A Motion JPEG, JPEG képek sorozataiból álló videót szolgáltat. A Motion JPEG a leggyakrabban használt szabvány a hálózati videó rendszerekben. A hálózati kamera, mint egy digitális álló kép kamera, minden egyes képet JPEG formátura tömörít. A hálózati kamera tud például másodpercenként akár 30 képet is készíteni és tömöríteni (30 fps - frames per second), majd ezeket egymás mellé teszi és egy hálózaton keresztül folyamatos videó folyamot továbbít a nézőnek vagy a munkaállomásra. 16 fps-nél vagy nagyobb sebességnél a néző már folyamatos videót lát. Ezt a módszert Motion JPEG-nek hívjuk. Mivel minden egyes kép egy komplett JPEG tömörítésű fájl, ezért mindegyik ugyanolyan garantált minőségű, melyet a hálózati kamerában illetve videó szerverben kiválasztott tömörítési szint határoz meg.
MPEG
Az egyik legismertebb audio és video streaming technika az MPEG szabvány (ami a Motion Picture Experts Group rövidítése az 1980-as évekből). Ez a fejezet az MPEG videó szabványok videó részére fókuszál.
Az MPEG alapelve, hogy összehasonlít két tömörített képet, amit továbbít a hálózaton keresztül. Az első tömörített képet referenciaként használja és a következő képnek csak azokat a részeit továbbítja, melyek eltérnek a referencia képtől. A fogadó állomás ezek után összeállítja a képeket a referencia kép és az "eltérő adatok" segítségével.
A bonyolultság ellenére az MPEG videó tömörítés a hálózaton történő alacsonyabb adat mennyiség továbbításhoz vezet, mint például a Motion JPEG esetében. Természetesen az MPEG ennél azért sokkal komplexebb, gyakran további technikákat vagy paramétereszközöket használ, mint például mozgás előrejelzés egy képben és tárgyak azonosítása. Különböző MPEG szabványokat ismerünk:
MPEG-1 : 1993-ban mutatták be és digitális videó CD-n történő tárolására használják. A legtöbb MPEG-1 kódolót és dekódolót adott bit arányra készítenek, ami 1,5 Mbit/s CIF felbontásban. Az MPEG-1 esetében az a cél, hogy ezt a bit arányt relatív állandónak tartsa a változó képminőség rovására (tipikusan VHS videó minőség). A képsebesség MPEG-1 esetében állandóan 25 (PAL)/30 (NTSC) fps. MPEG-2 :1994-ben kezdték el használni a magasabb minőségű digitális videó (DVD), HDTV, interaktív tároló média (ISM), digitális videó sugárzás (DBV) és kábel TV (CATV) alkalmazásokban. Az MPEG-2 projektben arra fókuszáltak, hogy kiterjesszék az MPEG-1 tömörítési technikát, hogy az egy nagyobb képet feddjen le, jobb minőségben, az alacsonyabb tömörítési arány és magasabb bit arány rovására. A képsebesség ugyanaz, mint az MPEG-1 esetében, vagyis 25 (PAL)/30 (NTSC) fps. MPEG-4 : Ez már egy nagyobb szabású fejlődés az MPEG-2-höz képest. Sokkal több eszköz van az MPEG-4-ben a bit arány csökkentésére, hogy egy bizonyos képminőséget kapjunk adott alkalmazásokhoz vagy képjelenethez. Továbbá, a képsebesség nincs szabályozva 25/30 fps-re. Habár a legtöbb eszköz, amit a bit arány csökkentésére használunk manapság csak nem valós idejű alkalmazások esetében releváns. Ez azért van, mert néhány új eszköz annyi számítási kapacitást igényel, hogy a kódolás és dekódolás ideje (pl.: késleltetés) impraktikussá teszi alkalmazások számára, kivéve például: studió film kódolás, animációs film kódolás, stb. Valójában az MPEG-4 valamennyi eszköze, ami a valós idejű alkalmazásokban használható elérhetők az MPEG-1 és MPEG-2-ben.
H.264
A legújabb videó tömorítési standard - a H.264 - az elkövetkező évek technológiáinak alapja lesz. Már sikeresen bevezették más műszaki termékeknél, mint mobil telefonok, digitális videó lejátszók, HDTV, Blu-Ray Disc format esetében. A videó megfigyelési piac számára a H.264 technológia új lehetőségeket nyit a tárolási költségek csökkentése és a teljes hatékonyság növelése területén.
A H.264 (sokszor MPEG-4 Part 10/AVC-nek nevezett) videó tömörítési technológia egy nyitott, lincenszelt szabvány, ami támogatja a ma létező leghatékonyabb videó tömörítési technológiákat. Egy H.264-es szerver képminőség rontása nélkül 80%-kal képes csökkenteni a digitalizált videó fájl méretét a Motion JPEG tömörítéshez viszonyítva és 50%-kal a hagyományos MPEG-4 Part 2 standardhez. Ezek a méretek, amik igazán sikeressé teszik a H.264 technológiát videó megfigyelési alkalmazásokban.
Csökkentett adattárolási és sávszélességi költségek
A drasztikusan lecsökkentett fájlméret egyik azonnal kitűnő előnye a tárolási és sávszélességre vonatkozó követelmények. Ugyanis ugyanakkora mennyiségű videó adat, ugyanolyan képminőségben egy H.264-es tömörítést támogató videó megfigyelő rendszer alkalmazásával 50%-kal csökkenti a tárolási költséget és a sávszélesség leterheltséget, mint más hagyományos adatkompressziós technológiát alkalmazva. Ahogy a rendszerek növekszenek, a nagyobb felbontású képek és magas képsebesség igénye is megnő és a H.264-nek kulcsszerepe lesz különböző rendszermegoldások között.
Nagyobb felbontás és képátviteli sebesség
A felhasználási igények függvényében számos különböző előnye van a H.264 lenyűgöző tömörítési képességének. Manapság gyakori, hogy egy meghatározott képsebességet vagy alacsonyabb felbontást választunk, hogy egy adott alkalmazás futtatásával ne lépjünk túl egy adott tárolási kapacitást. Ennek negatív hatása van a videó képminőségére, hiszen vagy elmosódott vagy kevésbé részletes lesz. H.264-et támogató videó megfigyelési eszközök bevezetésével viszont többé nem kell kompromisszumokat kötni képsebesség, képfelbontás és képminőség tekintetében.
Megapixeles kamerák térnyerése
A H.264 technológia adoptálásával megnövekedhet a megapixeles kamerák térnyerése a biztonságtechnika piacán. A megapixeles kamerák jelenlegi hátránya a nagy mennyiségű rögzített videó anyag. Ahogy már említettük, a H.264 csökkenti a fájl méretet anélkül, hogy rontaná a képminőséget. Nagy valószínűséggel először azokon a felhasználási területeken majd jelentkezik igény erre a hatékony tömörítési technológiára, ahol szükség van mind nagy felbontásra, mind magas képátviteli sebességre pl.: repülőterek, áruházak, bankok vagy kaszinók megfigyelésénél.
Előre tekintve A H.264-es technológia egy nagy előrelépést jelent a videó tömörítési technológia fejlődésében. Számos más iparág és felhasználási terület támogatásával, illetve a különböző fogyasztói és szakmai igények felmerülésével - pl.: QuickTime, Flash, YouTube, iPod és Play-Station 3 - a H.264 hamarosan leváltja a manapság használatos más tömörítési technológiákat és módszereket. Ahogy ez a formátum egyre szélesebb körben elérhető lesz különböző videó megfigyelési eszközökben, a rendszertervezőknek és integrátoroknak meg kell győződniük arról, hogy az általuk kiválasztott termékek és beszállítók támogatják-e ezt az új, nyitott rendszert.
A H.264 eredete
Az új videótömörítési technológiát a Joint Video Team (JVT) fejlesztette ki, amely az International Telecommunication Union (ITU) alá tartozó Video Coding Experts Group, valamint az International Organization for Standards/International Electrotechnical Commission (ISO/IEC) alá tartozó Moving Pictures Experts Group szervezetek közös csoportja. Az ITU által Recommendation H.264 elnevezéssel illetett tömörítési technológia az ISO köreiben az ISO/IEC 14496 10 Advanced Video Coding (AVC) nevet kapta.
A H.264 várhatóan sokkal szélesebb körben válik elterjedtté, mint a korábbi technológiák.
FPS
Frame per Sec, azaz kép per másodperc. Az érték megmutatja, hogy a video egy másodperce mennyi képből áll. Minnél magasabb ez az érték annál jobb videot kapunk. Az Observant szolgáltatással elérhető sebességek: 1, 2 ,5, 10, 15, 25, 30 fps.
A mozikép nagyjából 30 fps sebességű.
A diagram azt mutatja, hogyan tud egy hálózati kamera áramot kapni egy hálózati kábelen keresztül és működni akkor is, ha áramszünet van.
PoE (Power over Ethernet)
Power over Ethernet (PoE) egy olyan technológia, amely integrálja az áramot egy standard LAN infrastruktúrába. Ezáltal az áram eljuthat a hálózati eszközökhöz, mint IP telefon vagy hálózati kamera, hiszen ugyanazt a hálózati kapcsolathoz szükséges kábelt használja. Nem kell a kamera közelében konnektornak lennie, és könnyebb szünetmentes áramforrást (UPS) használni, ami biztosítja napi 24 órában, a hét minden napján a működést.
A PoE technológia szabályozott az ún. IEE 802.3af szabványban, melyet úgy alakítottak ki, hogy nem rontsa a hálózati adatkommunikáció teljesítményét és ne csökkentse a hálózatai elérést. A LAN infrastruktúra által szállított áram automatikusan aktiválódik, ha egy kompatibilis terminált azonosít és blokkol nem kompatibilis eszközöket. Ezáltal a felhasználó szabadon és biztonságosan tud keverni legacy és PoE-kompatibilis eszközöket a hálózatban.
A szabvány akár 15,4 W-ot is tud szolgáltatni a switch-nek vagy a midspannek, amik maximalizálják az eszközök/kamerák áramfogyasztását 12,9 W-ra, ami beltéri kamerák működéséhez szükséges. Mind a kültéri, mind a PTZ kamerák áramszükséglete általában ennél több, amihez a PoE funkció kevésbé megfelelő. Néhány gyártó kínál ilyen esetekre is nem-standard típusú termékeket, melyek megfelelő áramot szolgáltatnak ezeknek az alkalmazásoknak, de azt figyelembe kell venni, hogy mivel ezek nem szabvány szerinti termékek, ezért különböző gyártók termékeit nem lehet keverni egymással. Az 802.3af standard támogatja az áram beosztást, ami engedi, hogy az áramfogyasztást megossza egymás között a PoE egység és az eszközök. Ez azt jelenti, hogy egy intelligens switch tartalékolni tud hatékony, és nem fölösleges áramot az eszköznek (kamera), aminek következtében a switch több PoE kimenetet tud biztosítani.
A Power over Ethernet használata
A PoE standard hálózati kábelen keresztül működik (pl.: cat-5), hogy közvetlenül szállítson áramot az adat portoktól, ahová a hálózati eszközök is csatlakoznak. Manapság a legtöbb gyártó kínál hálózati switch-eket beépített PoE támogatással. Ha adott egy meglévő hálózati/switch infrastruktúra, akkor a vásárló ugyaúgy tud részesülni a funcióból úgy, hogy közbeiktat egy Midspant a switch-hez, ami áramot szolgáltat a hálózati kábelbe. Minden hálózati kamera beépített PoE nélkül integrálható PoE-s rendszerbe egy Aktív Splitter használatával.
