Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Народный НаноВидеоСервер

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Народный НаноВидеоСервер

М.В. Руцков
Эксперт, к.т.н.

Эх, в какие времена живем! Давненько что-то не наваливались на научно-технические проблемы - "всем миром"! В последний раз вроде технопарков решили понастроить. Что из этого получилось - ответить затрудняюсь! Вот лишь мои пространные рассуждения в тему - "Поведай мне свои мечты"1. Это было недавно - это было давно! Сейчас ситуация резко изменилась - видимо "стабилизационный фонд" настолько раздуло, что уж надо куда-то вкладывать! Вот и пошла новая волна - НаноТехнологии!!! Вообще-то, мало кто толком представляет - что сие означает! Для некоторых это та же микроэлектроника, только с другими проектными нормами. Однако уверен - популярность приставки "нано" будет стремительно возрастать (в плане освоения финансов). Ну, тогда позвольте и мне шагнуть - в ногу со временем, концептуально, так сказать. Получите мечту - Народный НаноВидеоСервер! Правда, звучит - гордо? Ладно, все это лирическо-юмористическое вступление. На самом деле идея возникла намного раньше телевизионного ажиотажа, в стиле -"Крутите дырки...!". Давайте по порядку. Итак, реализация "умных" систем охранного IP-видеонаблюдения (с мощными функциями видеоанализа, а, следовательно, и обнаружения) упирается в узость существующих каналов связи. Их не хватает даже для передачи более-менее "гуманно" сжатых видеопотоков (например, в формате MJPEG), не говоря уж о пересылке данных без компрессии. Что собственно и требуется для качественного видеоанализа. Выход один - переход к распределенной (децентрализованной) обработке, до выдачи видеоданных в сеть. Трафик снижается на порядки. Например, при детектировании движения можно передавать лишь активные кадры, причем в компрессированном виде (уж все проанализировано). И совсем не обязательно гнать сие добро в "центр" - можно локально накапливать. А если говорить о более сложном видеоанализе (например, о распознавании автомобильных номеров или детекторе лиц), то там снижение трафика будет еще более ощутимым! Так что же мешает переходу к истинно распределенной обработке? Проблем много - в итоге упираемся в чистую экономику! Ведь теоретически можно реализовать все, что душеньке угодно, только вот какой ценой? Например, стоит в чистом поле камера - на столбе, до "центра" пара-другая километров. Как туда вычислительную мощь вынести? Можно конечно и на столб "скворечник" установить иль отдельную будочку построить. Пихнуть туда системник, да не простой, а с защитой от агрессивной среды и вибраций, питание неслабое подвести и т.д. Дороговато будет, отнюдь! Вот вам и первые проблемы - габариты с энергопотреблением. Тогда, в плане мечты, проанализируем, что из себя может представлять Народный НаноВидеоСервер.

Это должно быть устройство, превращающее любую камеру со стандартным аналоговым ТВ-выходом в IP-камеру. Вы, конечно, мне сразу возразите - есть такие! Например, коробочка, конвертирующая ТВ-сигнал в видеопоток формата MPEG-4 с выходом в Fast Ethernet. А вот этого нам как раз и не надо. Внутри нашей коробочки должен сидеть достаточно мощный универсальный процессор, который кроме функции компрессии мог бы еще заниматься и видеоанализом! Отлично, тогда раскроем значение приставки "нано". А дело в том, что приставка "микро" уже занята - например, микрокомпьютер или микросервер. Однако наше устройство должно быть еще меньше - формулирую:

1. Малые габариты - примерно со спичечный коробок, чтобы можно было в защитном кожухе разместить или просто на BNC-разъем камеры надеть.

2. Ультрамалое энергопотребление - порядка одного Ватта, для решения проблемы теплоотвода в варианте защищенной от внешней среды конструкции.

Теперь рассмотрим, какой смысл вкладывается в понятие "народный":

1. Устройство должно быть массовым.

2. Доступным широкому кругу пользователей - как системным интеграторам, так и разработчикам, которые могли бы реализовать в данном устройстве свои алгоритмические наработки.

3. Совместимым - с точки зрения ПО (по системе команд и микроархитектуре) с "народными" компьютерами, основной которых являются процессоры с архитектурой x86 типа Pentium. 4 Дешевым - цена устройства должна быть порядка разницы между стоимостью аналоговой и IP-камеры с примерно одинаковыми характеристиками и не превышать, например, цены коробочки Video-MPEG-4.

"Ничего себе - размечтался!" - воскликнут скептики. Так это и есть мечта. Давайте методом исключения хотя бы попробуем сузить зону поиска. Специализированные чипы типа кодеков отдыхают - универсальность отсутствует. Традиционные процессоры, которые в серверах и настольных ПК используются -явно не подходят! На них хоть блины пеки - энергопотребление жуткое, кулеры еле температуру сдувать успевают! Ладно, дальше поехали. Что у нас в ноутбуках сидит? Правильно - процессоры с пониженным потреблением энергии. Но это по отношению к первым. На самом деле они расходуют от 5-ти до 20-ти Ватт, в зависимости от типа и режима работы. Мало того, одним процессором не обойтись - чипсет нужен, память разнообразная и интерфейсы. Значит, габариты и энергопотребление возрастут - какой уж тут спичечный коробок! И вот тогда в голову и приходит абсолютно светлая мысль - КПК (карманный персональный компьютер, не путать с - конденсатор плоский керамический). Правда, их уже начали теснить коммуникаторы (смартфоны), в которые, кроме компьютерных дел, еще добавлена функция сотовой связи. Но сути дела это не меняет. Рынок гигантский - более миллиарда штуковин. Причем половиной этого добра пользуются дети в возрасте до 30 лет, которым кроме сакраментальной фразы: "Мама - я тута!", хочется еще в 3D-игры играть и кино смотреть. Сами понимаете - вычислительных ресурсов это требует немереных. Но что не сделаешь для "любимых чад" ради собственной прибыли! Давайте глянем, какие чипы в этих смартфонах сидят. Оказывается - никакие это уже и не процессоры, а, по сути, полностью интегрированные системы, типа материнской платы с памятью. Чтобы не ходить вокруг да около сразу возьмем, к примеру, топовую модель компании Marvell (бывшее подразделение Intel) PXA320. Вот основные характеристики:

  • тактовая частота - до 800 МГц;
  • 32-разрядный интерфейс памяти DDR;
  • 256 Кбайт кэш-памяти L2;
  • поддержка технологии Wireless Intel SpeedStep, обеспечивающей длительное время автономной работы портативных устройств;
  • поддержка технологии Intel Wireless MMX 2, предназначенной для аппаратного ускорения 2D-графики;
  • поддержка аппаратного декодирования видеоконтента H.264, MPEG-4, H.263, MPEG-2 и Microsoft WMV9;
  • поддержка технологии Intel Wireless MMX 2; наличие буфера объемом 768 Кбайт для более производительной работы с видео; возможность работы с модулями беспроводной связи и передачи данных Wi-Fi, WiBro, WiMAX и Bluetooth v2.0 EDR, а также поддержка технологии Intel;
  • Enhanced Quick Capture, что позволяет процессорам работать с сенсором изображения разрешением до 5 мегапикселей.

Вот так, просто и со вкусом. Причем, потребляет сей чип всего пол Ватта! Кроме того, на кристалл интегрирована память и куча интерфейсов. Не имею права разглашать секреты фирмы (подписал бумагу), но могу привести данные на предыдущую модель PXA270 (сделано еще в Intel) - 32 Мбайт ОЗУ и 32 Мбайт ПЗУ, в одном из вариантов. Есть соответствующие входы-выходы для управления LCD-монитором и ввод с сенсорного экрана. Правда, они нам и даром не нужны. Короче, сами полюбуйтесь на блок-схему PXA270 (рис. 1.) Фактически имеем НаноСистему уровня машины на Pentium-III, да еще и с мощной аппаратной поддержкой для обработки видео! В частности, приводятся тестовые данные, из которых следует, что производительности достаточно для воспроизведения видео в формате H.264 при разрешении 640x480 пиксел и битрейте 3 Мбит/с с частотой 30 кадров в секунду. Сами понимаете, насколько ассиметричны сейчас современные коде-ки-декодеки, явно выпирающие в сторону распаковки.

"Ну, наверное, это жутко дорогая вещь!" - снова воскликнут скептики. Да не имеет права эта штуковина быть дорогой, поскольку используется в ультрамассовом продукте - смартфонах. И красная цена ей - 25-30 долларов, правда, в неслабых партиях. А что далеко ходить - есть такая компания Toradex, которая наладила выпуск малюсеньких встраиваемых компьютеров. В нашем случае эта модель называется Colibri PXA3202 (рис.2). Смотрим цены - 139 евро в розницу! С учетом наличия самой платы, дополнительных чипов и "швейцарской прибыли" (любят они в Европе цены закатывать) можно сделать вывод - все вполне гуманно! Они бы и рады побольше содрать, однако за такую простоту... видимо хоть какие-то нормы приличия остались! Ну, тогда - "не мытьем, так катанием"! Свое отбивают за сет техподдержки. А там - все есть, начиная бронзовыми и заканчивая платиновыми - медалями! Только деньги платите! Например, за 200 евро имеете право в течение 3 месяцев консультироваться 2 часа, только непонятно как - по телефону звонить нельзя. Если выложить 720 евро, то можно звякнуть, да и консультаций уже на 8 часов. Зато за 2400 евро в течение года - 30 часов, а за 3750 - аж 50!!! Прям адвокатура какая-то получается. В ТО - ноль! Зато - всем радостно помогут, но за деньги! На нормальном языке это называется по-простому - вымогательство! Вообще-то существует и более "продвинутый" способ -под видом апгрейда вам предложат докупить "новую" версию, в которой устранены собственные баги! Так - стоп, что-то меня понесло. Пардон - это так, для профилактики!

Итак, попробуем сделать предварительный вывод: Народный НаноВидеоСервер не такая уж и несбыточная мечта! Из приведенного выше примера можно констатировать, что по сложности реализации и себестоимости Colibri PXA320 и задуманное устройство сопоставимы. А если дать поправку на "европейские навороты", то можно ожидать розничную цену на нашу нано-коробочку в районе психологических 100 долларов или того ниже! Однако, кроме Marvell/Intel есть и другие производители чипов для коммуникаторов. Вот в следующий раз и проанализируем других претендентов, а заодно рассмотрим крайне важные вопросы совместимости в плане переноса наработанных решений на другие платформы.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #3, 2007
Посещений: 7787


  Автор
Руцков М. В.

Руцков М. В.

Генеральный директор компании MegaPixel Ltd., к.т.н.

Всего статей:  47

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций