Как снизить стоимость видеосистемы?

При выборе системы видеонаблюдения, каждый пользователь или инсталлятор старается найти баланс качества и стоимости. Для снижения цены установщики прибегают к различным мерам – используют дешевые компоненты, бесплатное ПО, экономят на серверном оборудовании за счет отказа от функции видеоанализа, ограничивают объем архива для уменьшения необходимого количества и емкости жестких дисков.

К числу наиболее важных и дорогих элементов комплекса видеонаблюдения относятся серверы, поэтому они являются хорошим ресурсом для снижения себестоимости системы. Среди самых эффективных способов экономии, без потери качества и надежности работы данных компонентов, можно выделить использование профессионального программного обеспечения, которое позволяет сократить требуемые вычислительные ресурсы серверного и клиентского оборудования. Рассмотрим основные решения в данном направлении.

Экономия на серверах

1. Использование ПО с технологией анализа сжатых видеоданных с IP-камер, без необходимости их полного декодирования. Этот метод позволяет подключать больше камер на один сервер или сэкономить на его объеме и вычислительной мощности. Поскольку последние этапы декомпрессии потоков требуют серьезных ресурсов, в данной технологии они не выполняются.
   В результате загрузка центрального процессора снижается в 4 и более раз, а скорость обработки существенно возрастает. Таким образом, увеличивается количество камер, которое можно подключать к одному серверу, а, значит, обеспечивается серьезная экономия пользователей на вычислительном оборудовании.



2. Применение формата сжатия MJPEG. Этот видеоформат входит в список наиболее популярных – наряду с MPEG-4 и Н.264. Особенностью алгоритма его работы является представление видеопотока в виде статичных картинок формата JPEG, при котором сжатие осуществляется индивидуально для каждого кадра. Это обеспечивает полную независимость отдельных изображений друг от друга. Качество видео при воспроизведении файла MJPEG является хорошим, поскольку из архива без проблем можно получить кадры с четкой картинкой. Формат менее ресурсоемкий, по сравнению с другими, но требует большой емкости жестких дисков и серьезно нагружает сеть.
   В свою очередь при записи файлов MPEG-4 и Н.264 сжатие осуществляется не только внутри одного кадра, но и в серии изображений. В результате картинка в данных форматах представляет собой цепочку связанных данных – потоковое видео. Здесь не выполняется сохранение каждого кадра, а только опорного изображения и произошедших с ним изменений. В случае, если основная часть картинки не меняется, то итоговый видеофрагмент имеет существенно меньший размер, чем файл MJPEG (на 70–90%), что требует меньшей пропускной способности сети. В то же время, для обработки MPEG-4 и Н.264 необходимо больше вычислительных мощностей.
3. Запись видео различного качества в зависимости от характера сцены. Некоторые программные продукты реализуют технологию регулирования параметров съемки – пока в кадре не происходят никакие действия, записываются фрагменты с низким разрешением. При изменении сцены выполняется повышение качества записи. Такой подход позволяет разгружать серверы и компьютеры, отображающие картинку, снижать нагрузку на сеть, а также уменьшать необходимый объем жестких дисков для хранения архива.
4. Обработка альтернативного потока.Современное ПО обычно поддерживает функцию двухпоточности, при которой работа ведется с основным и дополнительным потоком. Пользователь имеет возможность настроить их параметры и задать сценарии работы. Чаще всего для основного потока устанавливается высокое разрешение – для записи видео в архив. В свою очередь, альтернативный канал с меньшим разрешением используется для обработки данных на сервере. Поскольку для анализа видео низкого качества не требуются высокие вычислительные мощности, нагрузка на серверное оборудование снижается.
5. Использование встроенной аналитики видеокамер. Современные IP-камеры оснащаются мощными процессорами, которые позволяют определять движение, фиксировать проникновение в определенную зону, детектировать звук, обнаруживать определенные лица и решать многие другие задачи. Благодаря этому пользователь может обрабатывать и записывать не все видео, а только те фрагменты, которые прошли предварительную фильтрацию видеокамерами.
6. Экономия при использовании мобильных и веб-клиентов. В настоящее время востребованность мобильных и web-приложений в сфере работы с видеосистемами является очень высокой. В связи с этим, разработчики постоянно предлагают новые решения, повышающие удобство и снижающие нагрузку на сети и серверы. Например, одним из последних достижений компании Macrocsop стало создание алгоритмов, позволяющих обрабатывать на Android-устройствах видеопотоки в формате Н.264. Данный подход обеспечивает экономию вычислительных ресурсов сервера при использовании мобильных и веб-приложений.

Экономия на клиентских компьютерах

1. Одним из решений, снижающих нагрузку на центральный процессор ПК, является перенесение части операций на видеокарту. Последние модели графических карт приближаются по своему функционалу к полноценным вычислительным устройствам, благодаря технологии параллельной обработки данных и вычислений. Наличие в GPU мощных аппаратов декодирования позволяет разгружать клиентские компьютеры при отображении видеоряда, а также реализовать вывод потоков после декомпрессии напрямую с видеокарты.
2. Использование функции многопоточности. Данная технология, как уже было сказано выше, позволяет экономить ресурсы серверного оборудования. Также ее применение эффективно и для клиентского оборудования. Для этого нужно настроить параметры каждого потока на отображение видео различного качества и выбрать менее ресурсоемкий вариант, не требующий больших мощностей ПК.