Более двух лет сохранялось предубеждение по отношению к формату H.265 для камер с IP. Но, в конце концов, камеры формата H.265 все-таки появились у многих производителей. В этой статье мы проведем анализ и сравнение H.265 и H.264.
Если заявление о том, что потребление диапазона частот снизится на 50% окажется правдой, то данное решение поможет сэкономить объем памяти, облегчить удаленный доступ к наблюдению и сделать более доступными большие объемы услуг видеонаблюдения. Но параллельно этому появились «смарт кодеки» для формата H.264, что также предполагает значительное сокращение использования объемов памяти.
Содержание:
Тестирование камер Samsung и Vivotek
Основные выгоды
Анализ потока в H.265
Настройки/ опции Samsung H.265
Настройки/ опции Vivotek H.265
Сравнение с типичными камерами формата H.264
Сравнение с Axis Zipstream
Компромиссы по загрузке CPU
Характеристики используемых ПК
Поддержка VMS
Видимые различия
Перспективы
Тестирование камер Samsung и Vivotek
Мы протестировали камеры с H.265 от Samsung и Vivotek, чтобы увидеть:
- Наличие компромиссов / экономии пропускной способности в сравнение с текущими моделями Н.264 (например, Сравнение пропускной способности/ объема памяти IP камер).
- Компромиссные моменты загрузки ЦП и формата H.264 при просмотре
- Поддержка VMS для H.265
- Сравнение H.265 и «смарт» кодеков, например, Axis Zipstream
Мы провели технический анализ потока и качества изображения, чтобы выяснить, каковы же реальные выгоды, чтобы увидеть улучшения по качеству изображения и пропускной способности.
Основные выгоды
Обе тестируемые камеры формата H.265 в сравнение с современными/текущими моделями камер формата Н.264 выдали незначительные сокращения потребления диапазона частот либо совсем не сократили поток. Плюс к этому Axis Zipstream (усовершенствованный «смарт» кодек формата H.264) сработал существенно лучше, чем H.265. Необходимо также отметить, что поддержка VMS в данный момент очень ограниченна, но мы нашли оригинальный способ увеличения загрузки CPU при использовании H.265.
Поэтому, если вы ищите модные названия или какие-то особенные технические преимущества, то камеры формата H.265 подойдут так же хорошо, как и обычные камеры. При этом никаких преимуществ перед профессиональными IP камерами H.264, а также они достаточно плохо поддерживают VMS и загрузку CPU.
Подобно тому, как эффективность сжатия формата H.264 становилась лучше с годами (например, камеры H.264 выпуска 2008 года и сегодняшние модели с H.264), мы ожидаем того же и от H.265. Формат H.265 еще настолько молод, что, например, самый большой провайдер чипов/формата сжатия компания Ambarella еще не успела выпустить. Но несмотря на подобные разочаровывающие факты, возможно формат H.265 в будущем будет выглядеть намного достойнее.
Анализ потока в H.265
Для того, чтобы проанализировать потоки в H.265 в данных камерах мы использовали ПО Elecard StreamEye. Подобно AVInaptic данное программное обеспечение создает детальную информацию о квантовании в потоках (несмотря на то, что AVInaptic не поддерживает H.265/HEVC) с графическим представлением структуры кадра, а также возможностью просмотра детальной декодирующей информации каждого кадра. С помощью данного инструмента мы сможем сравнить уровни квантования потоков H.265 и H.264 обеих камер.
Настройки/ опции Samsung H.265
Веб-интерфейс модели Samsung SNV-8081R практически не изменился по сравнению с предыдущими Н.264 моделями, но есть 2 ключевых момента:
- Очевидно то, что возможность создания профиля кодирования H.265 существует, при этом большинство опций совпадают с опциями H.264. Однако отметим, что формат H.265 не может быть установлен в качестве первоначального, просматриваемого прямо в веб-интерфейсе, даже с плагинами ActiveX, а также его нельзя использовать для записи на SD. Можно просматривать и делать записи через клиент Samsung SmartViewer.
- Данная камера не имеет функции удержания конкретного уровня сжатия при переменной скорости передачи потока (VBR). Предыдущие модели Samsung имели уровень компрессии от 1 до 20. Без подобной функции невозможно сравнить качество работы форматов Н.264 и Н.265 при определенном квантовании(операция преобразования аналогового сигнала).
Настройки/ опции Vivotek H.265
Подобно Samsung основная доля веб интерфейса Vivotek IP9171- HP также осталась неизменной, за исключением новых опций для H.265 (располагается в настройках CODEC после формата H.264 и MJPEG) и Smart Stream II. Как и Axis Zipstream функция Smart Stream II варьирует интервал кадра и динамично регулирует компрессию движущихся объектов и/или неподвижное поле зрения.
Отметим также, что у Vivotek есть функция переменной скорости передачи данных VBR (с фиксированным уровнем компрессии и ограничителем), а также CBR (постоянная скорость передачи данных); в отличие от Samsung, которая представила прямое сравнение форматов H.265/H.264 с помощью специальных настроек.
Сравнение с типичными камерами формата H.264
В наших тестах скорость потока в формате H.265 была средней или выше средней в сравнение с типичными моделями формата H.265. Например, на таблице внизу видно сравнение показателей моделей Vivotek 3MP IP9171- HP (как формата H.265, так и H.264), Hikvision и Axis, все камеры с уровнем квантования ~27. Поток с камеры Vivotek H.265 был ниже, чем у Hikvision H.264, но только в течение дня, при этом уровень потока ночью был выше, чем у Axis и Hikvision.
Замеры результатов работы камер Samsung были сделаны на уровне квантования ~27 Q (настройка переменного потока по умолчанию, без возможности регулировки). И снова битрейт с форматом H.265 оказался выше, чем битрейт с форматом H.264 обратите внимание, что битрейт камер ночного видения Bosch 5MP и Samsung 5MP находится на уровне ~5.5MP, но при этом уровень их битрейта ниже, особенно ночью.
Сравнение с Axis Zipstream
Формат H.265 имел гораздо меньший показатель снижения битрейта, чем смарт кодек Smart Stream II, который варьирует интервал I – кадра от 1 до 10 (в зависимости от движения), а также динамично регулирует квантование движущихся объектов. При включенной данной функции битрейт камеры Vivotek в дневное время был ниже, чем у Axis Q1615 с функцией Zipstream, установленной на максимальный уровень (динамичная группа изображений 300, уровень Zipstream "высокий"). Однако ночью битрейт все равно существенно повышается, выше 8 Mб/сек в тех моментах, где показатель Zipstream оставался низким, около 2.4 Mб/сек.
Обратите внимание — данные Axis Zipstream, приведенные ниже, экстраполированы от уровня 1080p, поскольку моделей 3MP Axis с Zipstream не было.
Также отметим, что в будущем мы планируем провести тест работы Vivotek Smart StreamII более детально.
Компромиссы по загрузке CPU
Для низких потоков битрейта (ниже ~4 Mб/сек) де кодировка H.265 потребовала чуть больше интенсивной работы процессора, чем H.264, как на дешевых моделях, так и на дорогих моделях ПК. Это подтвердилось при просмотре одинарного и мультипотоков. Данные замеры были сделаны при просмотре потоков через VLC, при этом клиентское программное обеспечение имеет те же тенденции:
Однако битрейты существенно повысились на всех камерах H.265, использование CPU с форматом Н.265 значительно возросло в сравнение с удвоенным использованием процессора дорогих ПК со специальной видео картой при работе в формате H.264. Необходимо помнить об этой разнице в работе, поскольку клиентские двигатели, которые хорошо работают для Н.264 могут не дать надлежащих результатов при просмотре Н.265.
Характеристики используемых ПК:
- Бюджетные модели: AMD Quad Core 3.7 GHz, 8 GB RAM, интегрированная графика Radeon
- Верхние модели: Intel Dual Quad Core i7 2.4 GHz, 16 GB RAM, графика 2GB GeForce GT 650M
Поддержка VMS
Судя по инструкции поддержка формата H.265 от третьей стороны VMS не самая замечательная. Мы смогли интегрировать H.265 и Genetec, но только в модели Vivotek. Добавление Samsung 8081R в VMS дало возможность запустить только функции H.264/MJPEG. Пользователи Genetec могут выбрать H.265 для просмотра в реальном времени, записи, удаленного доступа и пр. так же, как и другие потоки, смотрите ниже.
Milestone и Exacq проинформировали нас, что работают с дополнительной поддержкой, но никаких иных данных мы не получили.
Собственные системы Vivotek – VMS и VAST поддерживают просмотр и запись в формате H.265 для своих камер. Рекордеры/VMS от Samsung не поддерживают H.265 в настоящий момент, но их клиент SmartViewer поддерживает просмотр в режиме реального времени и запись местных клипов.
Видимые различия
Мы обнаружили несколько различий между H.265 и H.264 при использовании подобных уровней квантования. Например, на данном изображении видно 2 кодека рядом.
Формат H.265 справа, H.264- слева, оба на уровне квантования ~Q28. Визуальные различия минимальные и их можно обнаружить только при тщательном исследовании, несмотря на то, что битрейт H.265 был на 30% ниже, чем битрейт H.264.
В некоторых случаях мы разницу в контрасте (см. ниже), но ее практическая доля совсем мала.
Перспектива
Мы ожидаем, что работа и влияние формата H.265 будут улучшены в ближайшие несколько лет, вопрос в том, насколько долго это затянется. Между тем, формат H.264, особенно при его хорошей поддержке и низкой загрузке CPU, продолжает оставаться легким и правильным выбором для обычного применения. Если и правда H.265 не получит таких преимуществ, как smart H.264, то он рискует не привлечь к себе внимание в ближайшее время или вообще никогда.
Перевод с сайта www.ipvm.com.
Перевел: Труш Борис Викторович
