Video bewaking In de laatste jaren is het gebruik van digitale video enorm toegenomen. Slechts enkele voorbeelden zijn: (interactieve) digitale televisie digitale cinema high-definition video (bv. HDTV, volgende generatie DVDs) webgebaseerde videotoepassingen zoals YouTube, Google Video, MetaCafe, … videogebaseerd chatten over het Internet automatisch en videogebaseerd controleren van verkeer video- of camerabewaking op publieke plaatsen

Hoewel het gebruik van digitale video heel wat voordelen biedt, zijn er ook heel wat uitdagingen. Eerst en vooral brengt digitale video grote hoeveelheden data met zich mee: zelfs met de meest geavanceerde videocompressietechnieken blijft de hoeveelheid gecodeerde videodata ten minste 10 keer groter dan de corresponderende audio. Dit heeft een grote impact op (de kost van) de opslag en transmissie van digitale video. Een andere uitdaging is het feit dat digitaal gecodeerde videodata meer en meer gebruikt worden in omgevingen die gevoelig zijn aan fouten, hetgeen betekent dat data verloren kunnen gaan tijdens de transmissie (bv. bij draadloze netwerken of bij het stromen van video over het Internet). Door de vele afhankelijkheden die aanwezig zijn in digitaal gecodeerde videodata, kan het verlies van één enkel videopakket een dramatische impact hebben op de kwaliteit van de video (tot meerdere seconden). Daarom is het nodig om technieken te gebruiken die een digitale videostroom robuuster maken tegen dataverlies. Als onderdeel van het WBA-project hebben UGent – MMLab en VUB – ETRO een draadloos videobewakingssysteem ontwikkeld dat ingezet kan worden in de Vooruit. Dit systeem wordt schematisch voorgesteld in Illustratie 1.

MPEG-2 H.264/AVC

Illustratie 1 MPEG-2-camera (CBR) verbonden met een PC met draadloze netwerkverbinding De mogelijkheden van het ontwikkelde system kunnen als volgt opgesomd worden: De opgenomen videobeelden van de camera wordt in ware tijd getranscodeerd van MPEG-2 naar

state-of-the-art H.264/AVC; Een algoritme voor bewegingsdetectie zorgt er voor dat er geen video getranscodeerd en

verstuurd wordt indien er geen beweging zit in de opgenomen videobeelden. Dit bespaart zowel rekenkracht, bandbreedte, als opslagcapaciteit;

De bitsnelheid van de resulterende videostroom kan dynamisch ingesteld worden zodat deze in overeenstemming is met de mogelijkheden van het netwerk;

De resolutie van de videobeelden (i.e. de grootte van de beelden) kan dynamisch aangepast worden, hetgeen opnieuw rekenkracht en bandbreedte bespaart;

De resulterende videostroom wordt gecodeeerd door gebruik te maken van datapartitionering en wordt nog meer beschermd tegen dataverlies door middel van foutverbeterende codes in een schema voor ongelijke foutbescherming (Eng: unequal error protection). De combinatie van deze twee technieken verbetert de foutrobuustheid van de resulterende videostroom significant.

Video surveillance In recent years, the use of digital video coding has increased enormously. Only a few examples are: (interactive) digital television broadcast digital cinema high-definition video (e.g., HDTV, next-generation DVDs) web-based video applications such as YouTube, Google Video, MetaCafe, … video-enabled chatting over the Internet automatic video-based traffic monitoring video surveillance in public areas

While the use of digitally coded video has numerous advantages, it also brings a number challenges. First of all, digital video coding leads to very high amounts of data: even with the most advanced compression techniques, the size compressed video data is at least 10 times bigger than the corresponding audio. This has an important impact on (the cost of) storage and transmission of coded video data. Another challenge is the fact that digital video coding is used more and more in environments which are error-prone meaning that data may get lost during transmission (e.g., wireless networks, streaming of live video over the Internet, etc.). Due to the many dependencies that are present in coded video data, the loss of a single video packet can seriously impact/damage the video quality (in the orders of seconds). Therefore, techniques are needed to make digital video more robust against data loss. As part of the WBA project, UGent – MMLab and VUB – ETRO developed a wireless video surveillance system that can be deployed in the Vooruit, which is schematically shown in illustration 1.

Illustration 1: MPEG-2 CBR camera connected to a workstation with wireless interface The features of the developed system can be summarized as follows: The captured video data from the camera is transcoded from MPEG-2 to the state-of-the-art

H.264/AVC in real time; A motion detection algorithm disables video transcoding and video transmission if there is no

motion in the captured video. This saves processing power, bandwidth on the wireless network, and storage capacity.

The bit rate of the output video stream can be set dynamically in order to match the capabilities of the network;

The resolution of the output video (i.e., the image size) can be altered dynamically. This reduces both processing power and bandwidth;

The output video stream is coded with data partitioning and is further protected against data loss by means of an unequal error protection scheme based on forward error correcting codes. The combination of these two techniques greatly enhances the error robustness of the video stream.