HD-SDI
Сколько HD-SDI-камер может записать одновременно и в живую?

Нагрузоспособность записи HD-SDI -камер

Данные компьютера, на котором проводился тест:
Мат. Плата: SuperMicro X9DRH-iF Dual LGA2011
ЦПУ: 2х Intel Xeon E5-2660
32 GB RAM
RAID Controller: Adaptec RAID 5805

Формат камер HD-SDI по некоторым параметрам не только превосходит IP, но иногда и не имеет альтернативы. Например, когда кадровое время камер должно быть строго синхронизировано. Это и контроль быстродвижущихся объектов, это и контроль ПДД, это и системы автослежения... Мы уже говорили о достоинствах HD-SDI, пришло время рассказать о проблемах.

К сожалению, развитие этой технологии тормозится системами видеозаписи. Не готова компьютерная промышленность к такому потреблению ресурсов. Двухмегапиксельный кадр приходит без сжатия, в отличие от IP-камер. Первородное изображение -  благо для продвинутых систем, т.к. дает возможность производить наиболее точный видеоанализ, невозможный на уже подпорченном кодеками с IP-камер. Но требует огромной памяти на оцифровку и отображение, съедает мощные процы для сжатия при записи на диск. Большинство видеорегистраторов и СВН на ПК поддерживает всего 4 таких камеры на скорости 25 кадров в секунду, к такому минимализму клиент не привык. Более мощные просто зашкаливают по ценовому диапазону. Но причина, скорее всего, не в железе.

Сегодняшние производители, экономя ресурсы, даже не разжимают потоки IP-камер, в изначальном формате складывая их на диск. Кодек H.264 никогда бы не прижился, если его аппаратная часть ни стояла в самих камерах. А пожать компьютером несколько мегапиксельных каналов видео в таком формате - это уже нетривиальный вопрос. Нам повезло, мы никогда особо не ориентировались на малопригодный для безопасности потоковый кодек, родной спецлабовский кодек ест значительно меньше ресурсов. И это был первый плюс.

Большинство разработчиков софта использует чужие китайские платы на базе китайских же драйверов. А Спецлаб всегда писал свои. Не смотря на то, что все заявляют 64-битную шину, китайцы часто лишь эмулируют ее, по факту предоставляя 32-битную среду. А это сразу ограничение в использовании памяти, которую очень любят мегапиксельные камеры. Сколько бы вы ни вставили чипов RAM, использоваться будет не более 3-х Гигабайт.

Кроме того, старые приемы оцифровки, применяемые для предыдущих CCTV-потоков тоже нерациональны, Спецлаб полностью переписал этот код. Следующим шагом была оптимизирована видеоподсистема, которая приняла на себя и видеодетекцию, тем самым освободив процессоры компьютера для сжатия. В результате на не самом современном компьютере мы добились мощности в 9 камер реального времени при максимальной нагрузке по видеоконтенту. Неплохо для начала.    

Главной удачей в использовании новых камер стала давнишняя технология Спецлаб - SL-RA (SpecLab Resource Allocation), применяемая в GOALcity как базовый элемент системы. Ведь в большинстве случаев видеонаблюдение неоднородно: перед одними камерами идет движение, перед другими нет. Но, чтобы отследить детекцию движения в сетевых системах, надо гонять по сети все кадры подряд, само собой перед этим их сжимая. В локальном варианте не так грузятся процы (если, конечно, на них не повешена вся детекция), сколько память.

sl_ra.jpg

Система перераспределения ресурсов в GOALcity позволяет сократить до минимума потребление "молчащих" камер, отдав приоритет задействованным в данный момент времени. Если камера не дает видеоконтента, скорость ее отображения падает до минимально необходимого уровня отслеживания детекции: с 25 кадров в секунду - до 5 или меньше. При первом же появлении признаков движения в кадре все скорости моментально (с первого же продетектированного кадра) восстанавливаются. В результате, ничего не теряя в безопасности, мы тратим в 5 и более раз меньше ресурсов на вывод и анализ каждой камеры, перед которой не производится никаких движений. Соответственно и сжатие для отдачи в сеть также уменьшается. По такой технологии высвободившиеся ресурсы позволяют записывать разные камеры HD-SDI на полной скорости - все по 25 кадров в секунду.

(На видеоролике момент ускорения не отражает своей стремительности, т.к. индикация измерения усредняется за 2 секунды, чтобы не мелькать перед глазами.)

Посмотреть фильм в альтернативном кодеке

Гибкость технологии SL-RA позволяет увеличить ресурсоемкость системы видеонаблюдения почти в 2 раза без потери скоростей. Кроме того, к GOALcity можно подключить до 32-х камер HD-SDI на крейсерской скорости по 5-10 кадров в секунду. В общем, мы имеем приличную систему видеонаблюдения с видео отличного качества.

Но так хочется использовать весь изначально несжатый кадр под видеоаналитику! Раз уже он такой с рождения, ну, как не удержаться от высокоточного анализа в формате 2-х мегапикселей? С IP-камерами видеоаналитика страдала от изначальных потерь реальности видеоконтента на сжатии в самих камерах, от использования вычислительных ресурсов компьютера при разжимании для вывода на монитор и дальнейших операций. А в случае с HD-SDI мы можем применять видеоаналитику в полном объеме - не экономя на описанных операциях.