В чем разница между форматами MJPEG и H264/H264+/H265/H265+, и как использовать их в Xeoma
Canon и Nikon, iPhone’ы и Android’ы, ПК или консоли — лишь несколько из пар непримиримых «лагерей», каждый из представителей этих пар отличаются друг от друга настолько же, насколько они и похожи. Наверное, поэтому чаша весов никак окончательно не склонится в ту или иную сторону. Так же ситуация обстоит и на рынке формата видеопотоков камер, используемых в CCTV системах.
CCTV системы, работающие на основе Xeoma, поддерживают не только почти все типы камер в мире, но и различные форматы видеопотоков камер.
Да, иногда этот формат не играет роли, и пользователи даже не знают, что у них в камере — как, например, случается, когда используются USB камеры или камеры, встроенные в ноутбук.
Но всё же чаще формат видеовещания камеры — важная характеристика, которая влияет на выбор не только камер, но и всего «железа» для создания CCTV системы. «Правильный» формат поможет сэкономить (например, на мощности серверной машины или на массивах для хранения записей), а иногда это имеет даже не вспомогательное, а первостепенное значение — когда формат видеовещания может помочь создать систему в условиях ограниченных ресурсов, которые невозможно улучшить даже за деньги (чаще всего это касается проблем ограниченной пропускной способности сети)! Современные камеры всё чаще имеют «на борту» H264/H265 в качестве основного, главного потока, а камер, использующих MJPEG как основной или даже единственный поток, становится всё меньше (хотя камер, в которых есть MJPEG хотя бы в виде мини картинки-превью, всё-таки большинство). Выводы напрашиваются сами.
Так что, разобравшись в различиях MJPEG и H264/H265 видеопотоков, их преимуществах и недостатках, вы сможете более точно настроить Xeoma для экономии ресурсов или даже для обеспечения работы в условиях, где другие CCTV системы не работают. Для этого представляем вам нашу статью.
MJPEG
Просто говоря, MJPEG — это серия JPEG-картинок, вместе составляющих видео. Поэтому основополагающими в этом формате являются такие показатели, как разрешение картинок и fps (частота кадров, или сколько таких картинок будет в 1 секунде видео). И всё! MJPEG — один из первых цифровых видеоформатов IP камер, поэтому он такой простой.
Конечно, в MJPEG’е тоже применяется небольшая компрессия (сжатие), но оно настолько незначительно по сравнению со сжатием H264/H265-потоков, что им можно пренебречь и считать MJPEG форматом без сжатия.
Преимущества MJPEG-потоков:
+ Существенно ниже нагрузка на процессор (процессору не нужно декодировать поток «на лету», как в случае с H264-потоками)
+ Просто понять и использовать
Недостатки MJPEG-потоков:
— Требует существенно больше сетевой пропускной способности для передачи потоков в Xeoma по сравнению с H264/H265 потоками при схожих настройках.
Например, одна MJPEG-камера с разрешением 1 Мп. и частотой кадров 25 в секунду будет требовать в среднем 20 Мбит/с (может варьироваться), H264 — около 2Мбит/с, H265 — до 1 Мбит/с (в зависимости от того, что настроено на камере);
— Соответственно, требует и существенно больше места на диске по сравнению с H264/H265 потоками при схожих настройках.
Например, 1 час записей с одной MJPEG-камеры с разрешением 1 Мп. и частотой кадров 25 в секунду будет требовать в среднем 9 ГБ, в то время как для часовой H264-записи потребуется 900 Мб, а в H265 — 450 МБ и т.п. (конечно, зависит от настроек);
— Считается устаревшим форматом, поэтому во многих современных камерах его либо нет совсем, либо он используется сугубо как вспомогательный поток для служебных нужд. Полноценный основной MJPEG-поток сейчас всё чаще можно найти только в старых моделях камер.
H264/H265
Собственно, сжатые форматы и появились как попытки решить проблемы, вызываемые недостатками MJPEG-потоков. H264 — отличный пример. Например, в большей части мира сложности именно со скоростью сети, и решить их, просто докупив что-то, не получится. А вот докупить мощности обрабатывающему компьютеру уже не так сложно. Отсюда и популярность H264, так как этот сжатый формат решает такие камни преткновения.
Нужность этого сжатия объясняет и семимильные шаги развития потоков с компрессией: вскоре появились H264+, H265, H265+. Все они, по сути, несут одно и то же улучшение: больше сжатие при сохранении качества, или, если смотреть под другим углом, лучше качество при том же битрейте, что использовал предшественник.
Соответственно, недостатки и преимущества H264 и аналогичных потоков также проистекают из их сжатия:
Преимущества H264/H265/H264+/H265+ потоков:
+ Требуют значительно меньше ширины сетевого канала для передачи потоков в Xeoma по сравнению с MJPEG-потоками при схожих настройках;
+ Требуют существенно меньше места на диске для хранения записей по сравнению с MJPEG-потоками при схожих настройках;
+ Популярность способствует постоянному развитию.
Недостатки H264/H265/H264+/H265+ потоков:
— Гораздо большая нагрузка на процессор по сравнению с MJPEG-потоками из-за необходимости постоянно декодировать поток «на лету» для его обработки;
— Больше сложной настройки, не так прозрачно, как у MJPEG-потоков.
Визуализация сравнения видеопотоков в MJPEG и H264/H264+/H265/H265+
| Нагрузка на сеть | Нагрузка на процессор | Объем хранения | |
|---|---|---|---|
| MJPEG |
Несжатый поток: требуется шире сетевой канал |
Несжатый поток: меньше нагрузка на процессор |
Несжатый поток: требуется больше места на диске |
| H264/H264+/H265 и т.д. |
Сжатый поток: меньше сетевая нагрузка |
Сжатый поток: больше нагрузка на процессор |
Сжатый поток: занимает меньше места на диске |
Как сочетать преимущества MJPEG и H264-подобных потоков
К счастью, в Xeoma в вашем распоряжении специальная оптимизация, позволяющая сочетать преимущества H264-подобных потоков с видеоформатом MJPEG — так называемое прямое сохранение в архив (другие названия: разделение потоков, прямая запись в архив, сохранение без перекодирования), основанное на способности камер передавать несколько потоков (dual streaming).
Подробнее о разделении потоков dual streaming
Подробнее о настройке разделения потоков в Xeoma
Форматы видеопотоков и запись в Xeoma
CCTV системы, работающие на основе Xeoma, имеют в своем арсенале различные модули и способы, отвечающие за сохранения записей в том или ином видео. Основной модуль, используемый по умолчанию, это «Просмотр и Архив» с его встроенным просмотрщиком архивных записей; также есть модуль «Сохранение в файл», который позволит сохранять записи нужной продолжительности и в большем ассортименте форматов; «Email отправка» позволяет приложить к письмам видео-отрезок; а «FTP Загрузка» — отправлять записи на FTP сервер.
Формат записей: только .xem (MJPEG) и .mkv (MPEG-4, H264, H265, H264+, etc.). В более ранних версиях Xeoma был доступен контейнер .mp4 для MPEG-4, H264, H264+ и т.д. вместо .mkv.
Формат записей: MJPEG, VP8, VP9, MPEG-4, WMV на выбор*
*для любой опции, кроме MJPEG, будет задействовано перекодирование, что может повысить нагрузку на процессор
Как узнать видеоформат моей камеры?
Если у вас сетевая камера, проще всего посмотреть характеристики потоков в админ-странице камеры (раздел настроек видеопотоков).
Если у вас USB-камера, поток с такой камеры поступает в Xeoma в MJPEG, так что если используется модуля для записи по умолчанию «Просмотр и Архив», запись будет вестись в .xem и функция «Прямая запись» будет недоступна. Для записей, создаваемых другим модулем — «Сохранение в файл» — доступны другие форматы (см. выше).
Если у вас аналоговая камера, то формат видеопотока будет зависеть от способа подключения:
— для аналоговых камер, подключенных через плату захвата, TV-тюнер, USB dongle, камера будет работать как USB-камера, см. выше.
-для аналоговых камер, подключенных через DVR, доступны как H264/H265-, так и MJPEG-потоки, в зависимости от возможностей устройства. Проверить формат можно в админ-странице устройства в веб-браузере или над полем URL потока для просмотра или архива в настройках модуля «Универсальная камера» (если Xeoma нашла и подключила такую камеру).
Как видите, оба типа видеоформатов имеют как преимущества, так и недостатки. H264 и его производные — просто спасение в CCTV системах с ограниченной пропускной способностью сети, которую никак не расширить, вместо чего можно купить более мощный процессор. Также, во многих странах есть требование хранить записи не меньше 30 дней, что для CCTV систем с тысячами камер выливается в необходимость организовать петабайты записей. Сжатые потоки в таких случаях — идеальный вариант.
Что касается MJPEG, то это простой и отличный вариант для систем, в которых, наоборот, критично снизить нагрузку на процессор, пусть и в ущерб сети и месту на диске.
В CCTV системах с Xeoma вы можете выбрать то, что подходит именно вам, ведь наше решение поддерживает 99% камер в мире, в том числе с форматом вещания MJPEG и H264!
7 мая 2021
Читайте также:
Снижаем нагрузку на процессор: инструкция