Как снизить стоимость видеосистемы

Как снизить стоимость видеосистемы

Как снизить стоимость видеосистемы

Видеонаблюдение \\ 15.10.2015 11:16 \\ Macroscop \\ Пермь

Статья Александра Коробкова, главного архитектора компании Macroscop.

Каждый пользователь, выбирающий систему видеонаблюдения, каждый инсталлятор, подбирающий компоненты и устанавливающий ее, ищет баланс цены и качества. Для снижения стоимости системы инсталляторы предпринимают различные меры: подбирают дешевые компоненты, используют бесплатное ПО, отказываются от использования функций видеоанализа для экономии на серверном оборудовании, ограничивают время записи в архив для экономии на жестких дисках и т.п.


Одним из наиболее важных и дорогих компонентов системы являются серверы, поэтому при снижении их стоимости и общая стоимость системы существенно уменьшится. Один из наиболее эффективных вариантов экономии без потери качества и надежности работы системы – сокращение необходимых вычислительных ресурсов серверного и клиентского оборудования видеосистемы за счет использования профессионального программного обеспечения.

Существует несколько решений для достижения экономической эффективности.

 

Экономия на серверах


1. Использование программного обеспечения с технологией анализа сжатых видеопотоков от IP-камер без их полного декодирования. За счет использования этой технологии пользователь может подключить больше IP-камер на один сервер, или установить более бюджетные серверы.

Декомпрессия видеопотоков проходит в несколько этапов, последние из которых требуют затраты значительных вычислительных ресурсов, именно эти последние этапы при использовании технологии анализа сжатых видеопотоков не выполняются.

 




 










Алгоритмы позволяют анализировать данные, например, производить детектирование или поиск по цветовым характеристикам объекта, без полной декомпрессии.


 

 














В результате скорость обработки данных увеличивается, за счет чего загрузка центрального процессора снижается в среднем в 4 раза. Это значит, один сервер может обрабатывать видео от большего количества камер, что приводит к экономии пользователей на вычислительном оборудовании, причем к экономии существенной.

 

 

 

2. Использование формата сжатия MJPEG.

Существует множество форматов сжатия, в видеонаблюдении наибольшей популярностью пользуются MJPEG, MPEG-4 и H.264.

 

Для формата сжатия MJPEG видеопоток представляет собой последовательность статичных картинок - изображений формата JPEG. Сжатие происходит индивидуально для каждого кадра (внутрикадровое), что дает полную независимость отдельных изображений. При воспроизведении видеоархива качество картинки остается хорошим - из формата MJPEG всегда можно получить кадры с четким изображением происходящих событий, он менее ресурсоемок, но существенно нагружает сеть и требует большого объема дискового пространства.

 

Для форматов MPEG-4 и H.264 сжатие осуществляется как внутри одного кадра, так и для серии кадров (межкадровое). Видео формата H.264 (оптимизированный MPEG-4 или MPEG-4part 10) представляет собой не последовательность отдельных изображений, а цепочку связанных данных - потоковое видео. Преимущества этого формата в том, что производится сохранение не каждого кадра, а лишь опорного изображения и дальнейших его изменений.

Когда значительная часть изображения остается неизменной, получается гораздо меньший размер итогового видеофрагмента чем для MJPEG. В случае если формат MJPEG может отправлять набор изображений по 200 кбайт каждое, формат H.264 отправит одно опорное изображение весом 200 кбайт и последующие его изменения, имеющие гораздо меньший размер. В результате видеофрагмент в формате H.264 будет меньше аналогичного фрагмента формата MJPEG на 70-90%, а это значит, что и пропускная способность сети для его передачи требуется меньшая. Но для обработки H.264 требуется больше вычислительных ресурсов. 

Таким образом, если сравнить с форматами MPEG-4 и H.264, на обработку MJPEG требуется меньше вычислительных ресурсов, но при этом существенно возрастает нагрузка на сеть и требуется большой объем дискового пространства.

 

3. Изменение качества записи в зависимости от характера сцены.

Часть программных продуктов использует технологию изменения качества съемки: пока в кадре нет действия, в архив записывается видео с низким разрешением. Как только сцена меняется, качество записи повышается. Такая технология позволяет разгружать серверы, компьютеры для отображения, снижать нагрузку на сеть и уменьшать объем дискового пространства для хранения архива.

 

4. Обработка на сервере альтернативного потока с видеокамеры.

Большинство программных продуктов поддерживают функцию двухпоточности – работы с основным и альтернативным потоком. Пользователь может настроить разрешения для каждого потока и задать сценарии работы с ними. Например, основной поток, как правило, имеет высокое разрешение и может использоваться для записи в архив, а альтернативный поток меньшего разрешения может использоваться для анализа на сервере. На анализ видео более низкого разрешения требуется меньше вычислительных ресурсов, следовательно, загрузка сервера системы снижается.

 

5.         Использование встроенной аналитики видеокамер.

Для снижения нагрузки на сервер, а также разгрузки каналов связи, пользователь может обрабатывать, отображать и записывать не все видео, а лишь «отфильтрованную» часть информации. Современные IP-камеры имеют мощные встроенные процессоры и способны детектировать движение, фиксировать пересечение виртуальной линии или проникновение в выбранную зону, реагировать на появление или исчезновение объекта в определенной зоне, обнаруживать лица, детектировать звук, определять изменение сцены наблюдения и многое другое. Можно задать передачу видео на сервер только после срабатывания одного из встроенных детекторов видеокамеры, заранее заданного пользователем. Также можно задать интервал пред- и постзаписи, это возможно за счет того, что в постоянном режиме видеопоток записывается на встроенную карту памяти IP-камеры, а после срабатывания детектора часть видео, предшествующая срабатыванию, загружается на сервер. Также можно комбинировать анализ на камере с анализом на сервере: например, проводить обнаружение лиц силами видеокамеры, передавать эти видеофрагменты на сервер где они будут анализироваться модулем распознавания лиц.

 

6. Экономия при работе с мобильными и web-клиентами

Сегодня востребованность мобильных и web-приложений для работы с видеосистемами очень высока, поэтому разработчики программного обеспечения серьезно задумываются не только об удобстве и кроссплатформенности таких приложений, но и об их влиянии на нагрузку сети и серверов.

Известно, что самым популярным форматом сжатия видеопотока является H.264. Большинство мобильных клиентов и веб-клиентов для систем видеонаблюдения не поддерживают такой формат видео, и для того, чтобы пользователь получил картинку, требуется процедура перекодирования видеопотока из H.264 в MJPEG. Такая операция является очень ресурсоемкой и приводит к дополнительным нагрузкам на вычислительные ресурсы сервера.

Разработчики Macroscop создали алгоритмы, позволяющие обрабатывать в web-клиенте и мобильном клиенте для устройств на базе ОС Android видеопотоки в формате H.264, что ведет к экономии вычислительных ресурсов сервера при работе с мобильными и web-приложениями.

 

Экономия на клиентских компьютерах


Использование ресурсов видеокарты программным обеспечением - обработка данных на GPU.

Для того чтобы снизить нагрузку на центральный процессор разработчики ПО предлагают перенести часть операций на видеокарту (обрабатывать часть данных с помощью графического процессора).

В последние годы произошел существенный технологический скачок в развитии графических процессоров. Использование в GPU параллельных технологий обработки данных и вычислений приближают его по возможностям к полноценному вычислительному устройству. Графический процессор устроен так, что большую его часть составляют вычислительные блоки, используемые для обработки данных, тогда как в центральном процессоре они занимают гораздо меньшую долю. Постоянное технологическая модернизация графических процессоров привела к тому, что GPU сначала сравнялся по вычислительной мощности с CPU, а затем опередил его. Поэтому у программистов, работающих над ПО для видеонаблюдения, родилась идея частичного переноса вычислительных операций с CPU на GPU. Современные видеокарты содержат достаточно мощные аппаратные механизмы декодирования, которые, в конечном счете, позволяют разгружать клиентские компьютеры при отображении. Также использование ресурсов GPU позволило разработчикам реализовать технологию отображения декодированных видеопотоков напрямую с видеокарты.

 

Использование функции многопоточности

Использование функции многопоточности программного обеспечения позволяет экономить вычислительные ресурсы не только серверного, но и клиентского оборудования. Настроить параметры каждого потока можно индивидуально и для отображения выбрать менее ресурсоемкий, в результате чего сократить требуемые мощности компьютера.

 

 

Сегодня существует несколько способов снижения стоимости серверной и клиентской части системы, все они направлены на экономию вычислительных ресурсов оборудования.

Экономия на серверном оборудовании достигается за счет использования:

  • программного обеспечения с технологией анализа видеопотоков без их полной распаковки;
  • программного обеспечения с технологией  изменения качества записи в зависимости от характера сцены;
  • формата сжатия видеопотоков MJPEG;
  • встроенной аналитики видеокамер;
  • основного и альтернативного потока;
  • технологии обработки h.264 на мобильных и web-клиентах.

Экономия на клиентском оборудовании достигается за счет использования для отображения альтернативного потока меньшего разрешения, переноса части вычислительных операций на видеокарту.

 

Александр Коробков, главный архитектор компании Macroscop

Статьи Видеонаблюдение

AHD видеонаблюдение

AHD видеонаблюдение

Видеонаблюдение \\ 01.11.2016 13:03 \\ ООО "Сек-Групп" \\ Комментарии()

AHD это технология передачи посредством обычного коаксиального кабеля отлично детализированной картинки.

Почему разработчики видеонаблюдения любят ритейл больше, чем производство?

Почему разработчики видеонаблюдения любят ритейл больше, чем производство?

Видеонаблюдение \\ 04.07.2016 10:47 \\ Macroscop \\ Комментарии()

Знаете ли вы, что в ассортименте вендоров ПО для видеосистем есть много решений для прикладных задач торговли- модулей для подсчета посетителей, определения длины очереди, контроля операций на кассе и т.п. А предложений для решения производственных и промышленных задач практически нет. Почему?

Повышение точности детектирования оставленных предметов

Повышение точности детектирования оставленных предметов

Видеонаблюдение \\ 20.05.2016 18:35 \\ Macroscop \\ Комментарии()

Важной задачей для разработчиков является не только создание новых функций и модулей видеоанализа, но и совершенствование и повышение точности существующих. Одной из функций, к которой рынок предъявляет требования по повышению точности, является детектор оставленных предметов.

Эффективное видеонаблюдение на торговом объекте

Эффективное видеонаблюдение на торговом объекте

Видеонаблюдение \\ 12.02.2016 18:20 \\ Hikvision Russia \\ Комментарии()

Индустрия торговли всегда занимала достаточно большое место в жизни страны, и ее сфера распространения постоянно увеличивается. Это подтверждает непрекращающийся рост торговых объектов, как небольших магазинов, так и огромных торговых комплексов. Торговля традиционно связана с присутствием большого числа людей, а также повышенным риском краж и убытков, поэтому вопрос безопасности сотрудников и посетителей, а также обеспечения сохранности материальных ценностей и денежных средств является приоритетным. С этой целью практически все современные объекты ритейла оснащены системами безопасности, и одну из ключевых ролей в них играет видеонаблюдение.

Эффективный видеоанализ на объектах ритейла и банковской сферы

Эффективный видеоанализ на объектах ритейла и банковской сферы

Видеонаблюдение \\ 04.02.2016 16:26 \\ Macroscop \\ Комментарии()

В данной статье интеллектуальные возможности современных систем видеонаблюдения будут рассматриваться в разрезе применения на объектах ритейла и банковской сферы.

Методы программного подсчета людей в очереди. Контроль и повышение качества обслуживания покупателей

Методы программного подсчета людей в очереди. Контроль и повышение качества обслуживания покупателей

Видеонаблюдение \\ 12.01.2016 12:01 \\ Macroscop \\ Комментарии()

Сегодня системы видеонаблюдения все чаще используются для решения задач, выходящих за рамки обеспечения безопасности. Эта статья посвящена рассмотрению модуля подсчета людей в очереди, который нашел широкое применение в системах объектов сферы ритейла.

Видеонаблюдение 2025-2030: фантастическая реальность

Видеонаблюдение 2025-2030: фантастическая реальность

Видеонаблюдение \\ 03.12.2015 13:55 \\ Macroscop \\ Комментарии()

В будущем мы увидим единые глобальные информационные пространства, в которых не просто камера, а вся подсистема видеонаблюдения будет лишь небольшим элементом - несмотря на то, что ее масштаб может составлять десятки и сотни тысяч устройств.

Результаты тестирование IP-видеодомофонов

Результаты тестирование IP-видеодомофонов

Видеонаблюдение \\ 30.11.2015 14:33 \\ Beward \\ Комментарии()

Аналоговые системы видеодомофонии дают пользователям базовый функционал. Тем не менее и в этих проверенных временем решениях все активнее применяются IP-технологии, которые обеспечивают прорыв в удобстве и дополнительном функционале, ранее неведомом и недоступном аналоговым системам - это и работа с мобильными приложениями, и мегапиксельное изображение, и удобство интеграции в существующую сеть TCP/IP, и многое другое.

Масштабные системы видеонаблюдения: программные способы повышения надежности

Масштабные системы видеонаблюдения: программные способы повышения надежности

Видеонаблюдение \\ 21.10.2015 12:16 \\ Macroscop \\ Комментарии()

Практика компании Macroscop показывает, что тренд наращивания количества видеокамер в системах наблюдения сохраняется. Чем масштабнее система, чем крупнее объект, на котором ведется видеонаблюдение, тем больше нюансов необходимо учесть при ее проектировании и подборе компонентов.

Межкамерный трекинг – новая технология повышения эффективности видеосистем

Межкамерный трекинг – новая технология повышения эффективности видеосистем

Видеонаблюдение \\ 29.09.2015 11:42 \\ Macroscop \\ Комментарии()

Для решения задачи отслеживания перемещений людей по территории охраняемых объектов с помощью инструментов видеоанализа разработчики программных платформ работают над созданием алгоритмов так называемого "межкамерного" трекинга

Книги

Системы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации

ISBN: 978-5-7695-6218-1
Год: 2010 (май)
Страниц: 512

 

 

Учебное пособие представляет собой 5-е издание, дополненное и переработанное. Книга незаменима при обучении специалистов по монтажу любых видов сигнализаций: пожарных, охранных и охранно-пожарных. Представлены также общие сведения об организации охраны на объекте.

Технические средства охраны

Системы охранной сигнализации: основы теории и принципы построения

ISBN: 978-5-9912-0025-7
Год: 2008
Страниц: 496

 

Учебное пособие поможет при прохождении теоретических курсов специалистами в области охраны. Здесь есть всё об эксплуатации технических средств охраны. Это второе, дополненное издание, созданное на основе лекций.

Технические средства охраны

Системы контроля и управления доступом

Год: 2010
Страниц: 272

 

Книга адресована широкому кругу лиц, занятых в области службы безопасности на различного уровня объектах. Прилагается перечень нормативных материалов.

 

Технические средства охраны

вверх