بررسی فرمت های فشرده ساز تصاویر دیجیتال

[maaroo11]

همانطور که در مطالب گذشته اشاره شد، ضبط تصاویر در یک سیستم دیجیتال بدون حذ?? ??ریم های زائد و تکراری ??ضای زیادی اشغال می کند. در نقطه مقابل، ??شرده کردن بیش ازحد نیز کی??یت تصویر را به شدت کاهش می دهد.

«به نقطه‌ای که پس از آن کی??یت تصویر به شدت ا??ت می‌کند Knee می‌گویند». زمان بوجود آمدن Knee در ??شرده سازهای مختل?? مت??اوت است.

 

در این مطلب به بررسی ضع?? و قوت ??شرده سازهای مطرح میپردازیم.

 

لازم بذکر است که اکثر ??رمتهای مشهور مانند DiveX و… از ??رمتهای اصلی مشتق شده اند، بنابراین در این مطلب گنجانده نشده اند.

 

معرو??‌ترین روش ??شرده سازی تصاویر استاندارد، «JPEG» نام خود را از گروه سازنده این استاندارد یعنی Joint Photographic Expert Group گر??ته است.

 

در این روش ??شرده سازی Knee در ۱:۸ (یک به هشت) صورت می گیرد. در تصاویر متحرک از استاندارد Motion JPEG یا M-JPEG است??اده می شود. در این استاندارد Knee در ۱:۱۵ ات??اق می ا??تد. بنابراین

 

با است??اده از استاندارد M-JPEG در بیشترین میزان ??شرده سازی، حجم یک تصویر ۴۵۰ کیلوبایتی به ۳۰ کیلوبایت تقلیل می یابد.

 

اما این حجم هنوز هم خیلی بالاست! چرا که حتی اگر ۲ ??ریم در ثانیه هم ضبط داشته باشید در طول ۲۴ ساعت به ??ضایی بالغ بر ۶ گیگابایت نیاز خواهید داشت.

 

روش نسبتا جدیدتر (نسبت به M-JPEG)، روش MPEG است که به وسیله گروه Motion Picture Expert Group طراحی و ساخته شد.

 

این استاندارد این قابلیت را دارد که قسمت‌های اضا??ی یا مشابه را، نه تنها در هر تصویر بلکه در بین تصاویر مختل?? نیز شناسایی و حذ?? کند.

 

در روش MPEG1 از هر تصویر سه ??ریم مت??اوت ساخته می شود. ??ریم اول (I-frame) همه خصوصیات و اطلاعات مربوط به ساخت تصویر مورد نظر را دارد.

 

??ریم بعدی (P-frame) نام دارد و از I-frame تصویر قبلی ایجاد شده است و از آن برای ایجاد تصویر بعدی است??اده می شود. ??ریم آخر (B-frames) از دو ??ریم قبلی و بعدی ساخته می شود.

 

در این روش ??شرده سازی قسمت های تکراری و زائد نه تنها در هر تصویر بلکه بین تصاویر مختل?? با است??اده از مقایسه ??ریم ها با هم حذ?? می شوند و به این ترتیب حجم تصاویر ضبط شده در این روش بسیار کمتر از روش JPEG است.

 

 

در صورتی که تصویر گر??ته شده از یک مکان دارای حرکت کمتر و عوامل ثابت بیشتری باشد (مثل تصاویر گر??ته شده با دوربین‌های مداربسته ثابت)، حجم تصاویر خیلی کمتر از حالت‌های دیگر خواهدبود.

 

این روش ??شرده سازی امکان ??شرده کردن تصاویر را تا نسبت ۱:۱۰۰ ??راهم می کند. اما در تصویربرداری از صحنه های با عوامل متحرک بالا، حجم ??شرده سازی بسیار کاهش پیدا می کند.

 

??رمت MPEG-2 نوع پیشر??ته‌تری از ??شرده سازی به روش MPEG است. بعنوان مثال با است??اده از این روش می توان ۹۰ دقیقه از یک ??یلم با کی??یت VHS را در ??ضای ۶۵۰ مگابایت ذخیره کرد.

 

 

قابلیت است??اده از interframe یا حذ?? قسمت‌های تکراری در تصاویر مجاور در MPEG2 علیرغم محسنات، دارای محدودیت‌هایی نیز هست. در صورتی که تصاویر ??شرده شده دارای تغییرات زیاد و ناگهانی باشند، میزان ??شرده سازی تصاویر به شدن کاهش می یابد. بنابراین ظر??یت تصاویر ضبط شده در ??رمت‌هایی که دارای قابلیت interframe هستند تا حد زیادی به تغییرات در تصاویر وابسته است.

 

 

 

 

 

در سال ۲۰۰۸ ??رمت MPEG4 عرضه شد و بدلیل ضع?? ??رمتهای ماقبل خود مورد اقبال واقع شد. همین الان هم این ??شرده ساز طر??داران سرسختی دارد که آن را بر ??رمت پیشر??ته ای چون H.264 هم ترجیح می دهند و معتقدند هزینه ای که ??رمتی مانند H.264 بابت کدگذاری جدید روی دست تولیدکنندگان میگذارد، ارزش محسنات آن را ندارد.

 

 

با همه این اوصا??، H.264 که در سال ۲۰۰۳ توسط Joint Photographic Expert Group ارائه شد بجهت توانایی بالا در ??شرده سازی با بیت ریت پایین و حداقل Knee و پوشاندن ضع?? ??رمت های قبلی در انتقال تصاویر بر روی اینترنت، مورد توجه تولید کنندگان است.

 

 

H.264 بهترین و موثرترین استاندارد انتقال تصویر در شبکه تا به امروز است. به این دلیل که H.264 در کاربردهای انتقال تصویر HD و SD از سرگرمی های خانگی گر??ته تا سیستم نظارتی، گسترده شده است.

 

 

علاوه بر دست یا??تن به تصاویر با کی??یت تر و نرخ بیت پایین تر، «قابلیت انعطا??» این ??رمت به مهندسان اجازه می دهد که انکودرهای H.264 را برای کابردهای خاص به طریقی که ۲/۴ MPEG توانایی رقابت با آن را ندارد، متناسب کنند.

 

 

H.264 تا ۵۰% ??ضای کمتری برای ذخیره سازی نیاز دارد و تا اطلاع ثانوی سلطان بلامنازع ??رمتهای ??شرده ساز است. البته از دور صدای پای گوگل، با یک ??شرده ساز جدید بگوش می رسد. منتظر اخبار جدید در مورد این ??رمت باشید.

 

 

منبع : دوربین.این??و