Coleccionable de    Videovigilancia IPThe heart of the network
Captura de Imagen:     La Compresión.The heart of the network
Captura de Imágenes: La Compresión l Coleccionable de Videovigilancia IP                                                  ...
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Coleccionable Videovigilancia IP: La compresión

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Conceptos sobre compresión de imágenes en aplicaciones de videovigiliancia IP.

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Coleccionable Videovigilancia IP: La compresión

  1. 1. Coleccionable de Videovigilancia IPThe heart of the network
  2. 2. Captura de Imagen: La Compresión.The heart of the network
  3. 3. Captura de Imágenes: La Compresión l Coleccionable de Videovigilancia IP Página 2 de 4¿Qué es la compresión? y aunque las técnicas de compresión de vídeo ¿Qué relación hay entre conllevan una cierta pérdida en la calidad de las imágenes capturadas, no es menos cierto compresión y codec?La compresión es una técnica aplicada sobre una que la compresión aporta el enorme beneficioseñal o información fuente que mediante el uso de La compresión es un caso particular de de reducir considerablemente el tamaño de losalgoritmos matemáticos tiene por objetivo reducir codificación, cuya característica principal es que ficheros a transmitir, almacenar, visualizar o editar,el tamaño de la citada información. Referido el código resultante tiene menor tamaño que el optimizando el uso de los recursos asociados aa videovigilancia IP, la compresión reduce la original. Aplicado a la videovigilancia IP y dicho de este tipo de soluciones.cantidad de información necesaria para trabajar otra forma, un codec es el elemento encargadocon vídeo digital, esto significa básicamente de efectuar la compresión y descompresión de Un vídeo sin comprimir puede requerir un anchodisponer de ficheros de vídeo de menor tamaño señales digitales. de banda de red superior a los 150 Mbps.en detrimento de una pequeña pérdida en la Utilizando un sistema de compresión estándarcalidad de éste. como H.264 el ancho de banda necesario ¿Existen estándares de se reduciría a niveles de 2,5 Mbps, o incluso compresión?La mayoría de las técnicas de compresión se inferiores. Este “ahorro” de ancho de bandabasan en la comparación entre imágenes que también se refleja en el almacenamiento En la industria de la videovigilancia la funciónconsecutivas y aprovechan el hecho de que el requerido, muestra claramente el beneficio que de compresión la realizan los codecs queojo humano no es capaz de distinguir pequeñas las técnicas de compresión proporcionan a las están integrados en determinados equipos quevariaciones entre imágenes correlativas, de tal aplicaciones multimedia. conforman la solución. En la actualidad existenmanera que un compresor podrá descartar los multitud de codecs, algunos propietarios yelementos (puntos o píxeles) repetidos y trabajar ¿Qué es un codec? otros estándares, siendo estos últimos los másúnicamente con aquellos que hayan variado aceptados en el mundo de la videovigilanciaentre una imagen y la siguiente (incluso podrá El nombre codec viene de la abreviatura de IP cuya regulación viene dictada por dosdescartar aquellos puntos con mínimo cambio – codificador – decodificador. Así un codec es un organizaciones:los imperceptibles para el ojo humano). sofware, hardware o una combinación de ambos, capaz por una parte de codificar una señal o • ITU (International Telecommunications Union): información con el fin de encriptarla, transmitirla Publica estándares para aplicaciones tipo¿Porqué comprimir imágenes? o almacenarla, y por otra decodificarla para videotelefonía y videoconferencia. A este grupo su visualización o edición. En los procesos de pertenece el estándar H.264.Para reducir el tamaño de las imágenes de vídeo codificación y decodificación el codec se sirve decapturadas y procesadas por los equipos que unos mecanismos denominados algoritmos de • ISO (International Standards Organization):conforman las soluciones de videovigilancia. codificación. Dos grupos de trabajo se encargan de laLas cámaras actuales son capaces de captar regulación de estándares relacionados conimágenes con un resolución realmente alta, pero En la actualidad los codecs más utilizados en computación, el Moving Pictures Expert Groupuna vez capturadas el sistema de videovigilancia videovigilancia IP corresponden a la categoría (MPEG) y el Joint Photographic Expert Grouprequiere que sean transmitidas, almacenadas y de vídeo codecs (H.264, MPEG 4, …), aunque (Motion JPEG –MJPEG).posteriormente visualizadas o editadas. A mayor podemos encontrar casos en los que se utilizanresolución, mayor ancho de banda y mayor codecs orientados a fotografía (JPEG) para comprimircapacidad de almacenamiento serán necesarios, el vídeo capturado por las cámaras de vigilancia.
  4. 4. Captura de Imágenes: La Compresión l Coleccionable de Videovigilancia IP Página 3 de 4¿Cómo funciona la compresión de ¿Qué tipos de compresión existen? Por último resaltar que los estándares de compresión definen numerosos parámetrosimágenes? Para permitir interoperabilidad entre equipos de y variable para cubrir el mayor número de videovigilancia IP de distintos fabricantes ha sido aplicaciones posibles, pero esto no significaExisten dos tipos de compresión: compresión necesario estandarizar las técnicas de compresión. que los fabricantes que implementen dichosfotograma a fotograma y compresión temporal. Desde un punto de vista puramente técnico los estándares en sus productos hagan unaCada una presenta ventajas e inconvenientes en más relevantes para transmisión de señales implementación completa de la especificaciónlo relativo a ancho de banda, almacenamiento y multimedia son MJPEG, MPEG 2, MPEG 4 y H.264. del estándar en cuestión. Para entenderlo mejorcapacidad de proceso. De todos ellos destacan H.264 y MJPEG, siendo pondremos un ejemplo. El estándar H.264 el primero el estándar más avanzado, por el recoge un total de 8 perfiles y múltiples niveles,La técnica de compresión fotograma a fotograma momento, existente en la industria. sin embargo un producto determinado podríahace una captura completa de cada imagen, implementar sólo alguno de los perfiles o niveles y • MJPEG: Se conoce con el nombre general sin embargo indicar que soporta H.264 en la hojalas comprime y las envía secuencialmente de Motion JPEG (M-JPEG) las técnicas que de especificaciones técnicas de dicho equipo.formando lo que se conoce como un “stream”. Enel destino se extraen las imágenes del “stream” comprimen cada fotograma de vídeo comose descomprimen y se reproducen una tras otra. una imagen JPEG. Para ello utilizan codificaciónA esta categoría pertenece MJPEG (Motion JPEG) intracuadro sin predicción intracuadro, lo quecuyas principales cualidades son la alta calidad hace que la capacidad de compresión seade imagen, ancho de banda y almacenamiento independiente de la cantidad de movimientopredecibles y la sencillez de la técnica utilizada. en la escena. Por ello se utiliza generalmenteEn contra juega el mayor ancho de banda en cámaras de vigilancia donde sólo se tomarequerido frente a otros compresores. un cuadro por segundo. La calidad obtenida es muy alta pero genera archivos de gran tamaño con altas tasas de bits.El segundo fue desarrollado para transmitir lasimágenes con menor ancho de banda. Este tipo • H.264 (MPEG4 parte 10): Fue creado en 2003de compresión utiliza a modo de referencia base, por ITU e ISO/ IEC sobre los primeros estándaresun conjunto de fotogramas denominados “key MPEG-2 y MPEG-4, con el fin de conseguirframes” repartidos a intervalos de tiempo dentro mayores niveles de calidad y flexibilidad,de las escenas capturadas, transmitiéndose con menores tasas de bits en la transmisiónexclusivamente las variaciones que se producen y almacenamiento de vídeo al emplear unrespecto a los key frames en lugar de la imagen menor volumen de información a la hora decompleta como sucede en la compresión codificar el vídeo. H.264/MPEG4 no define unfotograma a fotograma. Entre las ventajas método concreto de codificación pero sí demás destacadas de este tipo de compresores descompresión del vídeo. Basado en H.264figuran el menor ancho de banda requerido se ha desarrollado Scalable Video Codingen situaciones normales, si bien éste no es (SVC), que permite dividir los datos de vídeo enpredecible, siendo la ligera pérdida de calidad varias capas con diferentes tasas de bits y, porde imagen el inconveniente más significativo. A tanto, con diferentes resoluciones, tamaños deeste grupo pertenecen MPEG y H.264. imagen y velocidad de fotogramas.
  5. 5. Captura de Imágenes: La Compresión l Coleccionable de Videovigilancia IP Página 4 de 4 Para recordar 1) La compresión de vídeo es una técnica que utilizando algoritmos matemáticos tiene por finalidad reducir el tamaño de los fichero de vídeo generados por los elementos de captura de imagen (cámaras) para una óptima transmisión y almacenamiento de los mismos. 2) La compresión de vídeo es una versión particular de codificación. Los codecs incorporados en la cámaras de videovigilancia son los encargados de comprimir las imágenes fuente, mientras que los equipos de visualización o edición dispondrán de algún módulo para realizar la descompresión pertinente. 3) Existen dos tipos de compresión: compresión fotograma a fotograma y compresión temporal. El primero ofrece una mayor calidad de imagen y predictibilidad del ancho de banda necesario, mientras que el segundo ofrece una mejor optimización del ancho de banda con una buena calidad de imagen. 4) Los estándares de compresión de vídeo más utilizados son MJPEG, MPEG4 y H.264.

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