IP KAMERA TEKNOLOJİSİNDE h.265 DEĞERLENDİRMESİ

H.264 ile aynı kalitede videolar üreten H.265 henüz bant genişliğinin yalnızca yarısını kullanmaktadır ve selefinin yerini alarak yaygın bir video kodlama standardı olmak için hazırdır. Kodlama karmaşası ve fiyat ile fonksiyonellik arasındaki dengesizlik gibi zorluklara rağmen, güvenlik endüstrisinde yaygın biçimde kullanımı kaçınılmazdır.

 

 

H.265 halen geçerli endüstri standardı olan H.264'ten iki kat daha verimli olması beklenen gelecek nesil video sıkıştırma formatıdır. 2013 yılının 4. çeyreğinde yoğun çabalardan sonra bu yeni teknoloji yayımcılık sektöründe başarıyla denendi. Bununla birlikte güvenlik endüstrisi için H.265 henüz kullanımı geniş ölçekli hale gelmemiştir.

HD son eğilim olduğundan beri, birkaç yıl içerisinde televizyonlarımıza, PC'lerimize ve tabletlerimize 4K ''Ultra HD'' içerik almak için H.265 çok önemli olacaktır. Bu hedeflere ulaşmak, 2014 yılında piyasaya sürülen H.265'in kod çözücüsünün esas bileşenlerine bağlıdır.
H.265, network video içeriği dağıtan ve H.264'ten %50 daha az bant genişliği kullanan, HD video akışını ve indirmesini kolaylaştıran bir video sıkıştırma formatıdır. Bununla birlikte, gelecek birkaç yıl içerisinde tabletler ve cep telefonlarımızla akıcı bir şekilde Full HD içerikleri online görüntüleyebileceğiz.

 

H.265 4K (4096 X 2160) ve 8K (8192 X 4320) Ultra HD (UHD) içerikleri de desteklemektedir. Bu, H.265'i yüksek kaliteli IP kamera video dağıtımı için ideal teknoloji yapar ve H.265 destekli IP kameraların, DVR'ların ve NVR'ların birkaç ay boyunca içeriği bellekten yollamasına olanak sağlar.

 

H.264 standardı son beş yıldır pazara hâkim oldu. Şimdi H.265'in yaygın hale gelmesiyle bu standardın avantajlarını ve en iyi uygulamalarını anlamalıyız. Aşağıdaki makalede H.265 kodlamasını ve gelecekteki akımları açıklanmıştır.

 

H.265 Nedir?

H.265 bir video sıkıştırma standardıdır, H.264'ün varisidir, ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) ve ilgili gurupların işbirliğiyle geliştirilmiştir.
22 Ağustos 2012'de Ericsson dünyanın ilk H.265 kodlayıcısı olan Ericsson SVP 5500'ü ürettiğini duyurdu. Yalnızca altı ay içerisinde H.265 (ayrıca High Efiiciency Video Coding, HEVC olarak ta bilinir) bir ITU-T standardı olarak H.264'ün resmi varisi olarak kabul edildi.

H.265'in, H.264'e oranla aynı video kalitesinde iki kat daha fazla veri sıkıştırma rasyosuna sahip olduğu söylenmektedir. Aynı bit oranında video kalitesini önemli oranda alternatifli olarak geliştirmekte kullanılabilir. 8K UHD'yi ve 8192 X 4320'ye kadar çözünürlüğü destekler.

H.265, H.264'e kıyasla kodlama verimliliğini önemli bir şekilde artırmak için dizayn edilmiştir bu, bit oranı ihtiyaçlarını yarı yarıya azaltarak kıyaslanabilir görüntü kalitesi oluşturur. Uygulama ihtiyaçlarına bağlı olarak, H.265 kodlayıcılar sayısal karmaşayı azaltabilirler; sıkıştırma oranını, sağlamlığını ve hata düzeltmeyi iyileştirir ve kodlama gecikmesini azaltırlar. H.264, SD içerikleri 1 Mbps'de transfer edebilirken, H.265 720p'de (1280 X 720) ve HD içerikleri 1-2 Mbps'de transfer edebilir.

Qualcomm, Broadcom ve Huawei gibi bazı IT öncüleri H.265 ile etkinleştirilmiş bazı ürünlerini vitrine çıkardılar ki bir çok firma H.264'ün yerine dünya çapında temel sıkıştırma formatı olacağına inanmaktadır.

 

H.265 NİÇİN H.264'TEN ÜSTÜNDÜR?

H.265/HEVC video kodlama H.264/AVC ile aynı yaklaşımı kullanır, buna inter-/intra-picture prediction, dönüşüm kodlaması, niceleme, filtre çözme ve entropi kodlaması dâhildir. H.265/HEVC kodlama ünitelerini (CU'lar), öngörü ünitelerini (PU'lar) ve dönüşüm ünitelerini (TU'lar) içerir.
H.264/AV'ye kıyasla, H.265/HEVC sıkıştırma oranını azaltan farklı metotları destekler. H.264/AVC'deki her marcoblock 16x16 piksele sahipken, H.265/HEVC marcoblock'u 8x8'den, 16x16 ve 64x64 piksele kadar farklı opsiyonlarda destekler. H.265'in yaptığı video içeriğini analiz etmek ve farklı boyutlarda CU'lar haline bölmektir. Örneğin, otoparktaki bir araç gibi detaylı alanları kodlarken çok daha küçük bloklar alabilirken (4x4 piksel kadar), çok daha az video verisi içeren arka planı kodlarken çok daha büyük bloklar alır.

H.264 tarafından kullanılan 8 yönlü modlu intra-prediction'a kıyasla, H.265 intra-prediction için 33 yönlü mod kullanır. Aynı görüntü kalitesiyle, H.265, H. 264'ten %39-%44 daha az kodlama bit akışı dağıtımı yapar. Bu sonuç kaliteyi temin eden farklı metotlarla çeşitlenebilir.

Sinyal gürültü oranı tepe noktası ve video kalitesinin etkisinin değerlendirilmesi bir video kodlama mekanizmasını ölçmenin standart yöntemleridir. Bir video kalitesinin etkisinin değerlendirilmesinde, H.265, bit akışını %51 ila %74 arasında azaltarak H.264 ten daha iyi veya aynı kodlama verimliliği sunar. Video kodlama standardının ölçülmesindeki en önemli yöntem sayılan video kalitesinin değerlendirilmesi için bu sonuç çok önemlidir.

H.264'ün kullandığı Main, Baseline ve Simple profiller gibi, HEVC/H.265'in ilk versiyonu da Main, Main 10 ve Main Still Picture profillerini kullanır.
Main profili örnek başına 8 bit derinliği destekler ki bu ana renk başına 256 gölgeye izin verir ve bu toplam 16,8 milyon renge dönüşür. Main 10 profili örnek başına 10 bit derinlik sunar ki bu ana renk başına 1024 gölgeye izin verir veya toplam 1,1 milyar renge dönüşür ve UDHTV için ideal hale gelir. Her ikisi de 4:2:0 chroma örnekleme kullanır.

HEVC ayrıca ilave profiller için bazı hazırlıkları içerir. HEVC'nin tartışılan gelecek uzantıları arasında artırılan bit derinliği, 4:2:2 ve 4:4:4 chroma örnekleme, multiview video kodlama (MVC) ve ölçülebilir video kodlama (SVC) bulunmaktadır. 8 Ocak 2013'te Broadcom 60 fps'de 4096 X 2160p'ye kadar HEVC kodlaması kapasitesine sahip bir Ultra HD kodlama çipi olan BCM7445'i CES'te ilan etti. BCM7445 bir 28-nm ARM-yapılı çip olup, 21,000 Dhrystone MIPS kapasitesindedir, 2014 yılının ortalarında toplu üretime başlanacağı tahmin edilmektedir.

 

 H.265 KODLAMASINININ GELECEK AKIMLARI

Güvenlik ve izleme sektörü satıcıları daha çok H.265/HEVC kodlamayı destekleyen cihazların piyasaya çıkma zamanı ile ilgilİdirler. Bu pek çok faktöre bağlıdır örneğin AMD ve NVIDIA gibi grafik çiplerin üreticilerinin ne kadar hızlı bir şekilde H.265’i ürünlerine entegre etmesi gibi. H.265’in ilk jenerasyon çip setleri belki yalnızca başlangıç video kodlama standartları için uygun olabilir ve hala pek çok H.265 görüntü işleme fonksiyonları, uzantıları ve çoklu görüntü video kodlamanın geliştirilmesi gerekebilir.

 

2013 CPSE’de, Hisilicon ve Grain Medya kendi H.265 araştırmalarının sonuçları üzerine bir demo yaptılar. Davet edilen bütün ziyaretçiler H.265’in çok büyük bir potansiyele sahip olduğunu kabul ettiler ve çok etkilendiler. Bununla birlikte zorluklar halen mevcuttur. Bunlara H.265’in kodlama karmaşası ve maliyet ile ürün özellikleri arasındaki dengesizlikler dahildir.

 

Güvenlik ve izleme sektörü endüstrisindeki pek çok imalatçı, çip set ve IC teknoloji satıcılarının çabalarıyla HEVC’nin H.264’ün yerini alacağını ümit etmektedirler. Pek çok kablolu TV ve dijital TV yayımcıları hala MPEG-2 standardı kullanırken, bazı TV yayımcılığı şirketlerinin HDTV uygulamaları için H.265 standardına geçmeleri iyi haberdir, H.265 bant genişliği kullanımını %70-%80 kadar azaltırken full HD 1080p TV yayınını mevcut bant genişliği şartlarıyla destekler. Kablo TV şirketlerine kıyasla, uydu TV tedarikçileri H.265 standardını daha önce uygulayabilirler. H.265 kodlama, Ultra yüksek çözünürlüklü televizyona (UHDTV) olanak sağlayan 4K ve 8K opsiyonları için en üst düzey çözüm olacaktır. Fakat iletim, depolama ve playback zorlukları halen devam etmektedir.

 

Şu an, yalnızca birkaç tane yerel 4K video içeriği mevcuttur ve imalatçılar 4K IP kameraları 2014 yılının son çeyreğinde piyasaya çıkarmayı planlamaktadırlar. H.265’in kodlama standardının tanıtımının anlamı teorinin hazır olduğu, fakat böyle ultra HD sinyallerin iletimi için birleşik bir metodun hazır olmadığı anlamına gelir. Bu nedenle, böyle bir gelişme oldukça önemlidir.

 

Buna ilaveten, H.265 kodlamalı videoların bellek depolaması ayrı bir problem olacaktır. Hatta Blu-ray Disk Birliği 4K videoların Blu-ray diskler üzerinde bellek depolamasına imkan tanıyan bir çözüm aramaktadırlar. Teorik olarak, bu H.264 formatının bir uzantısıyla mümkün olabilir, fakat bit akışları mesele olabilir. Yalnızca en az 100GB kapasiteli diskler H.264 kodlamalı Blu-ray 4K kayıtların bellek depolamasına imkân tanır. 4K içerikleri destekleyen bellek depolama ve playback konularında eksiklikler olacaktır. H.265’in gelişimi için en büyük zorluk arşivleme boyutundadır.

 

H.265 televizyon ve videonun geleceği haline gelmiştir, güvenlik kamerası sektöründe de yaygın hale gelecek midir? Proje bazlı profesyonel kullanıcılar ve güvenlik kamerası uygulamalarının genel müşterileri vardır. Profesyonel kullanıcılar şehir izlemelerini, trafik izlemesini ve banka izlemesini yürütürler ve çözüm talep edenler sabit ve güvenilirdirler. Bunların çoğu mevcut teknolojiye sahiptir ve bu nedenle uzun bir doğrulama süreci gerektiren H.265’in benimsenmesine kuşkuyla bakabilmektedirler.

 

Diğer taraftan, ev ve işyeri kullanıcıları gibi SMB kullanıcıları ve tüketicileri, daha düşük kurulum maliyetiyle yüzleşmektedirler ve bu nedenle yeni teknolojiyi benimsemeleri daha muhtemeldir. Bundan dolayı, H.265 erken başarısını SMB uygulamalarında kazanabilir ve tüketici pazarında kabul görebilir.

 

IP güvenlik kameralarının geniş bir şekilde benimsenmesiyle, HD video artık her yerde görünür olmuştur. Aynı zamanda, H.264 standardının kısıtlamaları ortaya çıkmaya başladı. 1080p video içeriği, örneğin 4 ila 10 Mbps bant genişliği gerektirir, servis tedarikçileri ve SI’lar için çok büyük maliyet baskısı oluşturur. Güvenlik kamerası ekosisteminde, network bant genişliği ve bellek depolama ekipmanı genelde sistem yatırımının %40-%50’sini oluşturur ve bant genişliği maliyeti ile teknoloji ekipmanının olgunlaşması Full HD sunan operatörlerin yüzleştiği temel meselelerdir.

Eğer H.265/HEVC standardı hızlı bir şekilde olgunlaşırsa ve sıkıştırma verimliliği H.264’e göre %50 oranında iyileştirilirse, sonuçta güvenlik kamerası sektöründe yatırım maliyeti %20 azalır, daha yüksek performans ve daha düşük network ve sistem inşası maliyeti ortaya çıkar.

SONUÇ

H.265, H.264’ten daha üstün özelliklere sahiptir, öyleyse bütün mesele H.265 standardının ve bileşenlerinin pazar için hazır olmasıdır. HD 1080p TV yayımcılığının ve 4K video akışının H.265 ile zaten mümkün hale gelmesiyle, H.265/HEVC standardının geleceği hakkında temkinli bir şekilde iyimseriz. Hatta mobil cihazların bile H.265 desteğine ihtiyaç duyacağı olasılığı bile vardır ve imalatçılar bunun uyarlanması için ellerinden geleni yapacaklardır.

  H.264 / H.265 karşilatirmaları -> youtube

 

 A&S