MPEG CCTV MPEG4MultiMedia GeViScope - C

Le MPEG (Motion Pictures Expert Group), développé dans les années quatre-vingt-dix, est une
des méthodes les plus utilisées pour le transfert (streaming) des données vidéo et audio. Elle fût
développée pour sauver de l'espace sur les disques durs et réduire la charge du réseau pendant la
transmission des vidéos en temps réel. En principe, la méthode compare des images vidéo
successives pour analyser les changements du contenu des images.
La méthode:
La première image à transférer est digitalisée et conservée comme image de référence complète
(I-Frame - intra-coded picture), codification Jpeg (voyez compressions vidéo M-JPEG).
Pour les images suivantes, on transfère seulement les parties de l'image de référence qui ont été
modifiées et qu'on appelera "différences d'image". Comme cela, la taille des données de l'image
suivante est fortement réduite. Par exemple, on transfere seulement les données d'image d'une
personne en mouvement et pas de l'arriè re plan statique.
On fait la distinction entre deux sortes de différences d'image, P-Frames (predictive coded
pictures) et B-Frames (bidirectionally predictive-coded pictures).
Ensuite, un exemple typique de surveillance: un véhicule traverse l'angle de vue complet d'une caméra. L'arrière-plan reste constant.
Les P-Frames contiennent des informations de différence venant d'une trame I ou d'une trame P
précédente. Les B-Frames contiennent une moyenne des prédictions précédentes et suivantes.
I-Frames sont les seules trames dans une séquence d'images qui n'ont pas besoin des autres
trames pour la représentation de leur contenu.
Un stream vidéo consiste en groupes de différentes trames (GOP = Group of Pictures), dont une
trame I toujours est la première. La séquence des trames peut être facultative et est déterminée
par les changements dans la séquence des images. Néanmoins, les séquences MPEG 2
étalonnées pour DVD ont une structure de GOP fixe (séquence des différents types de trames et
longueur de la GOP). Ces séquences représentent toujours un compromis entre la qualité des
images et la largeur de la bande passante. Pour la reproduction d'une vidéo en temps réel les
chaque image est calculée et recréée en utilisant les informations des différentes trames des GOP.
Par l'introduction du MPEG 4 l'ancien standard MPEG 2 a été amélioré avec une multitude d'outils
pour l'optimisation du taux de transfert des bits. La plupart de ces ls nouveaux outils ont été créés
initialement pour la compression des films de studio. Dû à l'énorme travail de calcul nécessaire,
elles ne sont pas appropriées pour une utilisation en temps réel.
MPEG4 offre ce que l'on appelle des profils dans lesquels des groupes d'outils déterminés sont
additionnés.
Pour chaque profil, différents niveaux sont disponibles qui, par exemple, déterminent le taux
maximal de transfert des bits ou la résolution des images. Pour les applications multimédia on
applique fréquemment le profil simple (MPEG 4 SP, format maximal de l'image 0CIF) et le profil
avancé simple (MPEG4 ASP, format de l'image max. 4CIF).
L'utilisation de certains degrés de liberté pour l'application des outils de compression permet une
adaptation optimale pour l'usage en CCTV.
Représentation simplifiée du principe:
Une image de référence est crée. Dans la suite d'images on compare quelles parties de cette image ont changés par rapport à l'image de référence.
On utilise pour la création des différences d'image seulement les parties qui ont changé dans l'image. Dépendamment de la taille des parties changées
de l'image la quantité de données des images de différence est fortement réduite en comparaison avec l'image de référence complète. Dans cet
exemple on arrive à une réduction de 70% environ. Dans le cas où il y a des grands changements dans l'image, une nouvelle image de référence est
créée automatiquement.
En pratique, on obtient une réduction des données de 50% environ en utilisant la méthode MPEG4CCTV en comparaison avec une codification des
images avec la méthode MJPEG. Comme représenté dans le tableau suivant, une plus grande réduction des données peut même être réalisée si on
enregistre des images avec peu de changements du contenu.
Compression
M-JPEG
MPEG4CCTV
Charge du réseau avec 2CIF,
Mémoire de disque dur
Charge du réseau avec 4 CIF, Taille de disque dur nécessaire
25 trames / seconde
nécessaire pour l'enregistrement 25 images complètes / seconde
pour l'enregistrement
5 MBit / sec. environ
500 KO environ
10 MBit / seconde environ
1 MO environ
2,5 - 3 MBit / sec. environ
250 - 300 KO environ
5 - 6 MBit / seconde environ
500 - 600 KO environ
150 - 200 KO environ
3 - 4 MBit / seconde environ
300 - 400 KO environ
MPEG4MultiMedia 1,5 - 2 MBit / seconde environ
Les demandes pour une méthode de compression vidéo de qualité pour les installations CCTV contrastent fortement aux demandes pour les applications MPEG 4 multimédia. Tandis que la compression optimale d'un film de Hollywood peut durer très
longtemps et même en utilisant un superordinateur (DVD), il n'y a dans les applications CCTV que quelques millisecondes pour le calcul des images en temps réel, cela veut dire pour la compression des images et le transfert par réseau.
La qualité des images ne doit pas en souffrir car “vidéo” ne signifie pas seulement “je vois” mais en même temps aussi “je reconnais / j'identifie”.
GEUTEBRÜCK a développé ses propres encodeurs temps réel, qui réduisent la charge du réseau et en même temps le mémoire de disque dur nécessaire pour l'enregistrement par 50% sans diminuer la qualité des images, le temps de latence et la
flexibilité de l'accès par rapport à des images JPEG de haute qualité.
MPEG4CCTV vous offre des algorithmes spéciaux dans le standard MPEG 4 en combinaison avec les fonctions de
gestion exigeantes de la plateforme digitale de système vidéo GeViScope.
Primo: flexibilité
Encodeur MPEG4 en temps réel, réalisé par des
processeurs de signaux digitaux (DPS)
CCIR / PAL, EIA / NTSC
Génération des GOV (Groups of Video Objects) en
temps réel, optimisé pour la CCTV
Contrôle de la longueur des GOV, dépendent des
mouvements dans l'image
Sélection des formats d'images (2CIF, CIF, QCIF)
Réglage continu de la qualité des images, niveaux de
compression en VBR (Taux de bits variable)
Enregistrement en temps réel, enregistrement en mode
time lapse
Vers. 1.0
Enregistrement et, en même temps, transmission au
réseau (matrice réseau)
Réglage des paramètres (d'alarme) ajustables pour le
MPEG4CCTV, contrôlés par évènements, enregistrement
et transmission au réseau
Marquage de chaque image avec des données des
évènements
Lecture: temps réel, image fixe, rembobinage, défilement
rapide en marche avant, ralenti, zoom à réglage continu,
recherche d'évènements
Synchronisation dans le temps pour la lecture
d'enregistrements multicanaux
Export MPEG, compatible avec la norme DVD
MPEG4MultiMedia pour des applications multimédia importantes pour la sécurité avec GeViScope:
L'accent est mis sur l'efficacité de la compression
Encodeur MPEG4 en temps réel,
Chip pour l'encodage multimédia
Réglage des paramètres (d'alarme) ajustables pour
MPEG4MultiMedia, durée de l'enregistrement, qualité
d'image
CCIR / PAL, EIA / NTSC
Lecture: temps réel, image fixe, rembobinage,
défilement rapide en marche avant, zoom à réglage
continu
Sélection des formats d'images (2CIF, CIF, QCIF)
·Réglage continu de la qualité des images, niveaux de
compression en VBR (Taux de bits variable) ou CBR
(Taux de bits constant)
Enregistrement en temps réel
Export en MPEG, compatible avec la norme DVD
Sera disponible fin février en combinaison avec une
carte interface à 4 canaux pour le GeViScope.
24.04.2008, 10.04.2006 MKA / MKS fr
GeViScope - Compression vidéo: MPEG4CCTV et MPEG4MultiMedia
GeViScope - Compression vidéo: MPEG4CCTV et MPEG4MultiMedia