Prestazioni di trasmissione per i prodotti ARTPEC-9

Il chip ARTPEC-9 rende la nuova generazione di prodotti video Axis ancora più potente. ARTPEC-9 è disponibile in svariate configurazioni così da poter offrire livelli di prestazioni personalizzate per tutta la nostra gamma di prodotti.

La prestazione di un prodotto video può essere quantificata in base al numero di flussi simultanei (con determinate risoluzioni e velocità in fotogrammi) che è in grado di fornire. La prestazione complessiva del flusso dipende da svariati fattori, tra cui il carico sulla CPU, la larghezza di banda e le prestazioni del client.

Le nostre misurazioni mostrano che una tipica telecamera Axis con ARTPEC-9 (configurazione estesa) può fornire una delle seguenti opzioni:

• un flusso AV1/H.264/H.265 in 4K a 60 fps, oppure

• due o tre flussi simultanei AV1/H.264/H.265 in 4K a 30 fps, oppure

• quattro flussi simultanei AV1/H.264/H.265 in HDTV 1080P a 60 fps, oppure

• otto flussi simultanei AV1/H.264/H.265 in HDTV 1080P a 30 fps.

In Axis sviluppiamo i nostri circuiti integrati. Questi forniscono alla nostra ampia gamma di videocamere e codificatori capacità di compressione video ottimali, immagini di qualità superiore, opportunità di analisi avanzate e molto altro ancora. Il nostro ultimo SoC (sistema su chip) è ARTPEC-9.

Questo documento tecnico presenta i risultati delle misurazioni eseguite per comprendere in modo sistematico le prestazioni, in termini di flussi e velocità in fotogrammi, dei prodotti Axis basati su ARTPEC-9. Il documento è destinato al personale tecnico e agli integratori di sistemi. Per le specifiche dei prodotti, occorre invece fare riferimento alle schede tecniche dei prodotti, queste rappresentano i documenti ufficiali relativi alle specifiche dei prodotti Axis.

La prestazione di un prodotto video può essere misurata in base al numero di flussi simultanei (con determinate risoluzioni e velocità in fotogrammi) che è in grado di fornire. Ogni flusso dovrebbe essere configurato singolarmente, il che implica che i clienti non dovrebbero avere accesso ai dati della cache. Un prodotto video può, in generale, fornire molti più flussi video con configurazioni identiche rispetto a flussi video configurati singolarmente.

È difficile prevedere esattamente quanti flussi simultanei e configurati individualmente (con la massima risoluzione e velocità in fotogrammi) fornirà un dispositivo video in tutte le situazioni. Le prestazioni complessive di trasmissione dipendono da diversi fattori, tra cui quelli elencati di seguito.

• Carico della CPU o carico della compressione video nel dispositivo video

• Configurazione del SoC. L'hardware ARTPEC-9 è disponibile in diverse versioni, come la configurazione estesa e la configurazione standard. Axis sceglie la versione da utilizzare per ciascun prodotto al fine di ottimizzarne le prestazioni. Non è possibile effettuare una modifica su questa configurazione in un prodotto finito.

• Throughput totale dei dati (larghezza di banda) dal dispositivo e dall'infrastruttura di rete

• Prestazioni del client

Dal punto di vista dell'utente, i parametri sotto riportati sono quelli che potrebbero influire negativamente sulle prestazioni complessive.

• Risoluzione dell'immagine elevata

• Basso livello di compressione dell'immagine

• Miscelazione di flussi Motion JPEG e AV1/H.264/H.265

• Un gran numero di client che effettuano simultaneamente l'accesso al server

• Client che simultaneamente richiedono flussi video con impostazioni differenti dell'immagine (come risoluzione e compressione)

• Utilizzo eccessivo di impostazioni evento

• Analisi o altre applicazioni abilitate sulla telecamera

• Trasmissione crittografata

• PC client dalle prestazioni scadenti che non decodifica tutte le immagini

• Infrastruttura di rete limitata o scarsa. I fotogrammi verranno eliminati quando la rete è congestionata.

Inoltre, esistono fattori nella scena monitorata che potrebbero influire sulle prestazioni, come quelli sotto riportati.

• La complessità dell'immagine

• Le condizioni di illuminazione

Offriamo varie configurazioni del nostro chip ARTPEC-9 per soddisfare le diverse esigenze relative a prodotti, risoluzioni e requisiti prestazionali. Questo approccio assicura che ogni prodotto offra prestazioni ottimali per il suo specifico caso d'uso.

Ad esempio, i nostri prodotti di fascia alta Q-line sono progettati con configurazioni ARTPEC-9 più performanti per supportare applicazioni impegnative come analisi integrate, flussi aggiuntivi e sovrapposizioni più grandi e avanzate. Grazie alla maggiore quantità di metallo nell'alloggiamento, queste configurazioni beneficiano di un migliore raffreddamento, consentito dalle dimensioni fisicamente più grandi del prodotto.

In sintesi, le configurazioni ARTPEC-9 differenti ci consentono di offrire livelli di prestazioni personalizzati in tutta la nostra gamma di prodotti, garantendo che ogni prodotto soddisfi efficacemente il caso d'uso previsto.

AV1 è un moderno standard di codifica video, ottimizzato per la trasmissione di video su Internet. AV1 è stato standardizzato dall'Alliance for Open Media (AOM), fondata dalle principali aziende IT mondiali, per creare la tecnologia di comunicazione video di prossima generazione.

Questo standard è progettato per fornire video di alta qualità a velocità di trasmissione inferiori rispetto ai codec esistenti come H.264 e H.265, risultando ideale per applicazioni di streaming e archiviazione.

Il codec AV1 supporta risoluzioni video più ampie rispetto all'8K, una funzionalità altrimenti associata principalmente all'H.265. Inoltre, AV1 dispone del supporto di decodifica dei browser web, dei sistemi operativi e dei dispositivi mobili, garantendo così una facile utilizzabilità.

Abbiamo analizzato le prestazioni effettuando misurazioni con l'applicazione della seguente impostazione:

• Valori predefiniti di fabbrica

• Complessità dell'immagine: scena realistica

• Ogni flusso era unico, ciò significa che i clienti non dovevano avere accesso ai dati nella cache. Il livello di compressione variava da 30 a 39 (fino a dieci flussi diversi) per AV1, H.264 e H.265.

Se la scena dell'immagine, il livello di compressione e il metodo di compressione vengono mantenuti costanti, un aumento della risoluzione diminuirà il numero di flussi alla massima velocità in fotogrammi o farà diminuire la velocità in fotogrammi per ogni flusso. Quando la risoluzione viene aumentata, ad esempio da HDTV 1080P a 4K, la velocità in fotogrammi diminuisce poiché aumenta il numero di flussi.

Come mostrano i primi quattro grafici dei risultati (configurazione estesa), ARTPEC-9 può fornire uno dei seguenti risultati.

• un flusso AV1/H.264/H.265 in 4K a 60 fps, oppure

• due o tre flussi simultanei AV1/H.264/H.265 in 4K a 30 fps, oppure

• quattro flussi simultanei AV1/H.264/H.265 in HDTV 1080P a 60 fps, oppure

• otto flussi simultanei AV1/H.264/H.265 in HDTV 1080P a 30 fps.

Confrontando le prestazioni di AV1 con quelle di H.264/H.265 in termini di numero di flusso e velocità in fotogrammi, si riscontra una leggera differenza. Nonostante la maggiore complessità del codificatore, le prestazioni di AV1 risultano leggermente inferiori a causa dell'aumento dei requisiti computazionali.

La potenza di elaborazione (P_CPU), o la capacità totale, di ARTPEC-9 può essere calcolata utilizzando la formula: P_CPU = Velocità in fotogrammi x Risoluzione dell'immagine x Numero di flussi unici.

Utilizzando la formula sui risultati dei nostri test, osserviamo che la potenza di elaborazione, o la capacità totale, di ARTPEC-9 può raggiungere:

• P_CPU=540 megapixel/s per la configurazione estesa

• P_CPU=425 megapixel/s per la configurazione standard