Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

ТЕСТ 4-канальные Realtime-IP-видеосерверы

В рубрику "В центре внимания. Тесты " | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

ТЕСТ 4-канальные Realtime-IP-видеосерверы

Наконец-то мы можем представить результаты тестирования многоканальных видеосерверов, способных передавать более одного канала в реальном I времени (хотя оно должно было быть проведено еще в марте). Для нас это тестирование оказалось довольно тяжелым как в плане сбора образцов для тестирования, так и в плане преодоления различных трудностей, связанных с самим их тестированием. Кстати, задержка оказалась даже плюсом, поскольку за это время на российском рынке появилось несколько новых образцов инженерной мысли различных производителей, что еще раз подтверждает заинтересованность рынка в данной категории цифровых устройств.

Тестированию подверглись:

 

1.Axis 241Q, производитель Axis (Швеция).

2.IcanServer440R, производитель IcanTek (Корея).

3.TRASSIR Lanser-4Real, производитель DSSL (Россия).

4.DVS-104, производитель D-link (Тайвань).

5.Smartec 104, производитель Smartec (Тайвань).

6.Phobos VideoBridge, производитель "Вокорд Телеком" (Россия).

Методика тестирования

В первую очередь тестировался видеосервер - устройство оцифровки и ком-I прессии видео для передачи в сеть, на другом конце которой - компьютер, I отображающий, записывающий и выполняющий все, что присуще делать любой цифровой системе видеонаблюдения.

Потому, собственно, тестировалось в основном 3 направления: качество видео, передача по сети и программное обеспечение.

Для оценки качества компрессированного видео была выбрана метрика VQM (расшифровывается просто - оценка качества видео), как наиболее приближенная к оценке человеческим зрением, однако проводящая анализ гораздо более широко и автоматизиро-ванно. Метрика использует DCT (дискретное косинусное преобразование), этот шаг разделяет входящие кадры на различные компоненты пространственных частот. Затем каждый коэффициент ДКП преобразуется в значение локального контраста, используя следующее равенство:

где DC - это дискретно-косинусная компонента каждого блока. Для 8-битного изображения 1024 - это среднее значение коэффициента ДКП; 0,65 - наилучшее значение параметра для приближения психофизических данных. После этого шага большинство значений лежат в пределах от -1 до 1. Эти описанные выше шаги идентичны DVQ-модели Watson'а.

Далее метрика конвертирует LC в еле заметные разницы.

Этот шаг отличается от модели Watson'а. Вместо применения временной фильтрации и функции чувствительности пространственной контрастности, аналогичной человеческому глазу (SCSF) по отдельности, применяется одна SCSF-матрица для статических кадров и одна -для динамических кадров (на одном и том же шаге). Коэффициенты ДКП трансформируются в еле заметные разности путем умножения каждого коэффициента на соответствующий ему элемент SCSF-матрицы. Для статической SCSF-матрицы выбирается матрица квантования MPEG по умолчанию в качестве обратной ей, так как эта матрица основана на экстенсивных психофизических исследованиях. Для динамической матрицы каждое из значений SCSF-матрицы возводится в степень для учета временного свойства SCSF. Степень определена исходя из частоты кадров видеопоследовательности.

Затем проводится взвешенное суммирование среднего и максимального искажения. Для этого сначала берутся две последовательности и одна вычитается из другой. На данном этапе VQM также отличается от DVQ превращением контрастного маскирования в простую операцию взятия максимума с последующим объединением его со взвешенным средним отклонением.

Программа MSU, которая применяет эту метрику к записанным роликам, выдает результат в виде значения, полученного от такого суммирования, точнее графика, где данное значение приводится для каждого кадра. Подробные описания метрик и программ приведены по ссылкам в источниках.

Само по себе сравнение качества производится следующим образом.

На видеокамеру формата MiniDV записывается несколько роликов, которые принимаются в качестве исходных. Ролики желательно разделить пустой записью, чтобы, во-первых, различать их на записи, а во-вторых, оценить качество компрессии на черном. Ролики выбираются средней или выше средней степени динамики. MiniDV-камера выбрана как единственный доступный источник, который использует минимальное сжатие, и к тому же видео с нее можно без перекомпрессии скопировать на компьютер. Ролики последовательно проигрываются с камеры на вход видеосерверов, разрешение и качество у которых рассчитано на максимум частоты -25 кадр/с.

После этого записанные ролики должны быть конвертированы в несжатый файл формата avi (как и ролик с камеры) с точным соответствием раскадровки и затем сравнены программой MSU.

Также оценка качества проводилась с помощью тестового генератора, выдающего таблицу для сравнения разрешения в ТВ-линях и цветопередачи.

Сетевая передача оценивалась, во-первых, просто трафиком, создаваемым каждым сервером при различном качестве, во-вторых, оценивалось поведение при ограничении канала передачи (как бы на тонком канале).

Функциональность программного обеспечения -третья часть, и оценивалась она на предмет возможности организации CMS (Central Monitoring Station - центральная станция мониторинга) или как альтернатива другим цифровым системам видеонаблюдения.

Использованное оборудование и ПО:

1.Программное обеспечение MSU Video Quality Measurement Tool.

2.Тестовый генератор.

3.Видеокамера Sony формата MiniDV.

4.Различное компьютерное и сетевое оборудование.

 

Axis 241Q

Известный производитель Axis представляет свой вариант 4-канального сервера.

Однако, как выяснилось при тестировании, сервер выдает реальное время на 4 канала только в квадрированном режиме, то есть можно говорить о разрешении четверти кадра на каждый канал в реальном времени, хотя посмотреть каждый канал в отдельности не удастся. Кроме того, время несколько не дотягивает до значения в режиме реального времени. В режиме MPEG4 сервер также показал максимальное значение 22-23 кадр/с при разрешении полного кадра. Из-за невысокой частоты кадров не удалось провести тест по метрике VQM (тестовые ролики сделаны для сравнения с 25 кадр/с).

Минусы:

1.Отсутствие передачи в режиме реального времени как таковом (или только в низком разрешении).

2.Самый большой поток на канал по сети.

3.Самая высокая цена (хотя, может быть, оправданная брендом).

Плюсы:

1.Наибольший из плюсов - из представленных серверов он самый известный, кроме того, благодаря открытой политике производителя, сервер интегрирован в большое количество программных продуктов третьих фирм. Вы спокойно найдете как российские, так и зарубежные программы для организации CMS на базе этих серверов на любой вкус и бюджет.

2.Высокое качество изображения.

3.Буфер для пред- и посттревожных кадров (9 Мб на канал).

4.Двусторонняя аудиосвязь.

 

IcanServer440

Данное устройство оснащено интерфейсом IDE для подключения стандартных жестких дисков, что фактически превращает его в сетевой накопитель, способный к автономной работе, если внутрь установить опциональный жесткий диск. Производитель - корейская компания, специализирующаяся на IP-видеосистемах, которая постаралась оснастить прибор максимальным количеством функций и возможностей. Однако основная беда корейских и китайских производителей подобного оборудования - отсутствие развитого ПО CMS, несколько снижает его применимость.

Минусы:

1.Низкое вертикальное разрешение в ТВЛ.

2.Самый большой размер из представленных моделей (видимо, из-за возможности установки жесткого диска 3,5 дюйма).

3. Отсутствие развитого ПО.

Плюсы:

1.Высокое (для MPEG4-алгоритма) качество сжатия по оценке VQM

2.Поддержка жесткого диска.

3.Высокая степень компрессии при сохранении приемлемого качества.

4.Двусторонняя аудиосвязь.

 

Trassir Lancer-4Real

Новый прибор, впервые показанный на ТБ-2006, в продажу поступил с июля 2006 г. Один из двух приборов, способных выдавать 4 канала х 25 кадр/с в высоком разрешении (704х288 или 2 CIF) или 2 канала х 25 кадр/с в разрешении полного кадра D1 (704х576).. Благодаря поставке с ПО TRASSIR наследует все возможности и функционал программного обеспечения для цифрового видеонаблюдения. Однако прибор может поставляться и с бесплатным ПО по более низкой цене. Из остальных особенностей необходимо отметить поддержку интеграции с банкоматами (подключаются непосредственно к прибору, и данные о транзакциях накладываются на видео), большое количество внутренних настроек.

Минусы: невысокое горизонтальное разрешение в ТВЛ.

Плюсы:

1. 4 канала с высоким разрешением 2CIF x 25 кадр/с или 2 x D1.

2.Поддержка интеграции с банкоматами.

3.Развитое ПО.

4.Двусторонняя аудиосвязь

5.Хорошее качество сжатия по оценке VQM.

6.Устойчивая работа на "тонких" каналах.

7.Высокая степень компрессии.

 

D-Link DVS-104

Компания D-link поставляет на российский рынок множество IP-видеопродуктов, серверов и видеокамер, известных, во-первых, своими невысокими ценами и, во-вторых, доброжелательностью техподдержки. Протестированный прибор также является бюджетным, о чем говорит его цена - самая низкая из представленных в обзоре. В комплекте поставляется бесплатное ПО, которое, впрочем, сильно ограничено по функционалу: подключить более одного сервера к нему нельзя. Сейчас, в связи с растущей активностью компании на нашем рынке, появляются интеграторы, "вписавшие" продукцию D-link в свое ПО. Будем надеяться, что и этот сервер попадет в список интегрированных продуктов. Протестировать по VQM-метри-ке его не удалось из-за технических проблем с конвертацией видео в avi-формат.

Минусы:

1.Низкое разрешение в ТВЛ.

2.Полное отсутствие аудиовходов.

3.Низкий функционал ПО.

Плюсы:

1.Невысокая цена.

2.Стабильное поведение на тонких каналах.

3.Увеличенное количество портов

 

Smartec STS-IPT480

Самый компактный из представленных на тестирование приборов. Его размер вполне сопоставим с большинством одноканальных серверов. Представленное на тестирование устройство не имеет аудиоканалов и двусторонней производителя присутствует аналог с одним аудио и двусторонней аудиосвязью. ПО к прибору будет поставляться бесплатно. Так как прибор новый и в продажу еще не поступил, цена его пока не известна. Данное устройство также отличает наличие двух независимых портов Ethernet для подключения в локальную и глобальную сети, что позволяет повысить безопасность локальной сети, так как пользователи, желающие получать видео через Интернет, смогут делать это автономно. Хотя, конечно, редкий инсталлятор протянет второй провод до каждого установленного видеосервера.

Минусы:

1.Низкое вертикальное разрешение в ТВЛ.

2.Невысокая оценка по VQM-метрике.

3.Отсутствие аудио.

Плюсы:

1.Самый компактный из представленных на тестирование.

2.Наличие 2 сетевых портов LAN\WAN для одновременной работы в локальной сети и Интернете.

 

Phobos VideoBridge

Прежде всего, стоит отдать должное "железу". VideoBridge показал самое высокое качество видео. Конечно же, JPEG2000 с покадровым сжатием дает максимально возможное на данный момент качество компрессии. Это второй прибор, который позволяет сжимать 2 канала в полном разрешении (D1) в режиме реального времени. Кроме того, порадовало большое количество функций, заложенных в данный момент и на будущее. Поддерживается жесткий диск до 200 Гб размером 2,5 дюйма (максимальный из доступных). Это единственное из протестированных устройств, имеющее видео-и аудиовыход, а также локальное управление (ИК-пульт). Настройка функции деинтерлейс позволяет выбрать оптимальный алгоритм для любой ситуации (потому в таблице указано 2 значения). Из программного обеспечения поставляется пока только демо-версия, поддерживающая один прибор и один канал отображения и SDK для разработчиков. Надеемся, что компания разовьет программное обеспечение, чтобы была возможность строить распределенные IP-видеосистемы на базе VideoBridge. Протестировать по VQM-метрике не удалось из-за технических проблем с конвертацией видео в avi-формат.

Минусы:

1.Большой поток на канал как плата за высокое качество видео (покадровое сжатие), мало приспособлен для работы в Интернете или при большом количестве приборов в сети.

2.Отсутствие ПО для многоканального просмотра и построения систем.

3.Отсутствие двусторонней аудиосвязи.

Плюсы:

1.Самое высокое качество изображения (визуально) и разрешение в ТВЛ

2.Высокая функциональность "железа".

Заключение

Таблица 1. Возможности программного обеспечения серверов, поставляемого в комплекте

Таблица 2. Общие характеристики видеосерверов

Жаль, конечно, что не удалось все серверы протестировать на качество видео по метрике VQM. Однако по тем, что протестированы, можно дать краткий комментарий.

Прежде всего, о самих графиках. Очевидно, что все кодеки на светлой части ролика дают, во-первых, приличную разницу с оригиналом, во-вторых, достаточно ровная кривая в этой части говорит о том, что при нормальной яркости разницы между неподвижными и движущимися деталями изображения сжимаются примерно одинаково. Этого не скажешь о темной части ролика, где движение дает очевидные сильные всплески разницы с оригиналом. Острые пики отличия показывают всего лишь разницу в изображениях там, где поработал деинтерлейс.

Дело в том, что исходное изображение "двоится" на движущихся объектах за счет склейки полукадров, и она тем больше, чем быстрее движение. Это дает существенный всплеск разницы со сжатыми, тогда как сжимать без деинтерлейса, значит, еще больше ухудшить изображение. IcanServer и Lanser-4Real показали примерно одинаковые результаты. Smartec же, помимо большей разницы на активных частях ролика, не очень хорошо относится и к просто черному статичному изображению.

Что касается остальных серверов, то покадровое сжатие по статистике выигрывает в качестве, хотя сильно проигрывает в размерах потоков, что не может не сказаться на загрузке сетей и глубине (а значит, стоимости) архивов.

Как и было отмечено во вступительной статье, проблема большинства видеосерверов - программное обеспечение, с помощью которого достаточно сложно построить распределенную систему видеонаблюдения. Это, однако, не касается зарубежного Axis (если брать в расчет платный Axis Camera Station - платное ПО, поставляемое третьими фирмами) и российского Lanser-4Real, к которому прилагается ПО TRASSIR.

В остальном IP-видеосерверы вполне справляются со своей задачей по поставке видео с удаленных точек завода, гостиницы или объектов, находящихся за пределами вашей локальной сети, когда видео необходимо передавать через "тонкие" каналы.

Источники:

1.Статья авторов метрики VQM: http://www-ise.stanford.edu/class/ee392j/projects/proj-ects/xiao_report.pdf

2.Информация о существующих метриках: http://compression.graphicon.ru/video/quali-ty_measu re/in fo.html

3.Ссылка на описание программы MSU: http://compression.graphicon.ru/video/quali-ty_measure/video_measurement_tool.html

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #4, 2006
Посещений: 9807

В рубрику "В центре внимания. Тесты " | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций