Avigilon Control Center  Análises Técnicas  Eng° Marcelo Peres  08-Nov-2012 01:40  0  10508 leituras

Software de Gerenciamento em Alta Definição

Avigilon (http://avigilon.com/) é um fabricante canadense de sistemas de vídeo sobre IP de alta definição (HD), tem sua origem em áreas de pesquisa médica. Seu sistema diferencia-se um pouco das demais soluções por apresentar funcionalidades e ferramentas para uma análise forense, ou seja, uma análise baseada em detalhes de imagem mais profundos do que os permitidos pelas soluções com menores resoluções.

O sistema utiliza arquitetura aberta com suporte tanto a diversas câmeras IP de mercado, quanto câmeras IP com tecnologia proprietária da Avigilon, compatíveis somente com o software de gerenciamento da Avigilon, o Avigilon Control Center (ACC). A linha de câmeras HD da Avigilon conta com modelos com a fantástica resolução de 8, 11, 16 e 29 megapixel, além de alguns modelos de 1, 2, 3 e 5 megapixel, modelos estes compatíveis apenas com o ACC, utilizando uma técnica de compactação de vídeo baseada no CODEC JPEG2000, que apesar de apresentar uma largura de banda e armazenamento superior as soluções MPEG4 e H.264 apresenta uma riqueza e profundidade de detalhes muito grande, os quais em determinadas aplicações podem ser preponderantes na investigação e obtenção de informações mais detalhadas das cenas.

Além disso a Avigilon disponibiliza um encoder de 4 canais H.264, que permite a ampla integração de câmeras e dispositivos de vídeo analógicos.

A lista de dispositivos suportados pelo Avigilon Control Center pode ser acessada através do seguinte link:

http://avigilon.com/#/support-and-dow ... ted-cameras-and-encoders/

Sua principal aplicação são locais críticos de alto nível de vigilância, onde a resolução e qualidade de imagem são preponderantes sobre o investimento, ma permite integrar também equipamentos analógicos através de Encoders, assim como suporta também dispositivos e câmeras de outros fabricantes como Axis, Bosch, Pelco, Panasonic e Sony. É uma solução de segurança amplamente utilizada em vários estádios de futebol do mundo, pela crescente necessidade de identificação completa de todos os torcedores e espectadores em todos os eventos de grande porte, permitido graças aos grandes avanços na tecnologia de monitoramento e vigilância.

Apresenta diversas diferentes edições de software e destinadas a diferentes aplicações cenários de segurança e monitoramento por vídeo. Podendo ser ampliado através da aquisição de licenças adicionais. Requer um servidor com nível de processamento mais avançado, sendo normalmente necessária a utilização de um servidor profissional com hardware mais robusto que um simples PC. Em geral é recomendado o uso de um servidor profissional dedicado DELL, HP ou similar.

O Sistema é composto por dois módulos básicos com funções distintas, que são o Servidor Avigilon Control Center, ativado através do Gerenciador de Serviços ilustrado na figura 1, sendo o serviço responsável por executar os software servidor e conectar aos dispositivos de vídeo e demais funções de processamento.

ACC

ACC

Figura 1: Gerenciador de Serviços Avigilon

Além do servidor, existe o módulo Avigilon Control Center Client, que é a interface de software cliente para a administração e configuração do Control Center, no qual são configurados os recursos e funções do servidor, câmeras, gerenciamento e operações gerais de visualização, controle e monitoramento.

Na figura 2 é apresentada a tela principal do Cliente de Administração do Control Center, a qual apresenta uma estrutura de organização de dispositivos e recursos que facilita muito a configuração e acesso a recursos. O software de administração normalmente utiliza monitores de alta resolução configurados para o modo Full HD com resolução de 1920x1020 ou ainda monitores de maiores resoluções como 3 ou 5 megapixel.

ACC

Figura 2: Tela Principal do Cliente de Administração

O Avigilon Control Center também possui o recurso de busca automática por dispositivos Avigilon, permitindo agilizar a configuração das câmeras IP, onde o sistema se encarrega de pesquisar por dispositivos e cadastrá-los de forma adequada facilitando muito a configuração inicial. Esse processo é muito interessante sendo feito através do protocolo ARP a partir do qual o software localiza as câmeras e dispositivos da Avigilon presentes na rede e automaticamente as disponibiliza para o cadastramento no software ACC. Inclusive as câmeras nem precisam ser previamente configuradas, pois por padrão elas obtêm o endereço pelo protocolo APIPA na faixa 169.254.X.X e são automaticamente encontradas pelo software de gerenciamento, facilitando muito a configuração inicial.

Na figura 3 é apresentada a tela básica de configuração de câmeras, onde é possível localizar os dispositivos e definir os parâmetros de gerenciamento e gravação, além de acessar os recursos completos da câmera, inclusive controlando a largura de banda de acordo com a configuração utilizada.

ACC
Figura 3: Configuração de Câmeras e Dispositivos

Na figura 4 é apresentada a janela de configuração de câmeras onde é feito o cadastramento e configuração das câmeras, tanto de forma automática como manual. Nesta janela também é possível também acessar configurações internas da câmera e até mesmo a interface Web do dispositivo. Outras opções de configuração são ilustradas nas figura 5 e 6.

ACC

Figura 4: Janela de configuração de câmeras

ACC
Figura 5: Configuração de Câmeras e Dispositivos

ACC
Figura 6: Janela de configuração de câmeras

O sistema Avigilon Control Center caracteriza-se por uma visão um pouco diferente em relação largura de banda e do espaço em disco, aqui ao invés de economizar estes recursos e através da redução da resolução e taxa de quadros, aumento da taxa de compactação e redução significativa da qualidade de imagem como forma de deixar o processamento do servidor mais leve e reduzir a largura de banda, é feito o contrário, ou seja as câmeras são configuradas para operarem em resoluções altíssimas, mantendo a transmissão e gravação com taxas baixas de compactação e riqueza em detalhes, caracterizado pela compressão JPEG2000. A tecnologia JPEG2000 é a mesma utilizada pelo Google Earth, e permite um processamento de imagem local relativo as regiões de interesse, ou seja a imagem está sendo processada na resolução necessária e na região de zoom digital selecionada. Para este tipo de processamento é necessário ao sistema de gerenciamento um hardware extremamente robusto e de alta capacidade de processamento para conseguir gerenciar a captura, transmissão e gravação de imagens, uma vez que o tráfego de dados é elevadíssimo.

A operacionalidade e facilidade de acesso aos recursos do software é muito grande, com uma interface intuitiva e com a localização de funções principais acessíveis através da barra de ferramentas permite uma operação básica para qualquer pessoa habituada a softwares padrão Windows. Uma característica marcante do software é o recurso de zoom digital através da rolagem do Scroll do mouse, apresentando uma aproximação ou distanciamento muito suave e preciso. Além disso a cópia de stream de vídeo e criação de múltiplas janelas em conjunto com o uso das câmeras megapixel Avigilon permite a criação de diversos mosaicos e repetição da mesma câmera em janelas com focos e interesses diferentes, mantendo a riqueza de resolução e detalhamento. Por exemplo, um sistema com 8 câmeras bem posicionadas através de um estudo da relação de posicionamento e cena com a técnica pixel por metro permite a criação de mosaicos digitais com campos visuais que representam a visualização como se houvessem mais de 24 câmeras diferentes.

A largura de banda utilizada pelo sistema torna-se extremamente alta, necessitando de uma interface de rede e ativos de alta velocidade, um meio físico de qualidade e um servidor de alto desempenho. Para a configuração utilizada o sistema está rodando com uma largura de banda da ordem de 68Mbps ou aproximadamente 70% da banda disponível no adaptador de rede, que é uma taxa extremamente elevada em comparação com aplicações convencionais. Requerendo obrigatoriamente em aplicações práticas com um maior número de câmeras o uso de interface e Switchs Gigabit de alta capacidade para garantir a estabilidade da transmissão e do fluxo de dados.

Na figura 7 é apresentado o relatório do trafego TCP/IP para um período amostado de 10 minutos de operação, obtido através do software de análise de rede Wireshark.

ACC
Figura 7: Resultados do gráfico da interface de rede

No servidor de testes a gravação foi distribuída através de 2 HDs de 2 TB, mantendo uma partição de 300GB para o sistema operacional e o restante do espaço destinado a gravação de imagens.

O sistema ACC opera com uma gravação com reciclagem automática, ou seja, quando o espaço em disco terminar, a gravação passa a sobrepor as gravações mais antigas, mantendo sempre um período de gravação pré-determinado armazenado com segurança. Desta forma uma vez que o primeiro ciclo de gravação tenha sido efetivado, o disco estará sempre cheio, com as gravações mais recentes sendo gerenciadas pelo software.

Em relação ao desempenho o sistema Avigilon necessita de um servidor e componentes de alto capacidade, como um servidor profissional com processador Intel XEON, placa mãe e chip-set de alta confiabilidade, HDs SATA de 1TB 7200rpm, 8GB de memória RAM e placa aceleradora gráfica 3D.

A taxa de processamento nesta configuração ficou muito próxima de 30% do uso de CPU, com processamento bem distribuído entre os núcleos, conforme ilustrado na figura Erro: Origem da referência não encontrada. Com este desempenho o servidor manteve uma operação normal e estável com uma velocidade de operação muito boa, não sofrendo perdas de desempenho apesar de todo o processamento e tráfego de dados envolvido na aplicação.

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Figura 8: Configuração do Particionamento

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Figura 9: Armazenamento

O ACC apresenta uma característica interessante em relação a configuração do armazenamento, permitindo que seja configurada uma gravação de maior prioridade com uma taxa de quadros mais alta em relação as gravações mais recentes, deixando as gravações mais antigas com uma taxa de quadros menor, mantendo a resolução.

ACC
Figura 10: Uso de CPU (Gerenciador de Tarefas)


ACC

Figura 11: Tráfego de Rede (Gerenciador de Tarefas)

Na reprodução de gravações é realizada de uma meneira muito interessante, apresentando exatamente os mesmos recursos de zoom digital, múltiplas janelas do mesmo stream de vídeo, cópias de câmeras além dos principais recursos de visualização ao vivo, incluindo de forma simultânea ao vivo e gravações.

Conclusões:

O Avigilon Control Center mostrou-se uma ótima solução de vigilância IP de alta definição. Em conjunto com as câmeras megapixel da Avigilon apresentou um desempenho excepcional e recursos muito interessantes. Um projeto bem elaborado com este sistema apresentará resultados altamente satisfatórios em termos de desempenho, resolução e qualidade de imagem.



Autor:

Engº Marcelo Marcelo Peres (mpperes@guiadocftv.com.br)

Currículo: http://lattes.cnpq.br/0494967819852143

CREA RS92033 - 220417740-7

Guia do CFTV


Referências:

http://avigilon.com/

http://www.grupopolicom.com.br/avigilon

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