Le format de compression Smart Stream

Formats de compression

En vidéosurveillance, il existe de nombreux mécanismes entre la prise d’image de la caméra et le stockage.

L’un de ces mécanismes est la compression des images. Il permet comme son nom l’indique de réduire la taille des images pour permettre une réduction des débits de transfert et augmenter la durée de stockage.

Cette compression est réalisée grâce à des algorithmes mathématiques dans la caméra qui doit être un juste équilibre entre taille de l’image minimum et qualité de l’image maximum.

La vidéosurveillance a donc vu évoluer ces formats de compressions au fur et à mesure que la capacité de calcul embarqué dans la caméra a augmenté.

Evolution des formats de compression

Le premier format de compression installé dans des caméras grand public était le MJPEG, simple, il consiste en une prise successive de photos au format JPEG constituant une video (compression spatiale).

Très vite est arrivé un format plus intelligent, le MPEG4, fonctionnant sur le mécanisme suivant :

La caméra prend une image de référence, appelée image I, puis pour les 3 à 4 images suivantes (paramétrables), la caméra ne prend que les fragments d’images ayant visualisé du mouvement, appelées image P, puis repart sur un cycle.

Lors de la visualisation, le NVR (enregistreur numérique) ou le VMS, reconstruira un film fluide à partir des ces images I et P.

L’augmentation de la puissance de calcul a permis de développer le H264 qui est une évolution permettant un traitement plus fin et prédictif du format MPEG4. Il est devenu aujourd’hui le standard mais demande encore beaucoup de ressources processeurs pour les VMS lors de la décompression du flux vidéo avec des caméras Mégapixels ou celles présentant beaucoup d’activité.

L’évolution croissante du nombre de pixels dans les caméras, 4MP, 5MP, 8MP, 12MP, 4K et bientôt 8K, oblige les fabricants à développer de nouveaux formats de compressions. C’est ainsi que le H265 est né de l’électronique grand public. Bien que ce format commence à se développer sur certains modèles de caméras, peu de VMS ne l’emploie en raison de son énorme besoin en ressources matérielles rendant ainsi le gain nul voir négatif.

Beaucoup de constructeurs de caméras ont donc développé des « Smart codecs » constituant une évolution au H264 et une alternative moins couteuse que le H265.

Présentés avec des noms différents :

H264+ chez bosch

Zipstream chez Axis (cf notre article Axis ne parie pas sur le H265)

Wisestream chez Hanwha

Ces formats de compression dit « intelligents » reprennent les standards du H264 en y apportant des évolutions permettant d’améliorer la qualité des images tout en réduisant les besoins de stockage :

Compression variable ou dynamique

Alors que le H264 compresse l’image ,en complément, le smart stream analyse l’image, détecte la zone en mouvement et réalise une différence de compression entre les zones en mouvement et celles sans mouvement (présentant moins d’intérêt). Cette fonctionnalité permet de réduire la bande passante et d’augmenter la qualité de l’image sur les zones d’intérêts.

Variation des images clés

Lorsque peu de mouvements sont détectés par la caméra, cette dernière augmente le nombre d’image P entre les images I (images de références), mais lorsque l’activité est plus importante, la caméra réduit automatiquement l’intervalle entre les images I. Cette fonctionnalité n’améliore pas la qualité mais permet de réduire significativement la bande passante et donc le stockage.

Variation du nombre d’images pas secondes (FPS)

En vidéosurveillance, le temps réel est défini à 25 images par secondes. Cependant dans certains environnements ou lorsqu’il n’y a pas de mouvement il est inutile d’enregistrer à une telle cadence. Les caméras sont donc capables d’ajuster elle-même le nombre d’images par secondes suivant l’activité de la scène. Par exemple enregistrer à 25 images par secondes lorsqu’une personne rentre dans une pièce et réduire à 1 image par secondes lorsqu’il ne se passe rien.

Les smart codec sont donc capables d’associer toutes ses « astuces » de compressions, et bien d’autres pour réduire le besoin de stockage tout en augmentant la qualité. Cependant si l’efficacité est réelle sur des scènes avec une activité moyenne, la différence entre le H264 sur des scènes à forte activité devient quasiment inexistante.

A ce stade, ces astuces ne sont pas réellement une solution pour les scènes à fort mouvement, mais un complément pour les formats de compression standard. Le format H265 est donc toujours très attendu pour pouvoir absorber les flux des caméras toujours plus importants.