StreamLogic

Новый алгоритм компрессии видеоданных

StreamLogic — это новый специализированный алгоритм компрессии, разработанный компанией «Вокорд» для использования в цифровых системах видеонаблюдения высокого разрешения. StreamLogic сочетает в себе качества внутрикадровой и межкадровой компрессии, что позволяет использовать формат универсально, как для хранения и анализа хранимых записей, так и для просмотра потокового видео в реальном времени.

Как и формат JPEG2000, StreamLogic позволяет формировать систему видеонаблюдения с функцией NetScale для гибкого масштабирования разрешения изображения для каждого пользователя без какой­либо дополнительной обработки, используя внутреннее свойство кодека — многоуровневую блочную структуру представления данных.

Следует отметить, что новый алгоритм оптимизирован для работы с изображениями высокого разрешения. Это свойство эффективно используется для работы с новейшими видеокамерами VOCORD NetCam с разрешением 1—5 мегапиксел.

Алгоритм StreamLogic предоставляет большую гибкость в настройках параметров системы видеонаблюдения, позволяя в широком диапазоне выбирать баланс между качеством изображения, объёмом видеоданных и загрузкой процессора. Это обеспечивает оптимальное использование цифровых каналов передачи данных при мониторинге в реальном времени, а также возможность при необходимости увеличивать глубину архивов.

Основные функции алгоритма, обеспечивающие гибкость при выборе параметров компрессии:

• выбор базиса Wavelet-преобразования позволяет устанавливать баланс между качеством изображения и производительностью;
• выбор энтропийного кодера: статический, динамический или морфологический коды Хаффмана, или статический и динамический арифметические коды;
• выбор частоты следования опорных кадров с возможностью работы в режиме покадрового сжатия;
• выбор режимов фиксированного качества изображения или фиксированного потока.

Благодаря этим возможностям StreamLogic может работать в режиме покадровой компрессии и обладает практически такой же эффективностью сжатия статических изображений, как и JPEG2000, а по производительности StreamLogic заметно превосходит JPEG2000.

Реализация алгоритма оптимизирована под архитектуры современных ЦПУ Intel, AMD-ATI, IBM Cell, а также GPU Nvidia и AMD-ATI.

Для каждого типа области кадра используются индивидуальные настройки компрессии. Для областей с активностью применяются специальные настройки компрессии, обеспечивающие последующий высококачественный покадровый просмотр. Таким образом, StreamLogic в режиме межкадровой компрессии сохраняет всё преимущество покадрового режима. Сохраняется высокое качество каждого отдельного кадра, как в случае использования JPEG2000 и обеспечивается высокая документальность записей. При этом зарегистрированные данные обладают высокой степенью компрессии, что позволяет уменьшить поток данных с каждого канала более чем в два раза.

Оригинальная обработка видеоданных позволяет при разрешении кадра 2048x1536 пиксел получать изображение с характеристикой 150-170 КБайт/кадр при высоком качестве опорного кадра и 50-70 КБайт/кадр – при среднем его качестве. Высокая компрессия позволит сэкономить ширину каналов связи и увеличить глубину архивов данных, что необходимо при использовании камер наблюдения высокого разрешения VOCORD NetCam.

По сравнению с MPEG и его многочисленными подтипами StreamLogic имеет следующие положительные качества: отсутствие цветовых артефактов на границах объектов и блокинг-искажений, точная передача градиентных переходов. Перед алгоритмами компрессии, основанными на простом межкадровом вычитании StreamLogic также имеет преимущество — отсутствие фантомного «хвоста» (motion blur) у движущихся объектов.

StreamLogic обеспечивает эффективную работу с изображениями с разрешением до 16 мегапиксел за счет настраиваемой глубины Wavelet-¬преобразования. Особенно нужно подчеркнуть, что StreamLogic оптимизирован для работы с RAW¬данными новой серии цифровых видеокамер высокого разрешения VOCORD NetCam. Благодаря высокой эффективности и гибкости выбора параметров компрессии, StreamLogic также даёт оптимальный размер кадра при высоком разрешении, передавая только ту часть данных, которая соответствует требуемому разрешению.

Изображение, сжатое StreamLogic, хранится таким образом, что данные, относящиеся к разным разрешениям, содержатся в разных кодовых блоках. Благодаря этому можно хранить изображения разных разрешений в одном потоке данных. Для получения видео с меньшим, чем исходное, разрешением достаточно распаковать только часть данных. Технология NetScale системы VOCORD Tahion использует эту особенность Wavelet-преобразования и оптимизирует нагрузку на цифровые каналы передачи данных.

Декомпрессия сжатых данных требует достаточно больших вычислительных ресурсов. Блочная структура хранения данных StreamLogic позволяет проводить автоматизированный анализ архивных данных без полной распаковки изображения, экономя тем самым вычислительные ресурсы.

StreamLogic – это принципиальный подход к повышению качества регистрации, благодаря которому каждый кадр видеозаписи сохраняет высокую детализацию изображения наблюдаемой сцены. Применение алгоритмов StreamLogic и JPEG2000 позволило системам VOCORD успешно пройти сертификационные испытания МВД России и получить заключение о пригодности видеоматериалов для идентификационных исследований и проведения криминалистических экспертиз.