Compressione immagini

Perché comprimere le immagini

Se non viene compressa, un'immagine con risoluzione megapixel (ad esempio un file *.bmp) richiede circa 4 MB di spazio sul supporto di memorizzazione; si tratta di un valore eccessivo per l'efficace trasmissione e il salvataggio dell'immagine. Anche in una rete da 100 Mbit, la trasmissione dell'immagine richiederebbe circa mezzo secondo, e questo è il motivo per cui è necessario comprimere le immagini nella telecamera. Vi sono vari metodi tra cui scegliere; il più comune, per le immagini singole, è la compressione JPEG. A seconda delle impostazioni relative alla qualità, la compressione riduce il file da 1/20 a 1/50 rispetto alle dimensioni originali.

Immagini di qualità

La qualità delle immagini dipende direttamente dal grado di compressione che, nelle telecamere MOBOTIX, è impostabile in percentuale. Un'impostazione del 50% consente di ottenere immagini di buona qualità per la maggior parte delle applicazioni. In caso di impostazioni inferiori al 20%, la creazione dei frame inizia all'interno dell'immagine. Con un'impostazione superiore al 70% è difficile rilevare differenze evidenti rispetto all'originale. Le dimensioni del file dipendono inoltre dal contenuto dell'immagine; i dettagli particolareggiati con strutture sottili,a parità di livello presentano dimensioni maggiori e occupano più spazio rispetto a un panorama uniforme. Per lo stesso motivo, una messa a fuoco più nitida aumenta le dimensioni del file.

Animazioni JPEG come sequenze di singole immagini

Visualizzando frame singoli in rapida successione si crea una sequenza video fluida con frame rate di 12 fps. Questo processo prende il nome di motion-JPEG (o M-JPEG) perché i singoli fotogrammi sono frame singoli codificati con JPEG. Le immagini di questo tipo sono visualizzate da browser standard, senza necessità di plug-in aggiuntivi. Motion-JPEG è un formato immagine adatto a rendere accessibile le immagini della telecamera a un ampio gruppo di utenti il cui PC non supporta il caricamento di applet JAVA o dei componenti ActiveX per motivi di sicurezza.

Differenze minime tra due immagini

Solitamente le differenze da un'immagine all'altra sono trascurabili. In altre parole, alcune aree vengono trasferite in ogni singolo frame anche se praticamente nulla sembra cambiato. I processi di codifica video come MPEG sono stati sviluppati per evitare di trasmettere più volte aree immagini identiche.

Gli svantaggi del formato MPEG

I processi di codifica video come MPEG presentano anche diversi svantaggi per le telecamere live, causati dai motivi che hanno portato allo sviluppo di questi codec. MPEG infatti è stato sviluppato per comprimere i film, ad esempio su DVD, per applicazioni in cui la durata del processo di codifica non ha alcuna importanza. Contano solo la qualità e la compressione ottenute. Per le telecamere live è invece molto importante ridurre al minimo il ritardo tra il verificarsi della scena e la visualizzazione dell'immagine sul monitor.

Il secondo problema, con i processi standard come MPEG, sta nel fatto che gli oggetti in movimento sono codificati con bassa qualità e risoluzione, perché l'occhio umano non è in grado di identificare i particolari di un'automobile che si sposta in un film, ad esempio. Per le applicazioni di sicurezza, invece, gli oggetti che si sono appena spostati rivestono la massima importanza e quindi vanno visualizzati con buona qualità dell'immagine.

Riprese live ottimali con il formato MxPEG firmato MOBOTIX

Per ovviare agli inconvenienti dei processi di codifica degli standard video (ritardo nella visualizzazione, qualità ridotta delle parti in movimento), MOBOTIX ha sviluppato il processo MxPEG basato sulla tecnologia JPEG a frame singolo. A differenza di M-JPEG, MxPEG trasmette solo le zone dell'immagine diverse dall'immagine precedente, ad esempio perché si è verificato un movimento. MxPEG richiede quindi capacità di memorizzazione da 3 a 5 volte inferiori rispetto a Motion-JPEG. La trasmissione video effettuata MxPEG a 25 fps in formato CIF solitamente richiede un'ampiezza di banda di circa un Mbit.

Vantaggi: visualizzazione contemporanea di video e immagini JPEG

Le telecamere MOBOTIX sono dotate di capacità multicanale e quindi sono in grado, ad esempio, di inviare contemporaneamente singoli frame JPEG a PDA, oppure immagini M-JPEG a browser standard senza plug-in e stream video con canale audio tramite i componenti ActiveX. Anche i frame rate impostabili dai singoli utenti possono essere diversi, se necessario. Si tratta di un vantaggio essenziale in particolare per la memorizzazione a lungo termine, perché nonostante l'elevata velocità di 25 bps, il frame rate di memorizzazione può essere ridotto a 2 fps per risparmiare lo spazio occupato. Il canale audio viene comunque salvato con sincronizzazione labiale.