Technologie de gestion des flux haute définition HDSM – Partie 2 - Détails techniques

Défis

Dans la « Partie 2 : Détails techniques », nous étudierons les concepts fondamentaux de cette technologie révolutionnaire et examinerons comment il est possible, par son biais, de gérer efficacement les vidéos haute définition tout en conservant une image détaillée supérieure.

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High Definition Stream Management –  Part 2 - The Technical Details


Détails techniques

La première partie du livre blanc intitulé « High Definition Stream Management (HDSM)™ – Maximum Scalability and Bandwidth Management »était consacrée aux difficultés liées au maintien d’une résolution d’image de grande qualité malgré un nombre croissant de caméras.Elle a ensuite décrit la technologie HDSM™ d’Avigilon, une technologie de gestion de la bande passante spécialement conçue à cette fin. Dans la « Partie 2 : Détails techniques », nous étudierons les concepts fondamentaux de cette technologie révolutionnaire et examinerons comment il est possible, par son biais, de gérer efficacement les vidéos haute définition tout enconservant une image détaillée supérieure.


Bases de la technologie HDSM : JPEG2000

À l’origine, la technologie HDSM est une technologie novatrice qui a été plus particulièrement développée pour la plateforme de compression JPEG2000. Cette compression présente, en effet, une adaptabilité dynamique lorsqu’elle est couplée à des images haute résolution. Explication : Le format JPEG2000 est une technologie de compression image par image, ou intra-image, qui applique un algorithme de compression à chacune des images capturée par une caméra. La vidéo qui en résulte est un enchaînement d’images compressées et qui ne requiert aucune information des autres images. Chaque image est, par conséquent, accessible de façon indépendante, ce qui garantit un accès rapide à la vidéo enregistrée. La norme JPEG2000 offre une fonctionnalité unique, à savoir le découpage en dalles. Cette fonctionnalité permet de découper l’image en rectangles (dalles) de taille variable qui seront ensuite transformés et encodés séparément. Avec le découpage en dalles d’une image, la puissance de traitement utilisée est réduite au seul décodage des dalles nécessaires. La technologie HDSM™ s’appuie sur la granularité de la norme JPEG2000 pour que la vidéo, quelle qu’en soit la résolution, puisse être stockée, accessible et transmise dans certaines parties et couches de l’image.


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Évolution vers la norme H.264

Avec l’adoption de plus en plus large de la norme de compression H.264 dans les composants des systèmes de vidéosurveillance, Avigilon a développé une toute nouvelle version de la technologie HDSM, HDSM 2.0, pour être compatible avec la compression H.264. La technologie HDSM™ 2.0 reprend les caractéristiques de la version d’origine et tire également parti d’une réduction de la bande passante pour les vidéos H.264 compressées et de la possibilité de découper les images en dalles. Bien que la compression H.264 soit une norme couramment utilisée pour réduire fortement le débit moyen par rapport à la norme JPEG2000, elle présente des difficultés techniques dès lors que l’on souhaite implémenter la technologie HDSM au même niveau de granularité.


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En tant que norme de compression temporelle, H.264 tente par défaut de stocker uniquement les modifications incrémentielles intervenues entre les images et les images entières à intervalles réguliers. Il en résulte un flux vidéo compressé sur plusieurs images et non un enchaînement d’images distinctes, comme avec la norme JPEG2000. La technologie HDSM 2.0 propose une fonctionnalité de découpage en dalles avec des images compressées selon la norme H.264 semblable à la norme JPEG2000, une technologie novatrice d’Avigilon. La souplesse qu’offre le découpage en dalles en termes de stockage, d'accès et de transmission, associée à la réduction du débit via la norme H.264, garantit des performances réseau uniques et supérieures à celles des systèmes utilisant uniquement la compression H.264. Ces performances améliorées peuvent être particulièrement probantes sur des caméras de résolution supérieure (par exemple, 5 MP et plus) et lorsque le nombre global de caméras est plus important.


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Technologie HDMS versus transcodage

Le transcodage n’est pas exploité dans la technologie HDSM™ ; il constitue néanmoins un mode de conversion courant dans le secteur de la vidéosurveillance et dans d’autres domaines. Le transcodage est généralement appliqué quand un appareil cible ne prend pas en charge le format en question ou présente une capacité de stockage limitée. Le transcodage peut également servir à convertir des données incompatibles ou obsolètes dans un format moderne mieux pris en charge. Par exemple, dans le secteur de la vidéosurveillance, le transcodage est généralement utilisé entre le serveur de gestion de la vidéo et la session client d’un appareil mobile et/ou HTML. Certains prétendent que la plupart des technologies de vidéosurveillance utilisent en fait la conversion des débits, un procédé similaire au transcodage, mais dans lequel les fichiers sont codés à un débit inférieur sans modification des formats vidéos. Cette technique permet d’enregistrer certains médias dans un espace de stockage plus réduit ou de les transmettre dans le cadre d’une connexion utilisant une bande passante inférieure. Il existe toutefois plusieurs limites à l’utilisation de la technologie du transcodage

  1. Le transcodage est gourmand en traitements. Cet aspect est particulièrement notable lorsque les utilisateurs tentent de visionner, à distance ou sur leur appareil mobile, une vidéo ayant fait l’objet d’un transcodage ou d’une conversion de débit. Les temps d’attente dus au chargement en zone tampon ou aux pauses obligatoires nécessaires à l’affichage en pleine résolution offrent une expérience négative aux utilisateurs. La technologie HDSM permet d’éviter ce type de difficulté. 
  2. Le partage des ressources de l’unité centrale (UC) avec d’autres services logiciels conduit inévitablement à des limites de performances liées à la disponibilité des ressources. Comme la technologie HDSM est au cœur du logiciel Avigilon Control Center, son utilisation ne monopolise pas les ressources.
  3. Le matériel dédié utilisé pour le transcodage augmente considérablement les performances, mais il peut être coûteux et difficile de l’adapter à des déploiements de caméras de moyenne à grande taille. Par exemple, il se peut que chaque équipement de transcodage ne prenne en charge qu’un à quatre flux et une seule demande de session à la fois. La technologie HDSM ne nécessite aucun équipement dédié, ce qui permet de procéder plus facilement et à moindre coût à des déploiements d’un plus grand nombre de caméras de résolution supérieure. 

Au final, le transcodage est coûteux en ressources informatiques et peut limiter l’évolutivité et les performances du système de gestion de la vidéo.


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Avantages de la technologie HDSM™pour le reste de votre système

La technologie HDSM™ améliore considérablement la gestion des flux vidéo en réseau sans pour autant exiger le développement de l’infrastructure réseau. Par exemple, la technologie HDSM 2.0 ne nécessite aucune puissance de traitement supplémentaire de votre équipement réseau. En réalité, la puissance de traitement requise pour un flux de caméra H.264 avec la norme HDSM 2.0 a été réduite par rapport aux précédentes versions. Voici comment :

  1. Le décodage sur le client peut être réalisé en parallèle sur plusieurs cœurs d’UC, offrant une fréquence d’horloge inférieure, ce qui permet d’utiliser les postes multicœurs plus efficacement pour le client ACC. 
  2. Dans la plupart des cas, le client n’a jamais besoin de décoder l’intégralité du champ de vue à pleine résolution. 

Par conséquent, le matériel disponible sur le marché et l’équipement existant d’Avigilon exécutant de précédentes versions d’ACC antérieures à la version ACC 5.2 peuvent exploiter la fonctionnalité HDSM 2.0 via une mise à niveau logicielle.


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Latence vidéo

La technologie HDSM 2.0 ne monopolise pas les ressources au point d’augmenter la latence vidéo ou d’altérer la qualité de l’image. Les utilisateurs peuvent donc accroître librement la résolution et le nombre des caméras sans compromettre la qualité vidéo.


Conclusion

Le logiciel Avigilon Control Center doté de la technologie HDSM™ offre aux intégrateurs système et aux utilisateurs envisageant de développer leur système de vidéosurveillance une solution idéale pour accroître les performances et la flexibilité d’utilisation. Avec HDSM 2.0, Avigilon a réuni la compression H.264 avec la technologie de gestion intelligente de la bande passante pour créer une solution performante répondant aux problèmes de l’évolutivité tant sur le plan du nombre de caméras que de la résolution. Tout ceci est possible sans ajout de matériel de puissance de traitement supérieure ni augmentation de la latence vidéo ou perte de la qualité d’image. Les utilisateurs peuvent donc exploiter en toute confiance la technologie HDSM 2.0 avec leur équipement actuel pour réduire leurs besoins en bande passante tout en conservant une qualité d’image optimale.

Lire la partie 1 - Gestion des flux haute définition



Glossaire

Version ACC Dernière version d'ACC testée avec une caméra. Cela implique également la prise en charge des versions ultérieures d'ACC, sauf mention contraire.
Entrée audio Recevoir le flux audio depuis la caméra.
Sortie audio Envoyer l'audio au haut-parleur relié à la caméra.
Recherche automatique Recherche automatique de l'adresse IP de la caméra lors de la connexion dans un environnement LAN.
Type compression Décrit les types d'encodage pris en charge pour la caméra.
Type de connexion Décrit le type de pilote utilisé pour l'appareil. « Natif » se rapporte au pilote spécifique au fabricant.
Suppression de la distorsion Suppression de la distorsion dans le client pour les caméras Fish-Eye ou panoramiques.
Entrée numérique Recevoir des entrées numériques ou de relais à partir de la caméra.
Sortie numérique Déclencher des sorties numériques ou de relais physiquement connectées à une caméra.
Mouvements Affichage rapide de la disponibilité ou non de l'enregistrement des mouvements pour la caméra.
Configuration des mouvements Configuration de la détection des mouvements dans le client ACC.
Enregistrement des mouvements Prise en charge de l'enregistrement des mouvements.
PTZ Affichage rapide de la disponibilité ou non de la fonctionnalité PTZ pour la caméra.
Contrôle PTZ Mouvement PTZ de base.
Schémas/Tours de garde PTZ Capacité à créer et à déclencher des schémas PTZ, ou des tours de garde PTZ, en fonction de la prise en charge de la caméra.
Réglages prédéfinis PTZ Créer et déclencher des positions prédéfinies PTZ.
Type d'unité Type de caméra.
Vérifié par Entreprise qui a testé la caméra et indiqué ses fonctionnalités.
Microcode vérifié Specific firmware version tested.
Fabricant Blah
Modèle DS-2DE2103
Type de connexion ONVIF
Type d'unité Caméra IP PTZ
Compression Types H.264

  • Version ACC
  • Modèle DS-2DE2103
  • Type de connexion ONVIF
  • Fabricant Blah
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