Inventor Series: hoe we met Zipstream het obstakel van een te hoge bitrate overwonnen

Een deel van het team achter Axis Zipstream

18-07-2019

Inventor Series: hoe we met Zipstream het obstakel van een te hoge bitrate overwonnen

Jaren geleden was de bitrate die camera's verbruikten een drempel voor de sector, een technisch obstakel op het pad naar innovatie. Een groep engineers van Axis had de ambitie om de bitrate met 10 à 15% te optimaliseren. Maar toen ze de nieuwe technologie eindelijk in hun handen hadden, bleek die veel beter dan ze ooit hadden durven dromen: met een verbetering van maar liefst 95%, zonder verlies van belangrijke beelddetails, waren de resultaten veel beter dan verwacht. De technologie sleepte diverse sectorprijzen in de wacht en werd sindsdien in vrijwel iedere Axis-camera geïntegreerd.

Vóór Zipstream liep het bitrateverbruik in videobewakingssystemen hoog op door de opname van onbelangrijke details, bijvoorbeeld van een gewone, niet-bewegende muur. Dit had zijn invloed op de bandbreedte en opslag van videobeelden. In 2014 begon op het hoofdkantoor van Axis Communications in het Zweedse Lund een diverse groep van engineers te werken aan een oplossing om dit obstakel uit de weg te ruimen.

"Ik herinner me nog de eerste keer dat we het algoritme buiten testen", zegt Viktor Edpalm, Senior Engineer op de afdeling Core Technologies Media van Axis. "We wisten nog niet precies hoe efficiënt het zou zijn buiten de ideale omstandigheden van het lab. Er vloog een zwerm kraaien door ons beeld – het moeten er zeker driehonderd geweest zijn – maar na het decomprimeren van de beelden kon je nog iedere vogel zien. Het was echt ongelooflijk."

Viktor was één van de breinen achter de ontwikkeling van Zipstream, een revolutionaire compressietechnologie die niet alleen de bitrate verlaagt, maar ook cruciale forensische informatie kan identificeren door het gebruik van drie verschillende algoritmen. Dit garandeert dat dergelijke informatie in maximale resolutie en met maximale framesnelheid kan worden opgenomen en verzonden. Samen met Stefan Lundberg (Expert Engineer) en Xing Danielsson Fan (Project Manager en in die tijd zelf engineer) ontwikkelden Viktor en het team de technologie in 2014.

In de meeste Axis-camera's is Zipstream nu geïntegreerd, omdat het geschikt is voor vrijwel elk type installatie. Zipstream is ook meermaals bekroond en won prijzen als de "New Product of the Year Award" in 2015 voor 'Advanced Imaging Technologies' en de "Government Security Award" in 2016 voor 'Video Surveillance Data Storage', beide uitgereikt door Security Today Magazine.

Iets compleet nieuw

axis-zipstream_concept_img_sales_ppt_1700w.jpg
Vóór Zipstream liep het bitrateverbruik in bewakingssystemen hoog op door de opname van onbelangrijke details.

In 2014 was opname op vaste schijf nog de meest populaire keuze; cloudopslag begon zijn weg te vinden naar het brede publiek, maar de bitrate bleef een groot probleem. Het doel van het nieuw samengestelde team was dus duidelijk: een manier vinden om videobeelden te comprimeren voor opslag zonder verlies van details. Ze hadden echter nog geen oplossing.

"We wisten dat er nog veel onbenut potentieel zat in compressiesoftware en waren vastbesloten om iets te maken dat zowel gebruikers van on-site-opslag als cloudgebruikers ten goede zou komen", zegt Stefan. "Maar we hadden nooit kunnen denken dat dit avontuur ons zo ver zou brengen."

Het oorspronkelijke idee was om de bitrate met 10% of hooguit 15% te optimaliseren, maar aan het einde van het proces bleek de verbetering maar liefst 95%, zonder verlies van belangrijke beelddetails. Het eureka-moment kwam er uiteindelijk na vele maanden van experimenteren en brainstormen, toen Viktor zijn collega's twee zogenaamd identieke beeldfragmenten liet zien. Eén opgenomen met de gebruikelijke bitrate, het andere met de nieuwe compressietechnologie. Een heatmap van de video waarop de delen met verminderde bitrate waren gemarkeerd, liet zien dat het mogelijk was om elk detail te behouden en toch de algehele bitrate te verlagen.

"Toen we dit zagen, beseften we dat we iets geweldigs en unieks hadden gerealiseerd", herinnert Xing zich.

Een gamechanger voor de hele markt

Natuurlijk kende het proces ook zijn uitdagingen. De grootste uitdaging waren de prestaties bij weinig licht. Het team was echter onder de indruk en blij verrast toen het merkte hoe goed de technologie daarmee omging. Niet alleen 's nachts, maar ook bij slecht weer, bijvoorbeeld een sneeuwstorm. De resultaten waren zelfs bijna beter dan bij daglicht.

Hoe brachten ze dit voor elkaar? Volgens het team was het hun diversiteit die het verschil maakte en hen hielp om elke uitdaging te overwinnen. Mensen van verschillende leeftijden, culturen en met een verschillende professionele achtergrond bundelden hun kennis. Ze slaagden er samen in om out-of-the-box te denken en kwamen zo tot betere resultaten dan aanvankelijk gedacht.

"We dachten dat cloudgebruikers de oplossing direct zouden gebruiken, maar juist gebruikers van on-site-opslag waren er weg van!", vertelt Stefan. "Zij omarmden de technologie als eerste."

Ook banken zagen veel potentieel in de technologie wegens de mogelijkheden om forensische details te behouden. Een grote bankengroep werd een nieuwe klant van Axis dankzij Zipstream; door de software te integreren in de camera's in hun kantoren konden ze meer bewakingsbeelden opslaan en bewaren in één centrale database, zonder verlies van videokwaliteit.

Het werk is nooit helemaal af

axis-crowded_busy_station_liverpool_1801_1700w.jpg
Zipstream is in staat om videobeelden te comprimeren zonder belangrijke details te verliezen.

Zipstream blijft verder evolueren; Axis streeft ernaar om de technologie elk jaar verder te verbeteren door voortdurende ontwikkeling en uitdaging van hun standaarden.

"Om innovatief te blijven, moet je de echte problemen herkennen", zegt Xing. "Je moet naar klanten luisteren en de uitdagingen begrijpen waarmee hun systemen worden geconfronteerd. Vaak verliezen engineers de eigenlijke werking van hun product uit het oog en focussen ze op problemen die belangrijk lijken voor hen, maar eigenlijk geen effect hebben op hoe de klant de technologie ervaart. Je moet een open mind hebben, je kennis bijschaven en moeite doen om te zoeken naar nieuwe combinaties van oplossingen die problemen kunnen oplossen."

Kom meer te weten over Axis Zipstream.

Door: Andreas Reimann van Axis Communications

Terug naar nieuws overzicht