Đánh giá chất lượng video trong mạng ip

Để có được một video chất lượng cao cần phải kết hợp rất nhiều yếu tố: thiết bị, ánh sáng, kỹ năng người quay, bitrate,… Trong các yếu tố trên, bitrate có tầm quan trọng bậc nhất. Vậy bitrate là gì? Tại sao chất lượng video lại liên quan đến bitrate? Hãy cùng chúng tôi đi tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

Bitrate là yếu tố mang tính quyết định chất lượng của một video, nhất là các video livestream online. Các video khi được phát ở tốc độ khung hình cao, độ phân giải lớn cần phải chú ý đến yếu tố bitrate.

Vậy Bitrate là gì mà quan trọng đến vậy?

Một video khi được tải về điện thoại, máy tính đều chiếm một phần trong dung lượng lưu trữ. So với một email hay một hình ảnh chất lượng cao thì lượng dữ liệu của 1 phút video lớn gấp nhiều lần. Do đó, khi muốn tạo ra một video có chất lượng hình ảnh tốt nhất cần phải gửi các thông tin thật nhanh chóng.

Bitrate chính là lượng dữ liệu của một video được gửi trong một thời gian nhất định nào đó. Nếu bitrate thấp, tốc độ khung hình và độ phân giải của video sẽ bị ảnh hưởng và không thể tái hiện đúng những gì người dùng mong muốn.

Đơn vị đo Bitrate

Hình ảnh, video,… đều được mã hóa ở dạng kỹ thuật số và bên trong là tổ hợp các bit dữ liệu. Do đó bitrate cũng được quy định tính theo một đơn vị nhất định. Dựa vào đơn vị đo bitrate này trên video các bạn sẽ biết đâu là video chất lượng tốt.

Đơn vị của đo bitrate là bitrate/giây (bps) hoặc megabit/giây (Mbps). Các video có chỉ số bitrate càng cao thì chất lượng càng tốt và ngược lại.

Mbps khác hoàn toàn với MBps. MBps là megabytes-per-second còn Mbps là megabits-per-second. Các bạn cần phân biệt rõ 2 đơn vị này để không bị nhầm lẫn khi đánh giá chất lượng của video

Chất lượng video bị ảnh hưởng bởi Bitrate như thế nào?

Bitrate là yếu tố mang tính quyết định chất lượng của video. Vậy Bitrate là gì mà ảnh hưởng chất lượng video đến vậy?

Upload 1 video là cách truyền tải các dữ liệu từ thiết bị livestream lên mạng internet. Bạn là người trực tiếp phát video này thì việc của bạn là gửi video này đến 1 thiết bị khác để nó giải mã và nén dữ liệu này lại. Dữ liệu được nén lại càng nhiều thì video đưa lên càng chất lượng.

Trong khi Download lại là hình thức ngược lại. Bạn cần tải video từ mạng internet về thiết bị của mình.

Bitrate chính là thứ ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ gửi, nhận video khi Upload hay Download. Lượng bitrate càng lớn càng ổn định thì tốc độ gửi và tải dữ liệu càng nhanh. Do đó khi bitrate càng cao thì chất lượng của video stream càng cao.

Vì vậy, khi livestream các bạn muốn chất lượng của video tốt nhất cần phải đảm bảo đường truyền internet tại nơi phát ổn định, tốc độ kết nối cao.

Như vậy chúng ta vừa đi tìm hiểu Bitrate là gì. Qua đây chúng tôi hi vọng các bạn đã nắm rõ chức năng của Bitrate và có những video livestream chất lượng tốt nhất.

Yêu cầu đặt ra : cần sử dụng ống kính chất lượng cao với cảm biến hình ảnh độ phân giải cao . Như vậy , camera nhiều Megapixel mới cho hình ảnh đẹp nhất và độ phân giải cao nhất. Và như vậy, cần đặc biệt lưu ý khi thay ống kính giữa các mẫu camera khác nhau – nếu ko chất lượng hình ảnh sẽ không được như ý.

b.Cảm biến hình ảnh

Với sự thiếu thay đổi và không đủ năng lực cung cấp độ phân giải xử lý video từ đầu đến cuối, hầu hết các nhà sản xuất chi đơn giản thay thế thiết kế camera với cảm biến hình ảnh độ phân giải cao hơn. Độ phân giải tiêu chuẩn của giám sát IP hiện thông thường là 2MP. Các độ phân giải ca ohown 2Megapixel khá “ mong manh” – càng nhỏ càng dễ bị ảnh hưởng – bởi chất lượng ống kính hoặc bộ xử lý tín hiệu số , chuẩn nén.

Điều quan trọng là độ phân giải của cảm biến cao hơn, kích thước vật lý của từng điểm ảnh càng nhỏ. Về tổng thể, kích thước của cả cảm biến vẫn không thay đổi nhiều. ( Ví dụ : camera 1MP dùng cảm biến 1/3”, camera 5MP dùng cảm biến 1/2,9” ) Do đó chất lượng ống kính sẽ càng làm tăng nguy cơ sai lệch quang học của hình ảnh .

Để vượt qua vấn đề này, một số nhà sản xuất bắt đầu sử dụng công nghệ mói để tận dụng tối đa lượng ánh sáng đến cảm biến bằng cách thay đổi cấu trúc cảm biến. Hikvision đã áp dụng cho các camera Siêu nhạy sáng Dark Fighter.Kết quả là tăng giá trị năng lượng cho từng điểm ảnh.

c.Bộ xử lý tín hiệu hình ảnh

Giả sử rằng các camera sử dụng cảm biến có độ phân giải cao ( Nhiều megapixel ) cùng với ống kính chất lượng cao, bước quan trọng tiếp theo để cho hình ảnh chất lượng cao là Bộ xử lý tín hiệu hình ảnh ( ISP ) . ISP là bộ não của camera – có nhiệm vụ cho hình ảnh đẹp nhất mà không kể đến điều kiện ánh sáng.

Bộ não này có thể điều khiển một sô công cụ có thể tác động đến chất lượng video – kích thước iris của ống kính tự chỉnh khẩu độ, tốc độ màn chập, điều khiển độ lợi, cân bằng trắng, tự động lấy nét ( nếu có thể ), chế độ ngày, đêm, giảm nhiễu số , chống ngược sáng WDR và nhiều tính năng khác. Mặc dù một số thành phần được dùng như là các thành phần độc lập, một ISP có tính tích hợp cao có thể điều khiển tất cả chúng và tối ưu các thông số tùy theo khung cảnh.

Trong khi khá dễ để xử lý hình ảnh độ phân giải thấp ,thì phải tốn nhiều tài nguyên xử lý và dùng những công thức rất phức tạp để áp dụng các quy trình tăng cường hình ảnh ở độ phân giải cao, đặc biệt là dưới các điều kiện ánh sáng khác nhau.

Hầu hết các IPS thiết kế cho camera 1MP sẽ không tương thích với camera độ phân giải cao . Sử dụng cảm biến 3Megapixel hoặc cao hơn sẽ yêu cầu sử dụng công nghệ ISP hoàn toàn khác. Các nhà sản xuất camera vẫn sử dụng ISP cũ trong các các camera độ phân giải nhiều Megapixel , thường do thiếu khả năng cho ra các ISP có khả năng tăng chất lượng hình ảnh > Là nhà sản xuất thiết bị giám sát hàng đầu thế giới, Hikvision có thể .

Một ví dụ đơn giản có thể minh họa giới hạn của các ISP cũ :

Cảm biến độ phân giải cao hơn , càng khó để chỉnh tiêu cự ống kính. Kể cả khi chúng ta sử dụng một ống kính chất lượng cao thích hợp , điểm ảnh trên các cảm biến đó vẫn rất nhỏ , khi xoay ống kính ở vòng nhỏ nhất vẫn ảnh hưởng nhiều đến tiêu cự . Trong khi mất 5-10s để lấy nét chuẩn cho camera 1.3MP, thì mất đến 5 phút để chỉnh cho camera độ phân giải cao hơn.

Giải pháp được sử dụng là dùng các ống kính tự động lấy nét với ISP đặc biệt thông minh để có thể tính toán và điều chỉnh vị trí tiêu cự với độ chính xác cao nhất. Nhều ISP hiện tại không có khả năng như vậy > Là nhà sản xuất thiết bị giám sát hàng đầu thế giới, Hikvision có thể .

Một ví dụ khác có thể là khả năng sử dụng linh hoạt các tính năng tăng cường hình ảnh tùy theo điều kiện ánh sáng. Dựa vào các thời điểm trong ngày, giải pháp tối ưu là sử dụng tính năng giảm nhiễu số trước khi xử lý độ nét, kết quả sẽ cho hình ảnh rõ ràng nhất với ít nhiễu nhất. Trong trường hợp các ISP cũ, các tính năng tăng cường hình ảnh là cố định và không thể thay đổi , dù ở trong nhiều điều kiện ánh sáng.

4. Chuẩn nén hình ảnh

Chuẩn nén hình ảnh có vị trí đặc biệt quan trọng trong quá trình xuất ra video .Camera nhiều Megapixel tạo ra lượng lớn dữ liệu. Đây là một thách thức cho chip nén hình ảnh để giảm kích thước dữ liệu càng nhiều càng tốt mà không làm mất chất lượng hình ảnh. Trong khi băng thông 2-6Mbps vẫn là chấp nhận được , hầu như không ai chấp nhận băng thông 10Mbps hoặc cao hơn khi cân nhắc với vấn đề chi phí cho băng thông và dung lượng lưu trữ. Nhiều chip nén hình ảnh hạn chế đến MJPEG cho hình ảnh độ phân giải cao do thiếu tốc độ xử lý. Nghĩa là Điều này có nghĩa là chính xác khi người ta cần nén tốt nhất, các chip không thể xử lý tải video đầy đủ và hầu như không thể theo kịp với hình ảnh MJPEG mà mất không gian lưu trữ rất lớn.

Sự phát triển của độ phân giải cảm biến còn đặt yêu cầu cao hơn cho công nghệ nén. Ngày nay nhiều nhà sản xuất camera cố gắng tăng cường công nghệ nén nhăm thu được chất lượng video mong muốn trong khoảng bitrate chấp nhận được.