کدک AV1 در دوربین‌های مداربسته؛ کیفیت بالاتر، مصرف پهنای باند کمتر و آینده‌ای هوشمندتر

 

مقدمه

با افزایش استفاده از دوربین‌های با وضوح بالا، هوش مصنوعی و تحلیل‌های ویدئویی، حجم اطلاعات تولیدشده توسط سیستم‌های نظارت تصویری به‌شدت افزایش پیدا کرده است. دوربین‌های 4K، 8K و حتی بالاتر، جزئیات بیشتری ارائه می‌کنند؛ اما در مقابل، پهنای باند و فضای ذخیره‌سازی بیشتری نیز نیاز دارند.

اینجاست که انتخاب کدک ویدئویی اهمیت پیدا می‌کند.

در سال‌های گذشته، H.264 و H.265 از رایج‌ترین استانداردهای فشرده‌سازی در دوربین‌های تحت شبکه بوده‌اند. اما استاندارد جدیدتر AV1 با هدف ارائه کیفیت تصویری بالا در Bitrate پایین‌تر، کاهش هزینه ذخیره‌سازی و سازگاری بهتر با زیرساخت‌های مدرن توسعه یافته است.

طبق مقاله Axis، این شرکت در سال ۲۰۲۴ و با معرفی تراشه ARTPEC-9، پشتیبانی از AV1 را برای نخستین بار در صنعت دوربین‌های شبکه‌ای خود ارائه کرد.

AV1 چیست؟

AV1 یک استاندارد فشرده‌سازی ویدئو است که توسط Alliance for Open Media (AOMedia) توسعه داده شده است.

این سازمان در سال ۲۰۱۵ با مشارکت شرکت‌های بزرگ فناوری مانند Google، Amazon، Cisco، Intel، Microsoft، Mozilla، Nvidia و Netflix شکل گرفت و هدف آن توسعه نسل جدید فناوری‌های ارتباط تصویری بود. مشخصات AV1 نیز سه سال بعد منتشر شد.

یکی از ویژگی‌های مهم AV1 این است که یک استاندارد باز و بدون حق امتیاز (Royalty-Free) محسوب می‌شود.

AV1 برای عصر Streaming طراحی شده و می‌تواند:

• کیفیت تصویر بالایی را با Bitrate پایین ارائه کند.
• از وضوح‌های بالاتر از 8K پشتیبانی کند.
• روی مرورگرها، سیستم‌عامل‌ها و دستگاه‌های مختلف قابل Decode باشد.
• برای زیرساخت‌های Cloud و Streaming مناسب باشد.

چرا صنعت نظارت تصویری به کدک جدید نیاز دارد؟

سیستم‌های نظارت تصویری مدرن دیگر فقط چند دوربین با رزولوشن پایین نیستند.

امروزه در پروژه‌ها با مواردی مانند:

• دوربین‌های 4K
• دوربین‌های چندمگاپیکسلی
• دوربین‌های 8K
• تحلیل ویدئویی مبتنی بر AI
• تشخیص اشیا
• تشخیص پلاک
• تشخیص چهره
• ذخیره‌سازی طولانی‌مدت

مواجه هستیم.

هرچه رزولوشن و تعداد دوربین‌ها افزایش پیدا کند، حجم اطلاعات نیز بیشتر می‌شود.

برای مثال، یک سازمان بزرگ ممکن است صدها یا هزاران دوربین داشته باشد که به‌صورت شبانه‌روزی ویدئو تولید می‌کنند.

بنابراین دو مسئله اصلی ایجاد می‌شود:

پهنای باند بیشتر + فضای ذخیره‌سازی بیشتر

AV1 تلاش می‌کند این مشکل را با فشرده‌سازی مؤثرتر حل کند.

H.264 و H.265 چه تفاوتی با AV1 دارند؟

برای درک اهمیت AV1، ابتدا باید H.264 و H.265 را بشناسیم.

H.264

H.264 که با نام AVC نیز شناخته می‌شود، یکی از قدیمی‌ترین و در عین حال گسترده‌ترین استانداردهای فشرده‌سازی ویدئو است.

مزیت بزرگ آن، سازگاری بسیار بالا است.

تقریباً همه سیستم‌های VMS، مرورگرها، دستگاه‌های پخش و تجهیزات نظارتی از آن پشتیبانی می‌کنند.

اما مشکل H.264 این است که برای حفظ کیفیت بالا، به Bitrate بیشتری نیاز دارد.

در پروژه‌های بزرگ، این موضوع می‌تواند باعث افزایش:

• مصرف شبکه
• فضای Storage
• هزینه زیرساخت

شود.

H.265 یا HEVC

H.265 نسل بعدی H.264 محسوب می‌شود.

این استاندارد می‌تواند ویدئوی باکیفیت را با Bitrate پایین‌تری نسبت به H.264 منتقل کند.

بنابراین برای دوربین‌های با رزولوشن بالا گزینه بسیار مناسبی است.

اما H.265 یک مشکل مهم دارد:

Licensing

مجوزهای مرتبط با H.265 پیچیده‌تر هستند و همین موضوع باعث شده استفاده از Decoder آن در برخی محیط‌ها، به‌خصوص مرورگرها، محدودتر باشد.

در نتیجه کاربران گاهی مجبورند نرم‌افزار یا Decoder مخصوص نصب کنند.

AV1 در مقابل H.264

مهم‌ترین مزیت AV1 زمانی مشخص می‌شود که آن را با H.264 مقایسه کنیم.

طبق اطلاعات منتشرشده توسط Axis، در یک سیستم مبتنی بر ARTPEC-8، جایگزینی H.264 با AV1 می‌تواند به‌طور معمول حدود ۴۰ درصد کاهش Bitrate ایجاد کند.

یعنی اگر یک سیستم برای انتقال ویدئو به مقدار مشخصی از پهنای باند نیاز داشته باشد، AV1 می‌تواند همان تصویر را با حجم داده کمتری منتقل کند.

این موضوع در پروژه‌های بزرگ بسیار مهم است.

کاهش Bitrate بدون از دست دادن جزئیات

فقط کم کردن حجم فایل کافی نیست.

اگر فشرده‌سازی بیش از حد انجام شود، جزئیات مهم تصویر از بین می‌روند.

برای مثال:

• پلاک خودرو
• چهره افراد
• نوشته روی لباس
• شماره کانتینر
• نوشته روی بسته‌ها

ممکن است در اثر Compression شدید تار شوند.

طبق آزمایش‌ها و مقایسه ارائه‌شده در مقاله Axis، AV1 می‌تواند در Bitrate پایین‌تر، جزئیات مهم تصویر را بهتر حفظ کند.

این موضوع در سیستم‌های امنیتی اهمیت زیادی دارد، زیرا تصویر فقط برای مشاهده نیست؛ ممکن است روزی به‌عنوان مدرک مورد استفاده قرار گیرد.

AV1 در مقابل H.265

AV1 فقط جایگزینی برای H.264 نیست.

این استاندارد در مقایسه با H.265 نیز مزایایی دارد.

طبق اطلاعات Axis، هنگام استفاده از ARTPEC-9، AV1 می‌تواند در مقایسه با Encoder مربوط به H.265 روی ARTPEC-8، حدود ۲۵ درصد کاهش Bitrate ایجاد کند، در حالی که کیفیت تصویر در ویدئوهای با وضوح بالا و حرکت پیچیده در سطح H.265 باقی می‌ماند.

بنابراین AV1 می‌تواند هم از نظر کارایی فشرده‌سازی و هم از نظر مدل Licensing و سازگاری گزینه جذابی باشد.

مهم‌ترین مزیت AV1؛ کاهش هزینه Storage

یکی از بزرگ‌ترین هزینه‌های پروژه‌های نظارت تصویری، ذخیره‌سازی است.

تصور کنید یک مجموعه دارای:

۲,۰۰۰ دوربین

در:

۱۵۰ سایت

باشد و دوربین‌ها با کیفیت 1080p یا بالاتر به‌صورت دائمی ضبط کنند.

حجم داده تولیدشده می‌تواند به چندین ترابایت در روز برسد.

طبق مثال مقاله Axis، استفاده از AV1 در چنین سناریویی می‌تواند نیاز به فضای ذخیره‌سازی را حدود ۴۰ درصد کاهش دهد.

این کاهش می‌تواند تأثیر قابل توجهی روی هزینه‌های:

• هارددیسک
• Storage Server
• RAID
• Backup
• Cloud Storage

داشته باشد.

چرا کاهش Storage در پروژه‌های امنیتی اهمیت زیادی دارد؟

در پروژه‌های امنیتی معمولاً نمی‌توان گفت:

«چون حجم ویدئو زیاد شده، مدت زمان نگهداری را کاهش می‌دهیم.»

ممکن است سازمان نیاز داشته باشد تصاویر را:

• ۳۰ روز
• ۶۰ روز
• ۹۰ روز
• یا حتی بیشتر

نگهداری کند.

بنابراین هرچه Compression مؤثرتر باشد، امکان نگهداری ویدئوی باکیفیت برای مدت طولانی‌تر با هزینه پایین‌تر فراهم می‌شود.

AV1 و هوش مصنوعی

یکی از بخش‌های بسیار مهم مقاله، ارتباط AV1 با AI Video Analytics است.

امروزه بسیاری از دوربین‌ها و سیستم‌های VMS از هوش مصنوعی برای تحلیل تصویر استفاده می‌کنند.

برای مثال:

• تشخیص انسان
• تشخیص خودرو
• تشخیص پلاک
• تشخیص اشیا
• شمارش افراد
• تشخیص رفتار
• تحلیل ترافیک

اما عملکرد AI به کیفیت داده‌ای که دریافت می‌کند وابسته است.

اگر تصویر بیش از حد فشرده شود، جزئیات مهم از بین می‌روند و ممکن است عملکرد الگوریتم کاهش پیدا کند.

AV1 چگونه به AI کمک می‌کند؟

فرض کنید یک دوربین تصویر را با رزولوشن بالا تولید می‌کند.

اگر برای کاهش مصرف Storage، ویدئو بیش از حد فشرده شود، ممکن است:

جزئیات تصویر ↓

و در نتیجه:

دقت تحلیل AI ↓

اما AV1 تلاش می‌کند در Bitrate پایین‌تر، جزئیات بیشتری را حفظ کند.

در نتیجه می‌توان همزمان به:

مصرف کمتر شبکه و Storage

و

حفظ کیفیت موردنیاز Analytics

دست پیدا کرد.

AV1 و Cloud

معماری سیستم‌های نظارتی نیز در حال تغییر است.

در گذشته بیشتر پردازش‌ها و ذخیره‌سازی‌ها در محل پروژه انجام می‌شد.

اما امروز سازمان‌ها از:

• Cloud
• Hybrid Cloud
• Remote Monitoring
• Cloud VMS
• AI Cloud Services

بیشتر استفاده می‌کنند.

در چنین ساختاری، حجم ویدئوهایی که باید از دوربین به Cloud منتقل شوند اهمیت زیادی پیدا می‌کند.

AV1 با ارائه Bitrate پایین‌تر می‌تواند برای چنین معماری‌هایی بسیار مناسب باشد.

AV1 و WebRTC

یکی از نکات جالب درباره AV1 این است که برخی فناوری‌های مدرن Cloud و Web از آن پشتیبانی می‌کنند.

برای مثال WebRTC که برای ارتباطات و Streaming بلادرنگ در وب استفاده می‌شود، از AV1 پشتیبانی می‌کند.

این موضوع می‌تواند اتصال دوربین‌های شبکه به برنامه‌های مدرن تحت وب و Cloud را ساده‌تر کند.

یک استاندارد Open و Future-Ready

یکی دیگر از مزایای AV1، ماهیت باز آن است.

در یک اکوسیستم بسته، ممکن است یک شرکت یا فناوری خاص باعث ایجاد محدودیت در آینده شود.

اما AV1 به دلیل ماهیت Open و Royalty-Free می‌تواند Interoperability بیشتری ایجاد کند.

همچنین Decoder آن در مرورگرها، سیستم‌عامل‌ها و دستگاه‌های مدرن در حال گسترش است.

به همین دلیل AV1 را می‌توان یک فناوری Future-Ready برای زیرساخت‌های ویدئویی دانست.

AVIF؛ نسخه تصویری AV1

AV1 فقط برای ویدئو کاربرد ندارد.

از فناوری AV1 می‌توان برای تصاویر ثابت نیز استفاده کرد.

فرمت AVIF یا AV1 Image File Format، قابلیت‌های AV1 را به تصاویر Still منتقل می‌کند.

در سیستم‌های نظارتی، Snapshotها اهمیت زیادی دارند.

مثلاً:

• تصویر فرد هنگام ورود غیرمجاز
• تصویر پلاک خودرو
• Snapshot مربوط به یک Alarm
• تصویر ارسالی در Notification

همگی نمونه‌هایی از کاربرد تصاویر ثابت هستند.

AVIF در مقایسه با JPEG

JPEG سال‌هاست یکی از رایج‌ترین فرمت‌های تصویر است.

اما AVIF می‌تواند برای یک سطح کیفیت مشابه، حجم فایل پایین‌تری ایجاد کند و در عین حال جزئیات بیشتری را حفظ کند.

این موضوع می‌تواند باعث کاهش:

• حجم Storage
• مصرف Bandwidth
• زمان انتقال تصویر

شود.

همچنین برای مواردی مانند تشخیص چهره یا پلاک که جزئیات اهمیت زیادی دارند، حفظ کیفیت تصویر بسیار مهم است.

کاربرد AVIF در سیستم‌های امنیتی

فرض کنید یک سیستم کنترل دسترسی، در صورت ورود فرد غیرمجاز یک Snapshot ارسال می‌کند.

اگر تصویر حجم زیادی داشته باشد، ارسال آن ممکن است زمان بیشتری ببرد.

اما با AVIF می‌توان تصویری با کیفیت بالا و حجم مناسب ایجاد کرد.

این قابلیت می‌تواند برای:

• Event Notification
• Email Alert
• Mobile Notification
• گزارش‌های امنیتی
• Forensic Investigation

کاربرد داشته باشد.

نقش ARTPEC-9 در AV1

Axis پشتیبانی سخت‌افزاری از AV1 را با ARTPEC-9 ارائه کرده است.

این موضوع اهمیت زیادی دارد، زیرا Encoding ویدئو به‌صورت نرم‌افزاری می‌تواند منابع پردازشی زیادی مصرف کند.

با قرار گرفتن قابلیت AV1 در تراشه دوربین، Encoding می‌تواند به شکل مؤثرتری در خود دوربین انجام شود.

طبق اعلام Axis، محصولات مجهز به ARTPEC-9 علاوه بر AV1 همچنان از H.264 و H.265 نیز پشتیبانی می‌کنند.

بنابراین مهاجرت به AV1 لزوماً به معنی کنار گذاشتن Codecهای قبلی نیست.

آیا H.264 و H.265 منسوخ می‌شوند؟

خیر، حداقل در کوتاه‌مدت چنین اتفاقی نخواهد افتاد.

H.264 و H.265 همچنان بخش مهمی از صنعت نظارت تصویری هستند.

دلایل آن هم مشخص است:

• تعداد بسیار زیاد تجهیزات موجود
• سازگاری گسترده
• زیرساخت‌های فعلی
• VMSهای قدیمی
• تجهیزات ذخیره‌سازی موجود

بنابراین انتقال صنعت به AV1 به‌صورت تدریجی انجام خواهد شد. خود Axis نیز تأکید می‌کند که پشتیبانی از Codecهای قدیمی در دوره گذار همچنان ضروری خواهد بود.

مقایسه H.264، H.265 و AV1

ویژگی	H.264	H.265	AV1
قدمت	قدیمی‌تر	جدیدتر	نسل جدید
Compression	متوسط	بالا	بسیار بالا
مصرف Bitrate	بیشتر	کمتر	کمتر
کیفیت در Bitrate پایین	خوب	بسیار خوب	بسیار خوب
سازگاری	بسیار گسترده	گسترده اما محدودتر	در حال گسترش سریع
Licensing	دارای محدودیت	پیچیده‌تر	Royalty-Free
مناسب برای AI	بله	بله	بسیار مناسب
مناسب Cloud	بله	بله	بسیار مناسب
کاهش Storage	معمولی	خوب	بسیار خوب
آینده‌نگری	متوسط	خوب	بسیار بالا

AV1 برای چه پروژه‌هایی اهمیت بیشتری دارد؟

AV1 در تمام پروژه‌ها الزاماً ضروری نیست.

اما در پروژه‌هایی که حجم ویدئو بسیار زیاد است، مزیت آن بیشتر نمایان می‌شود.

برای مثال:

پروژه‌های دارای تعداد زیاد دوربین

هرچه تعداد دوربین بیشتر باشد، صرفه‌جویی در Bitrate اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

دوربین‌های 4K و بالاتر

رزولوشن بالا یعنی حجم داده بیشتر؛ بنابراین Compression مؤثر اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

پروژه‌های مجهز به AI

حفظ جزئیات تصویر برای Analytics اهمیت زیادی دارد.

پروژه‌های Cloud

کاهش Bitrate می‌تواند هزینه انتقال و پردازش داده را کاهش دهد.

پروژه‌هایی با Retention طولانی

هرچه مدت نگهداری تصاویر بیشتر باشد، Storage بیشتری نیاز است و کاهش حجم می‌تواند تأثیر زیادی داشته باشد.

نتیجه‌گیری

دنیای نظارت تصویری به سمت رزولوشن بالاتر، هوش مصنوعی بیشتر و تحلیل ویدئویی گسترده‌تر حرکت می‌کند. اما این پیشرفت یک چالش جدی نیز ایجاد کرده است: حجم عظیم داده‌ای که باید منتقل و ذخیره شود.

AV1 تلاش می‌کند این معادله را تغییر دهد.

با استفاده از AV1 می‌توان:

کیفیت بالا + Bitrate پایین‌تر + Storage کمتر + سازگاری مدرن‌تر

را در یک سیستم ویدئویی ترکیب کرد.

طبق اطلاعات منتشرشده توسط Axis، AV1 در مقایسه با H.264 در برخی شرایط می‌تواند حدود ۴۰٪ Bitrate کمتر و در مقایسه با H.265 حدود ۲۵٪ کاهش Bitrate ارائه کند، در حالی که جزئیات مهم تصویر را حفظ می‌کند.

از طرف دیگر، پشتیبانی از AV1 در ARTPEC-9 و توسعه فرمت AVIF نشان می‌دهد که این فناوری تنها یک Codec جدید نیست؛ بلکه می‌تواند بخشی از نسل آینده زیرساخت‌های ویدئویی، Cloud و AI باشد.

البته H.264 و H.265 همچنان برای سال‌های آینده مهم خواهند بود و مهاجرت صنعت به AV1 تدریجی خواهد بود.

اما برای پروژه‌های جدید و به‌خصوص سیستم‌هایی که تعداد زیادی دوربین با رزولوشن بالا، AI و ذخیره‌سازی طولانی‌مدت دارند، AV1 می‌تواند یکی از مهم‌ترین فناوری‌های نسل جدید نظارت تصویری باشد.

 

 

 

 

 

 

 

 

کلمات کلیدی:

 اکسیس, فروش اکسیس, فروش AXIS, خرید AXIS,جنتک,genetec,نرم افزار جنتک,نرم افزار Genetec,نرم افزار نظارت تصویری,نرم افزار اکسیس,نرم افزار cctv, نرم افزار دوربین های onvif, خرید جنتک, فروش جنتک, نرم افزار omnicast, نصب جنتک, آموزش جنتک, پشتیبانی جنتک, راه اندازی جنتک جنتک, فروش نرم افزار جنتک, خرید لایسنس جنتک, فروش لایسنس جنتک, خرید لایسنس genetec, فروش لایسنس genetec, لایسنس جنتک, نماینده جنتک, نماینده genetec, , خرید مایلستون, خرید لایسنس milestone, خرید نرم افزار مایلستون, فروش مایلستون, خرید milestone, قیمت جنتک, قیمت genetec, نصب مایلستون, آموزش مایلستون, پشتیبانی مایلستون, راه اندازی مایلستون, جنتک omnicast, قیمت دوربین اکسیس, قیمت دوربین axis