυτή η τεχνολογία.

Φυσικά θα πρέπει να αναφέρουμε και την ακόμα πιο αναβαθμισμένη έκδοση του H.265 που είναι το H.265+ που αφορά κυρίως συστήματα βίντεο επιτήρησης 4Κ.

Στο γράφημα της BitRefine απεικονίζεται η υιοθέτηση του Η.265 διάφορων χωρών, όπου παρατηρείται ότι η Ελλάδα βρίσκεται πολύ χαμηλά (3^η από το τέλος) με μόλις 16,67%.