ARTPEC-9 제품의 스트리밍 성능

ARTPEC-9 칩은 차세대 Axis 비디오 제품을 더욱 강력하게 만듭니다. ARTPEC-9에는 다양한 구성이 있으며 제품군 전반에 걸쳐 맞춤형 성능 수준을 제공할 수 있습니다.

비디오 제품의 성능은 (지정된 해상도 및 프레임 레이트로) 동시에 전달할 수 있는 스트림 수로 정량화할 수 있습니다. 전반적인 스트리밍 성능은 CPU 부하, 대역폭, 클라이언트 성능 등 여러 요인에 따라 다릅니다.

측정 결과에 따르면 ARTPEC-9 (확장 구성)을 탑재한 일반적인 Axis 카메라는 다음 중 하나를 제공할 수 있습니다.

• AV1/H.264/H.265 스트림 1개 (4K 해상도, 60 fps) 또는

• AV1/H.264/H.265 스트림 2개 또는 3개 (4K 해상도, 30 fps), 또는

• AV1/H.264/H.265 스트림 4개 (HDTV 1080P 해상도, 60 fps) 동시 지원 또는

• AV1/H.264/H.265 스트림 8개 (HDTV 1080P 해상도, 30 fps) 동시 지원.

Axis는 자체적으로 집적 회로를 개발합니다. 이를 통해 최적의 비디오 압축 기능, 뛰어난 이미지 처리, 고급 분석 기능 등을 갖춘 광범위한 비디오 카메라 및 엔코더 포트폴리오를 제공합니다. 저희 최신 SoC(시스템 온 칩)는 ARTPEC-9입니다.

본 White Paper에서는 ARTPEC-9 기반 Axis 제품의 스트림 및 프레임 레이트 성능을 체계적으로 이해하기 위한 측정 결과를 제시합니다. 본 문서는 기술 담당자 및 시스템 통합업체를 대상으로 합니다. 제품 사양은 제품 데이터 시트를 참조하십시오. 이들은 Axis 제품의 공식 사양입니다.

비디오 제품의 성능은 (지정된 해상도 및 프레임 레이트로) 동시에 전달할 수 있는 스트림 수로 측정할 수 있습니다. 각 스트림은 개별적으로 구성되어야 합니다. 즉 클라이언트는 캐시된 데이터에 액세스해서는 안됩니다. 일반적으로 비디오 제품은 개별적으로 구성된 스트림보다 동일한 구성의 스트림을 더 많이 전달할 수 있습니다.

비디오 제품이 (최대 해상도와 풀 프레임 레이트로) 개별 구성된 동시 스트림을 얼마나 제공할지 정확히 예측하기는 어렵습니다. 전체 스트리밍 성능은 다음과 같은 여러 요인에 따라 달라집니다.

• 비디오 제품의 CPU 로드 또는 비디오 압축 로드

• SoC 구성. ARTPEC-9 하드웨어는 확장 구성 및 표준 구성과 같은 다양한 디자인으로 제공됩니다. Axis는 제품 성능을 최적화하기 위해 각 제품에 사용할 설계를 선택합니다. 완성 제품에서는 이 구성을 변경할 수 없습니다.

• 제품 및 네트워크 인프라의 총 데이터 처리량(대역폭)

• 클라이언트 성능

사용자 관점에서 다음 매개변수들은 전체 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 가장 일반적인 매개변수입니다.

• 높은 이미지 해상도

• 낮은 이미지 압축 수준

• Motion JPEG 및 AV1/H.264/H.265 스트림 혼합

• 다수의 클라이언트가 서버 액세스 동시 처리

• 클라이언트가 해상도 및 압축률과 같은 이미지 설정이 서로 다른 비디오 스트림을 동시에 요청하는 경우

• 이벤트 설정을 많이 사용함

• 카메라에서 지원된 분석 기능 또는 기타 애플리케이션

• 암호화된 전송

• 모든 이미지를 디코딩하지 못하는 성능 저하 클라이언트 PC

• 제한적이거나 열악한 네트워크 인프라. 네트워크가 정체되면 프레임이 삭제됩니다.

모니터링되는 장면에는 다음과 같은 성능에 영향을 미칠 수 있는 요소도 있습니다.

• 이미지의 복잡성

• 조명 조건

우리는 다양한 제품 요구 사항, 해상도 및 성능 요구 사항을 충족시키기 위해 ARTPEC-9 칩의 다양한 구성을 제공합니다. 이 접근 방식은 각 제품이 특정 사용 사례에 대해 최적의 성능을 제공하도록 보장합니다.

예를들어, 당사의 최상위 제품인 Q-line 제품은 보다 고성능의 ARTPEC-9 구성으로 설계되어 내장된 분석, 추가 스트림, 보다 크고 고급 오버레이 등과 같은 까다로운 애플리케이션을 지원합니다. 이러한 구성에서는 케이스의 금속이 증가하여 물리적으로 큰 제품에 의해 강화된 냉각 효과를 얻을 수 있습니다.

요약하면 다양한 ARTPEC-9 구성을 통해 제품 범위 전반에 걸쳐 사용자 정의된 성능 수준을 제공할 수 있으며, 각 제품의 의도된 사용 사례를 효과적으로 충족하도록 보장합니다.

AV1은 인터넷을 통한 비디오 전송에 최적화된 현대적인 비디오 인코딩 표준입니다. AV1은 차세대 비디오 통신 기술 생성을 위해 세계적인 주요 IT 기업들이 설립한 오픈 미디어 연합(AOM)에서 표준화되었습니다.

이 표준은 H.264 및 H.265와 같은 기존 코덱에 비해 낮은 비트 레이트로 고품질 비디오를 제공하도록 설계되어 스트리밍 및 스토리지 애플리케이션 모두에 이상적입니다.

AV1 코덱은 주로 H.265에서 지원되는 8K 이상의 비디오 해상도를 지원합니다. 또한 AV1은 웹 브라우저, 운영 체제 및 모바일 장치에서 디코딩을 지원하므로 사용 편의성도 뛰어납니다.

다음 설정을 사용하여 측정을 통해 성능을 조사했습니다.

• 공장 출하 시 기본값

• 이미지 복잡도: 사실적인 장면

• 각 스트림은 고유하므로 클라이언트는 캐시된 데이터에 액세스할 수 없습니다. 압축 레벨은 AV1, H.264 및 H.265의 경우 30-39(최대 10개의 서로 다른 스트림) 사이.

이미지 장면, 압축 수준 및 압축 방법이 일정하게 유지되는 경우 해상도가 증가하면 전체 프레임 레이트 스트림 수가 감소하거나 스트림당 프레임 레이트가 감소합니다. 해상도를 높이면(예: HDTV 1080P에서 4K로) 스트림 수가 증가함에 따라 프레임 레이트가 떨어집니다.

처음 네 개의 결과 다이어그램(확장 구성)에서 볼 수 있듯이, ARTPEC-9는 다음 중 하나를 제공할 수 있습니다.

• AV1/H.264/H.265 스트림 1개 (4K 해상도, 60 fps) 또는

• AV1/H.264/H.265 스트림 2개 또는 3개 (4K 해상도, 30 fps), 또는

• AV1/H.264/H.265 스트림 4개 (HDTV 1080P 해상도, 60 fps) 동시 지원 또는

• AV1/H.264/H.265 스트림 8개 (HDTV 1080P 해상도, 30 fps) 동시 지원.

스트림 수와 프레임 레이트 측면에서 AV1과 H.264/H.265의 성능을 비교해 보면 약간의 차이가 있습니다. AV1은 인코딩 복잡성이 높음에도 불구하고 계산 부하가 증가하면 성능이 약간 저하됩니다.

ARTPEC-9의 처리 성능(_PCPU) 또는 총 처리량은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다. P_CPU = 프레임 속도 x 이미지 해상도 x 고유 스트림 수.

테스트 결과에 제시된 공식을 사용하면 ARTPEC-9의 처리 능력, 즉 총 처리량은 다음과 같습니다.

• 확장 구성 시 _PCPU=540 메가픽셀/초

• 표준 구성 시 _PCPU=425 메가픽셀/초