VİDEO SİSTEMİ GİDERLERİNİ AZALTMA

Her bir kullanıcı, video izleme sistemi seçen her bir kişi, kurulum yapan her bir firma sistemi dizayn ederken gerekli bileşenleri seçer ve fiyat-kalite dengesini gözetir. Sistemlerin maliyetlerini azaltmak için kurulum firmalarının aldığı bazı tedbirler şunlardır: ucuz bileşenler seçmek, ücretsiz yazılım kullanmak, sunucu donanımlarından tasarruf amacıyla video analitiği kullanılmasından uzak durmak, disk sürücülerinden kazanmak için arşive kayıt sürelerini kısıtlamak vb…

Sistemlerdeki en önemli ve pahalı bileşenlerden biri sunuculardır bu yüzden maliyetlerini düşürmek toplam sistem maliyetini bariz bir şekilde aşağıya çekmektedir. Aslında, sunucu ve istemci video ekipmanlarının gerektirdiği bilişim kaynaklarının azaltılmasında, kaliteden ve güvenilirlikten fazla ödün vermeden tasarruf edebilmenin yolu profesyonel bir yazılım kullanmaktan geçmektedir.

Ekonomik anlamda verimliliği sağlamak için bir kaç çözüm yolu bulunmaktadır.

1.) Sunuculara yönelik tasarruf

IP kameralardan gelen sıkıştırılmış video akışının tam çözümlemeye gerek kalmaksızın analiz edilebilmesi teknolojisini kullanmak suretiyle kullanıcı, tek bir sunucuya tüm IP kameralarını bağlayabilir hale gelecek veya sunucuların maliyeti daha az olacaktır.

Video akışlarının ayıklanması bir kaç aşamada gerçekleşir fakat sistemdeki bilişim kaynaklarını en çok harcayan işlem olan videonun analiz edilmesi adımı için video akışının tam olarak çözümlenmesi gerekliliği teknolojik bir kısıtlama durumunda idi.

Macroscop technology for analysis with partial decoding
Macroscop kısmi çözümleme ile analiz teknolojisi

Macroscop’un geliştirdiği tam çözümleme olmaksızın video analizi yapabilme teknolojisi ile artık kısmi çözümleme halinde video analizi yapılabilir hale gelmiştir örneğin bu aşamada bir obje renk niteliklerine göre aranıp bulunabilir veya tespit edilebilir.

Bu teknolojinin sonucu olarak işlem hızı artar, CPU üzerine düşen yük 4 katına kadar azalır. Yani bir sunucu daha fazla sayıda kamerayı taşıyabilecek hale gelir, kullanıcı bilişim kaynaklarına daha az masraf yaparak tasarruf eder.

2.) MJPEG sıkıştırma formatını kullanmak

Bir çok video sıkıştırma formatı vardır en bilinenleri MJPEG, MPEG-4, H.264 ve son dönemde geliştirilen H.265’tir. MJPEG sıkıştırma formatında video akışı, JPEG formatındaki bir dizi statik resmin sıralanması ile oluşur. Sıkıştırma karelerin her biri için ayrı gerçekleşir böylece her bir karenin de bağımsız olabilmesi sağlanır. Dolayısıyla video arşivini oynatırken resim kalitesi yüksek olur, her zaman olaylara dair net temiz kareler elde edersiniz fakat bu özellik ağa belirgin şekilde yüklenilmesine ve yüksek hacimli disk alanlarına gerek duyulmasına neden olur.

MPEG-4, H.264 veya H.265 formatlarında ise sıkıştırma tek bir karede veya kareler serisinde gerçekleşebilir. Bu formatlar bağımsız resimler dizisinden değil birbiriyle ilişkili, video akışını oluşturan veri zincirlerinden oluşur. Bu formatların avantajı her bir karenin muhafaza edilmesi değil; bir kez referans bir görüntünün alınması, ardından tüm kareler yerine bu kareden sonraki değişimlerinin bilgi şeklinde alınmasıdır.

Görüntü önemli ölçüde aynıdır fakat MJPEG formatına göre çok daha küçük boyutta film dosyaları oluşur. MJPEG formatı her bir resim için 200 kilobaytlık bir paket gönderirken H.264 formatı sadece referans resim için 200 kilobayt gönderir sonrasında ise sadece değişim bilgilerini çok daha küçük ebatlarda gönderir. Sonuç video dosyası MJPEG formatına göre % 70-90 arasında daha küçük olur bu ise aktarım için daha az bantgenişliği kullanılmasını sağlar. Bu avantajına rağmen H.264 veya H.265 formatlarında daha fazla bilişim kaynağı kullanılması gerektiği de bir gerçektir.

Özetle, karşılaştırıldıklarında MJPEG diğer formatlara göre daha az bilişim kaynağı gerektirirken ağa daha fazla yük bindirir ve daha çok disk alanına ihtiyaç doğurur.

3.) Sahnelerin doğasına göre kayıt kalitesini değiştirme

Bazı yazılımlar kayıt kalitesi teknolojisinde değişiklik yapmaktan faydalanır: hareketin olmadığı karelerde arşiv daha düşük bir çözünürlükle kaydedilir. Sahne değişir değişmez, kayıt kalitesi de düzeltilir. Bu teknoloji, görüntüleme için ayrılan sunuculara ve bilgisayarlara binen yükün ve arşivleme/yedekleme için ihtiyaç duyulan disk alanının azalmasını sağlar.

4.) Sunucuda kameradan gelen alternatif akışın işlenmesi

Bir çok yazılım iki akış işlevini destekler – ana ve alternatif akışlarla çalışma. Kullanıcı her bir akış için yetkileri ve birlikte çalışacakları skriptleri belirleyebilir. Örneğin daha yüksek çözünürlükteki ana akış arşive yazma için kullanılırken daha düşük çözünürlüklü alternatif akış analiz için kullanılabilir. Daha düşük çözünürlüğe sahip videoların analizi daha az bilişim kaynağına ihtiyaç duyar ki bu sistem sunucusuna düşen yükü azaltır.

5.) Analitik işlev gömülü kameralar kullanma

İletişim kanallarının boşaltılmasının yanı sıra sunucuya olan yükün azaltılması için kullanıcı, videoların tamamını değil; gelen bilgilere göre filtrelenmiş bir kısmını işleyip görüntüleyip kaydedebilir. Modern IP kameraların gömülü güçlü işlemcileri vardır; hareketi tespit edebilirler, seçilen bir alanda sanal bir çizgi belirleyerek bu çizginin ihlalini takip edebilir, belli bir alandaki objenin varlığını veya yokluğunu, kişiyi, sesi, gözetlenen sahnenin değişimini ve çok daha fazlasını tespit edebilirler.

Daha önceden kullanıcı tarafından belirlenen gömülü video kamera detektörlerinden biri devreye alındıktan hemen sonra sunucuya olan video aktarımını, kayıt öncesi ve sonrası süreleri ayarlayabilirsiniz. Böylece sabit modda iken video akışının IP kameranın hafıza kartına kaydedilmesi, detektör kısmının harekete geçerek etkinleşmesi halinde ise sunucuya video aktarımının başlatılması mümkün olur. Aynı zamanda kameradaki bir analizin sunucu üzerinde yapılacak bir analiz ile birleştirilmesi; örneğin yüz tespiti yapan kameraların görüntülerinin analiz için yüz tanıma modülü tarafından işlenebilecek şekilde sunucuya transfer edilebilmesi imkan dahilindedir.

6.) Mobil ve web istemcilerle yapılan tasarruf

Günümüzde video sistemlerinin mobil ve web istemcileri desteklemesine oldukça yüksek bir talep söz konusudur. Yazılım geliştiricileri mobil ve web istemcilerinin yalnızca uyumluluklarını ve platformlar-arası uygulamalarını değil aynı zamanda bu uygulamaların ağdaki tıkanıklığa ve sunucuya olan etkilerini de ciddi şekilde düşünmek zorundadır.
Bir çok mobil ve web istemci H.264/H.265 video sıkıştırma formatını desteklemez. Kullanıcının görüntüyü alabilmesi için istemcideki formatın sunucuda dönüştürülmesi gerekir. Bu işlem ise oldukça kaynak tüketicidir ve sunucu kaynaklarına ilave yük binmesine neden olur. Macroscop geliştiricileri bu formatın mobil ve web istemcilerde işlenebilmesine yönelik algoritmalar geliştirmiştir böylece sunucularda bunun için bilişim kaynağı ayrılması gerekmez ve tasarruf sağlanır.

7.) Grafik İşlemci Birimler (GPU) ile istemci ekipmanlarda tasarruf etme

Merkez işlemci birimi (CPU) üzerindeki yükü azaltmak için geliştiriciler istemci ekipmanlarda yükün bir kısmını GPU ile veriyi işleyen video kartları üzerine aktarmayı önermektedirler.

Yakın dönemde, grafik işlemcilerin gelişiminde bariz bir teknolojik ilerleme görülmüştür. GPU paralel işleme teknolojisinin kullanımı tam bir bilişim kaynağı şeklinde yeteneklerini ortaya koymuştur. GPU çok büyük oranda veri işleme için tasarlanmıştır ve çok daha az oranda CPU’yu meşgul ederler. Süregelen teknolojik modernizasyonlar GPU’nun CPU işleme gücünü ilk kez yakaladığı hatta onu geçtiği gerçeğini ortaya koymaktadır. Bu yüzden video izleme yazılımları üzerinde çalışan programcılar bilişim işlemlerinin bir kısmını CPU’dan GPU’ya aktarmak fikrini edindiler. Modern grafik kartları yeterince güçlü çözümleme mekanizmalarına sahiptir böylece istemci bilgisayarlara bu konuda fazla iş düşmeyecektir. GPU kaynaklarının kullanımı geliştiricilere doğrudan video kartı üzerinden çözümlenen video akışlarının kullanılabildiği bir görüntüleme teknojisini uygulama fırsatı tanımıştır.

8.) Çokparçalı (multithread) işlevsellik

Çokparçalı yazılım işlemlerinin kullanımı bilişim kaynaklarından, sunucu ve istemci ekipmanlarından tasarruf edilmesini temin eder. Her bir akışın ayrı şekilde yapılandırılabilmesi daha az kaynak tüketimi sağlar ve bilgisayar için gerekli olan kapasitenin düşürülmesi sonucunu doğurur.
Günümüzde sunucunun ve sistemdeki istemci tarafın maliyetlerinin azaltılması için bir kaç yol bulunmaktadır. Bunlar bilişimsel donanım kaynaklarından tasarruf edilmesine odaklanmış durumdadır.

Sonuç olarak, sunucu tarafındaki tasarruflar aşağıdaki yöntemler aracılığıyla sağlanmaktadır:
• Tam çözümlemeye gerek kalmayan bir analiz teknolojisi;
• Sahnelerin doğasına bağlı olarak kayıt kalitesinin değiştirilmesine dayanan teknoloji;
• Sıkıştırma formatlarının kullanımı;
• Analitik özelliği gömülü kameralar;
• Ana ve alternatif akış kullanımları;
• Mobil ve web istemcilerde H.264/H.265 işleme teknolojisinin kullanılabilmesi.

İstemci ekipmanlardaki tasarruf ise daha düşük çözünürlükte alternatif akışın kullanılması ve bilişim işlemlerinin grafik kartlarına kaydırılması yöntemleri ile yapılabilmektedir.

***Bu makale macroscop.com sitesi publications bölümünden alınıp tercüme edilerek buraya eklenmiştir.