Технология High Definition Stream Management (HDSM) — идеальная масштабируемость и эффективное управление пропускной способностью - Часть 1

Задачи

Представим, что ваша система видеонаблюдения расширяется за счет установки новых камер и увеличения разрешения. Справится ли ваша система управления видеоданными с новой нагрузкой?

Загрузите PDF
High Definition Stream Management –  Maximum Scalability and Bandwidth Management - Part 1


Как часто мы наблюдаем повисший на экране значок песочных часов или другой индикатор ожидания, когда нам нужно получить доступ к видеозаписи или видеопотоку в реальном времени? Приходится сидеть и ждать, пока система начнет работать нормально. И вот, наконец, появилось медленное, прерывистое и нечеткое видео — система, напрягая все ресурсы, пытается выдать требуемое разрешение и частоту кадров. Так обычно ведет себя система управления видеоданными (VMS), когда она не может справиться с нагрузкой, связанной с расширением архитектуры системы видеонаблюдения высокой четкости.

Несмотря на усовершенствованные технологии сжатия, такие как H.264, улучшающие пропускную способность сети по сравнению с предшествующими стандартами, общая эффективность работы системы VMS зависит не только от параметров сжатия. По мере увеличения числа камер высокого разрешения нагрузка на сеть и на другие вычислительные ресурсы автоматически возрастает.

Для успешного решения задач масштабирования системы и управления пропускной способностью компания Avigilon разработала технологию High Definition Stream Management (HDSM)™. HDSM ™ — это запатентованная технология управления потоком видеоданных, которая существенно снижает требования к пропускной способности соединения «клиент — сервер», обеспечивает оптимальное использование вычислительных ресурсов, улучшает масштабируемость и позволяет использовать камеры с более высоким разрешением.


Принцип работы

Если другие системы VMS обеспечивают пропускную способность исходя из параметров сжатия видеоданных, а также параметров многоадресной и многопотоковой передачи, то в программном обеспечении Avigilon Control Center используется технология HDSM, специально разработанная для управления пропускной способностью с целью снижении общей нагрузки на сеть — нагрузка снижается в несколько раз по сравнению с традиционными технологиями.

Технология HDSM позволяет хранить видеоданные на сервере в виде пакетов небольшого объема. Кроме того, она делит видеоданные на сегменты, предполагающие отдельное использование: потоки небольшого размера с низким разрешением для общего контроля ситуации и потоки большого размера для получения детализированных изображений. Кроме того, технология HDSM обеспечивает интеллектуальное управление этими потоками на основе видеоданных, которые пользователь просматривает в текущий момент.

Например, если в программном обеспечении Avigilon Control Center отображается несколько камер, обеспечивающих полный охват, то сервер отправляет на клиент поток с низким разрешением. Но как только пользователь обращается к конкретной камере для получения более детального изображения с помощью функции цифрового масштабирования, система отправляет поток с высоким разрешением. Пользователю отправляется лишь тот фрагмент области просмотра, который представляет для него интерес. Это позволяет значительно снизить объем информации, передаваемой между сервером и клиентом, а пользователь получает только нужные ему данные в соответствующем разрешении.



hdsm2 2

High Definition Stream Management 2.0

До настоящего времени технология HDSM наиболее эффективно использовалась в сочетании со стандартом сжатия JPEG2000. Эффективность достигалась за счет адаптивности стандарта JPEG2000 при сжатии изображений с высоким разрешением. Несмотря на гибкость кодирования с помощью JPEG2000 и высокую скорость обработки изображений, эта технология обеспечивает более высокий показатель средней скорости передачи битов и более низкую степень сжатия по сравнению со стандартом H.264. К тому же, она менее распространена на рынке систем видеонаблюдения.

Для решения этой проблемы была разработана технология HDSM 2.0, совместимая со стандартом сжатия H.264. Благодаря ей ускоряется обработка изображений в высоком разрешении, снижаются требования к ширине канала передачи данных, сжатых с помощью H.264, а также становятся доступными гибкие интеллектуальные функции HDSM. За счет сочетания этих двух технологий обеспечивается высочайшая скорость передачи сетевых данных в системах, основанных исключительно на стандарте сжатия H.264. В следующем разделе описан принцип работы технологии.


hdsm2 3 v2
hdsm2 3

На рис. 1A технология HDSM показана в виде белой сетки, нанесенной на изображение разрешением 16 Мп. Изображение разделено на 12 областей. Когда пользователь увеличивает масштаб той или иной области для получения более детального изображения, сервер передает на клиент только требуемый фрагмент (в данном случае 1/12 максимального разрешения). Это позволяет не только существенно снизить требуемую пропускную способность соединения «сервер — клиент», но и уменьшить объем ресурсов, необходимый для декодирования, что улучшает производительность системы, скорость реагирования и общую удовлетворенность пользователей.

Кроме того, технология HDSM позволяет системе выбирать более низкое разрешение. Например, если необходимо отобразить полную область охвата камеры с разрешением 16 Мп на мониторе 1080p (2 Мп), формируется изображение со средним разрешением, поскольку оно соответствует параметрам монитора. Для отображения нескольких камер на мониторе (например, 9 камер в сетке 3 x 3) используется минимальное разрешение. Таким образом, технология HDSM обеспечивает разрешение и детализацию в соответствии с текущими потребностями пользователя.


Выводы

Программное обеспечение Avigilon Control Center с технологией HDSM — это идеальное решение для системных интеграторов и пользователей, которые планируют расширить свою систему видеонаблюдения, повысив при этом ее общую производительность и гибкость. Технология HDSM 2.0 компании Avigilon сочетает использование стандарта сжатия данных H.264 со средствами интеллектуального управления пропускной способностью. Благодаря этому она обеспечивает превосходную масштабируемость системы при необходимости увеличения количества используемых камер и их разрешения.

Читать часть 2 — Технические данные



Глоссарий

Версия ACC Последняя версия ACC, протестированная с камерой. Поддержка также обеспечивается и для более старых версий ACC, если в технических характеристиках не указано иное.
Аудиовход Получить аудиопоток с камеры.
Аудиовыход Отправить аудио на микрофон, подключенный к камере.
Автоматическое определение Автоматическое определение IP-адреса камеры при подключении в пределах сети LAN.
Тип сжатия Описывает тип шифрования, поддерживаемого камерой.
Тип подключения Описывает тип используемого драйвера устройства. "Native" указывает на драйвер устройства, предоставленный производителем.
Компенсация искажений Встроенная функция компенсации искажений при съемке объективами типа Fisheye или панорамными объективами.
Цифровой вход Получить цифровые входы или входы реле от камеры.
Цифровой выход Запустить цифровые выходы или выходы реле, физически подключенные к камере.
Движение Быстрый вывод информации о том, доступна ли функция записи движения для камеры.
Настройка определения движения Настройка функции определения движения в клиенте ACC.
Запись движения Поддержка записи при обнаружении движения.
PTZ Быстрый вывод информации о том, доступны ли функции PTZ для камеры.
Элемент управления PTZ Базовые движения PTZ.
Образцы/маршруты PTZ Возможность создавать и запускать образцы или маршруты PTZ в зависимости от поддерживаемой камеры.
Предустановки PTZ Создание и запуск предустановок PTZ.
Тип устройства Тип камеры.
Проверено Организация, осуществившая тестирование камеры и заявленных характеристик.
Проверенная микропрограмма Specific firmware version tested.
Производитель Blah
Модель DS-2DE2103
Тип подключения ONVIF
Тип устройства IP-камера PTZ
Compression Types H.264

  • Версия ACC
  • Модель DS-2DE2103
  • Тип подключения ONVIF
  • Производитель Blah
  • Производитель Blah
  • Производитель Blah
  • Производитель Blah
  • Производитель Blah
  • Производитель Blah
  • Производитель Blah
  • Производитель Blah
  • Производитель Blah