Зачем нужен потоковый кодек?
Дата публикации: 09.08.2012

S-JPEG. Секреты кодирования Спецлаб

Мы провели длинную дискуссию, размером в лето, о достоинствах и недостатках потокового и покадрового кодеков. По нашим выкладкам получается, что у потокового - почти нет никаких достоинств, и большое распространение он получил лишь за рекламную привлекательность.

Однако не будем вдаваться в крайности, все-таки у этого, хоть чаще и бессмысленного, суперсжатия есть и своя ниша применения. Только она строго ограничена, к тому же и предполагает борьбу с ограничениями. Несмотря на повсеместную интернизацию, каналы в нашей стране продолжают просить лучшего. И, уж тем более, мобильные – несмотря на «миллион G». Скорости, конечно, растут, но количество пропускаемой информации растет в несколько раз быстрее. Поэтому, хочешь – не хочешь, иногда приходится выбирать не самое лучшее, а именно потоковые кодеки. Главное – понимать, что выбор ущербен, и сделан лишь для закрытия дыры в коммуникациях. К сожалению, большинство пользователей даже при хороших каналах предпочитает потоковые кодеки, потому что подогрето мощной рекламой. Однако она умалчивает, что малые объемы диска – это большие затраты человеческого времени.

Но оставим войну за умы людей - все, что могли, об этом мы уже сказали. Итак, сегодня затыкаем дыру в сети. Конечно, полностью замуровать ее не удастся: проблемы потоковости будут сочиться из всех щелей. Но иногда нужно получить хоть что-то. Ну, нет хорошего канала, что делать? Да, мы должны смириться с проблемами просмотра архива, да, мы должны понимать, что видео может не пройти из-за проксей и сетевых перебоев, да, мы должны терпеть, что помехи по всему кадру топят полезную информацию. Но все-таки какой-то шанс остается. В негарантированной передаче данных все равно есть шанс получить эту информацию, пусть и не целиком. И, если нет хороших каналов, надо использовать то, что есть. 

Нередко клиент перед нами ставит архипроблемную задачу – провести множество каналов видео по 5-и или даже 1 мегабитной сети. Более того, в госорганах, где по закону требуются закрытые каналы, используются российские системы шифрования с низкой пропускной способностью. И эту архаичность на быстром коне не объедешь, тем более на кривой козе.

Когда выбора нет и клиент согласен на весь перечень проблем, которые несет потоковое кодирование, приходится использовать этот вариант. Главное, чтобы клиент понимал это! Большинство недовольств в этом вопросе связано с тем, что его никто не предупреждает об этом. И, когда заказчик постфактум сталкивается с не очень, скажем так, приятной действительностью, говорить о недостатках технологий уже поздно. Когда пресса выносит архив из избы, демонстрируя куцые неразборчивые кадры, складывается впечатление, что до оплаты никто не заглядывал в этот немаловажный модуль всех систем видеонаблюдения. Видимо, для отчета важен только факт записи.

Но даже при самых убогих каналах связи большую часть проблем потоковых кодеков можно нивелировать. Только почему-то этим никто не занимается. Западным компаниям в этом нет интереса, их безопасность построена на одном слове – страховка. Никто не заботится о реальной безопасности, потому что страховка покрывает все расходы. Отличный, с точки зрения киноиндустрии, кодек H.264 без всяких поправок на сферу безопасности предлагается в охранное видеонаблюдение. Т.к. Запад не продвигается в этом направлении, Восток, привыкший копировать во всем Запад, считает, что двигаться некуда. А российским разработчикам, которые все-таки лезут вперед, никто не доверяет – слишком наша страна ангажирована рекламным фантазизмом.

Но нам некогда разбираться в шараде мнений, Спецлаб разработал для своих клиентов особый кодек S-JPEG, призванный обеспечить наилучшие характеристики для сетевого охранного телевидения. О проблемных вопросах мы уже говорили, теперь посмотрим, как они решаются этим типом кодирования видео. Проведем параллель по самым острым позициям:

1. Сильно сжатый архив тяжел на просмотр и анализ, невозможно попасть в нужный стоп-кадр, т.к. полных ключевых кадров очень мало, в архиве содержатся лишь их изменения.

videozapis_.jpg


По своей сетевой сути S-JPEG тоже потоковый, ничего сверхъестественного Спецлаб не изобрел, законы природы не изменил. В сеть попадают также сильно сжатые данные – изменения относительно ключевых кадров. Но принципиальным отличием архитектуры S-JPEG является то, что на приемном конце вся информация полностью восстанавливается. В архив пишутся только полные кадры JPEG. Таким образом, пользователь полностью избавлен от архивных проблем. Это отличие главное, поэтому кодек и имеет в названии термин «JPEG», несмотря на свою потоковость.

sjatie_.jpg


S-JPEG преодолевает узкие каналы связи за счет своего потокового сжатия, но на диск складывает удобные для просмотра данные за счет покадровой распаковки.


2. При помехе по всему кадру (дождь, снег, флуктуации сети и проч.) почти все потоковые кодеки теряют свои способности мощного сжатия, т.к. каждый кадр обновляется полностью. В результате слабый канал перегружается и встает.

kodek3_.jpg


S-JPEG основан на видеодетекции. А эта функция в GOALcity имеет, пожалуй, самую лучшую математику в мире. Если даже не доверять этой маленькой рекламе, такие элементарные помехи как дождь и снег, спецлабовский, да и почти любой, видеодетектор научился фильтровать. 

В результате видеоканал на базе S-JPEG можно назвать гарантированным, чего не скажешь ни про один потоковый кодек.


3. Сильное сжатие требует больших затрат ресурсов или аппаратных чипов сжатия, заслуживших негативную славу плохого качества видео.

    sgatie2.gif  


Как уже говорилось, S-JPEG основан на видеодетекции. Эта функция и так является базовой для любой системы видеонаблюдения, а в данном случае она применяется и в принципе кодирования. При этом не расходуются дополнительные ресурсы, сжатие становится безболезненным для системы. Любой другой потоковый кодек требует огромных затрат ресурсов.


4. Качество каждого кадра. Большинство потоковых кодеков использует принцип предсказания и массу другой математики, хорошо работающей только в кино, где удачно подобраны планы, выставлен свет и отсутствует непредсказуемость сцены. Искаженные кадры незаметны в потоке живого видео.

   stop_kadr2.jpg stop_kadr3.jpg



В безопасности важен каждый кадр, и важно, чтобы он выражал действительность, а не математически предсказанное действие. Поэтому S-JPEG имеет обратную связь. Сегодня, в основном, используются симметричные каналы, поэтому обратный канал пустует при передаче видео. S-JPEG задействует его для отправки восстановленных кадров назад – на передатчик, где происходит сравнение с исходным вариантом.

video_kodek.gif


Естественно, что это делается не для каждого кадра, а по оценочному алгоритму погрешности. По уникальной – здесь в полной мере можно применить это слово – технологии оценивается вероятность расхождения принятых данных и производится корректировка. Само собой, в жизни нет совершенства, и искажения по границе детекции все-таки допустимы. Но у других известных потоковых кодеков этой проверки вовсе нет.


5. Синхронизация. Когда по сети гонятся потоки разных устройств с собственными внутренними часами, и идут они по разным каналам со своими временами задержек, никто не знает, как их соотнести друг к другу по времени на приемном конце.

begynj.jpg

 

Видеокодек S-JPEG, имея обратный канал, способен тестировать линии на скорость прохождения сигнала, создавая свою общую синхронизацию всех разнородных систем.


6. Доказательная база требует наличия стоп-кадров. Это и рекомендации центров экспертных исследований, да и немногие суды имеют оборудование для просмотра видео. Например, в районных его точно нет.

pic2.jpg


S-JPEG не зря несет в себе аббревиатуру «JPEG» - это полные кадры в любом месте архива, распечатать которые не составляет труда.

kodeki.jpg


7. Конфиденциальность. Чужие кодеки, а также запись без пересжатия сваливают на диск множество дополнительной информации, которая несет в себе и конфиденциальные сведения.

mysor2.gif

S-JPEG после пережатия не оставляет чужих следов.

sl_arhiv2.jpg

 

И он не использует чужих технологий, позволяя предоставлять видео доказательства без нарушения закона.

c.jpg



Спецлаб разработал первую версию этого кодека еще 12 лет назад. За это время он отрабатывался до совершенства. При таком сроке эксплуатации еще ни один пользователь не пожаловался на плохое качество, что нельзя сказать ни про один потоковый кодек. Скорее всего, в Интернете вы не найдете и хвалебных отзывов, но люди почему-то хорошее качество воспринимают как должное
.

Разработано в СпецЛаб!

Действительно мобильное видеонаблюдение
GOAL-mobile 2.0. Первое мобильное видео идет опять впереди
Барьер конфиденциальности
SL-Archive. Архивный сервер GOALcity не оставляет следов