キーワード: スマートシティ、セキュリティビデオ、RTSP監視ビデオWebページ再生、3D視覚化、デジタルツイン

1.1業界の問題点

全国でのインテリジェントアプリケーション (スマートシティ、スマートコミュニティ、スマートパブリックセキュリティ、スマート防火、スマートトランスポート、スマートツーリズム、スマート教育) の広範な開発に伴い、3D ビジュアライゼーションとデジタルツインプラットフォームも集中表示端末として人気が高まっています。ビッグデータ用、広いエリアでの使用。

3D ビジュアライゼーションおよびデジタルツインプラットフォームは、さまざまなビッグデータの収集および表示システムとして、さまざまなリアルタイムセキュリティビデオ信号ソース、緊急通信ビデオソース、産業用カメラ、ワイヤレスヒューマンマシンリアルなど、さまざまなビジネスデータにアクセスする必要があるため、・タイムリターン映像、スマート鉱山における無人建設機械カメラ、遠隔指令時の現場の各種リアルタイム映像信号、工業生産における各種ロボット映像など。

マルチ端末動作環境と互換性を持たせる必要があるため、3D 可視化プラットフォームは通常 B/S モードで動作しますが、現時点では従来のセキュリティビデオソース (RTSP ネットワークストリーム) にブラウザ側で直接アクセスすることはできません。ただし、RTSP ネットワークストリームを HTML5 に変換する必要があります。ブラウザ互換のストリームプロトコル形式を使用した後でのみ正常に再生できます。

このような状況に直面して、従来のメーカーは、ストリーミングメディアサーバーを介して RTSP ネットワークストリームを Apple がリリースした HTTP ライブストリーミング (HLS) プロトコルに変換し、マルチ端末のブラウザ再生を実現していましたが、HLS プロトコルはプログレッシブセグメンテーションであるため、ファイルダウンロードプロトコルは、本当の意味でのストリーミングメディアプロトコルではないため、本質的に伝送遅延が長いという問題があり、業界で達成可能な最小遅延効果は通常3秒程度ですが、この遅延指標では特定のアプリケーションを満たすことができませんリアルタイム通信要件。

また、メーカーによっては、RTSP ネットワークストリームを PC 端末用の HTTP-FLV 形式のネットワークストリームに変換して、1 ～ 2 秒のネットワーク遅延を実現し、PC 端末のリアルタイムパフォーマンスをさらに向上させているところもあります。ただし、これでは依然として、緊急通信、リモートコマンド、リアルタイムインタラクションなどのアプリケーションシナリオのニーズを満たすことができません。

1.2 ソリューションの紹介

業界アプリケーションの現在の問題点に基づいて、長年にわたって蓄積されたストリーミングメディアテクノロジーの研究開発能力に基づいて、当社は 2020 年の初めに一連の超低遅延および HTML5 準拠の統合ビデオアクセスソリューションの開発に成功しました。このソリューションは、2020年末に市場に投入されて以来、リアルタイム通信体験を大幅に向上させ、プライベートネットワーク環境におけるエンドツーエンドの伝送遅延を約300ミリ秒に抑制しました。業界パートナーやエンドユーザーから高く評価されています。業界における重要な技術革新として、このソリューションはエンドユーザーに真の価値をもたらします。

このテクノロジーは HTML5 標準と完全に互換性があるため、PC 側 (Windwos システム、Linux システム、ローカライズされたオペレーティングシステムを含む)、Android デバイス側、および iOS デバイス側で正常に実行でき、ブラウザプラグインをインストールする必要はありません。大手監視メーカーに提供されており、ユーザーエクスペリエンスが大幅に向上し、さまざまなビジネスシステム（3D視覚化システム、デジタルツイン、GISシステム）と完全に互換性があります。

1.3 技術的な実装

1.3.1 技術アーキテクチャ

システムの技術実装アーキテクチャ図は次のとおりです。

1.3.2 機能モジュール構成

このプラットフォームは主に、低遅延ビデオトランスコーディングワークステーションと低遅延ライブブロードキャストパブリッシングサーバーで構成されます。

低遅延ビデオトランスコーディングワークステーション: さまざまなフロントエンドメーカーのセキュリティカメラへの統一アクセスを実現し、統一プロトコルとエンコード形式の変換を実現し、低遅延モードで低遅延ライブブロードキャストパブリッシングサーバーにプッシュするために使用されます。

低遅延ライブブロードキャストパブリッシングサーバー:さまざまなネットワークストリームの低遅延転送を実現し、さまざまな端末デバイス (PC、iOS デバイス、Android デバイス) 向けに HTML5 でパブリッシュし、1 対多の高同時実行アプリケーションをサポートするために使用されます。

1.3.3 サポートされる端末の種類

既存のソリューションは、次のデバイス端末をサポートできます。

パソコン端末

Android端末

iOS端末

OSの種類：

Windows/Linux/MacOS

ブラウザの種類:

Chrome/Firefox/Safari/エッジ

ブラウザの種類:

Chrome/Firefox

WeChat、WeChat アプレット

ブラウザの種類:

サファリ

WeChat、WeChat アプレット

1.3.4 同時実行パフォーマンス指標

実際のテスト後の、低遅延ライブサーバーソフトウェアシステムの同時実行パフォーマンス指標は次のとおりです。

サーバーハードウェア構成環境:

CPU：インテル E5-2650

メモリ: 16GB

ハードディスク：120GB SSD

ネットワークカード：インテルギガビットLAN×4ポート

サーバーOS:

CentOS x64 7.6

ライブストリーム: 2Mb/秒

画像解像度: 1280x720

ビデオエンコード形式: H.264

同時パフォーマンスインデックス: 2000同時ライブブロードキャスト受信

ピーク時の CPU 使用率: 42%

平均 CPU 使用率: 35%

平均メモリ使用量: 56%

1.3.5 低遅延仕様

システムのエンドツーエンドの遅延は、主に次のリンクで発生します。

1. ビデオの取得とエンコードの遅延。

遅延のこの部分はカメラ側に現れ、遅延は 20 ～ 50 ミリ秒の範囲になります。

2. ビデオアクセスとトランスコーディング遅延。

遅延のこの部分は、低遅延ビデオトランスコーディングワークステーションで発生し、プロトコル変換およびビデオエンコード形式変換を実行する場合、遅延は 10 ～ 30 ミリ秒の範囲になります。

3. ライブリリースサービスの遅延。

遅延のこの部分は、低遅延ライブブロードキャストパブリッシングサーバーのサーバー側で発生します。サーバーは、低遅延ビデオトランスコーディングワークステーションによってプッシュされたネットワークストリームを受信するときに、それに耐えるために 2 ～ 3 フレームのデータをローカルにキャッシュする必要があります。ネットワーク帯域幅のジッター画像フリーズの影響を回避するため。

さまざまなネットワークストリーム形式に応じて、この部分の遅延は 40 ～ 100 ミリ秒の範囲になります。

4. クライアントのデコード再生遅延:

クライアント側の HTML5 プレーヤーがネットワークストリームを再生している場合、デコードして出力する前に、データの完全なフレームが受信されるまで待機する必要があります。また、影響に基づいて 1 ～ 2 フレームのデータをキャッシュする必要もあります。ネットワークのジッターと戦うため、この部分の遅延は 20 ～ 80 ミリ秒の範囲になります。

要約すると、エンドツーエンドシステム全体の遅延時間は通常 300 ～ 500 ミリ秒の範囲にあり、これは監視メーカーのブラウザプラグインモードと基本的に一致します。