Brevet FR2875926A1 — publié le 20060331

La présente invention concerne un procédé pour la gestion de flux de données numériques émis par une grappe d'appareils multimédias sur IP, ainsi que le système de mise en oeuvre du précédent procédé et son application préférentielle à la vidéosurveillance. Le terme grappe désigne ici un ensemble d'appareils de même type, rattachés à une même unité de contrôle ou de gestion. L'expression appareils multimédias désigne des appareils émettant des images et/ou du son. Le qualificatif sur IP signifie que les appareils utilisent le protocole Internet Protocol qui attribue une adresse à tout appareil relié à un réseau informatique. De manière générale, dans le présent texte, le vocabulaire de référence est celui du domaine de l'informatique et des réseaux informatiques. Dans le domaine de la vidéosurveillance, on connaît bien les systèmes traditionnels avec des caméras analogiques reliées à un magnétoscope ou autre dispositif d'enregistrement sur bande magnétique et à un ou plusieurs écrans de visualisation. Ces systèmes de vidéosurveillance conventionnels ont pour principal inconvénient la difficulté de l'exploitation des enregistrements vidéos et la complexité de la recherche sur les bandes de séquences d'intérêt. Depuis quelques années sont apparues des caméras réseau ou caméras vidéo sur IP, qui exploitent les techniques de transport IP pour véhiculer les données émises par ces caméras. Les données étant numériques, le traitement et l'exploitation des images émises par ces caméras réseau sont facilitées par rapport aux systèmes utilisant des caméras analogiques et un support d'enregistrement analogique. Afin de rendre utilisable ce nouveau type de caméras, des logiciels ont été développés pour permettre à un utilisateur possédant un ordinateur de contrôler et de gérer un réseau de caméras relié audit ordinateur. Toutefois, ces logiciels se sont avérés ne pas être stables TEXTE DÉPOSE SRM-FR-1 JS/SL - 2 (ils contiennent des bogues) et montrent très vite leurs limites concernant la gestion des flux de données, notamment lorsque le nombre de caméras IP reliées à l'ordinateur est supérieur à quatre caméras. Par ailleurs, des serveurs de vidéosurveillance ont été développés spécifiquement pour gérer ce nouveau type de caméras vidéos sur IP. Ces serveurs sont basés sur une architecture d'ordinateur et comportent différents programmes permettant une gestion complète des enregistrements des données émises par ces caméras: programmation des enregistrements sur agenda ou sur alarme, visualisation des séquences vidéos en direct ou en différé, exportation d'images ou de séquences, etc. Toutefois, ces serveurs actuellement disponibles ne sont pas satisfaisants sur plusieurs points. En effet, ces serveurs sont dédiés à un type de caméra IP, en général à un constructeur de caméras donné ou à un protocole de communication et un format d'image donnés. L'utilisateur d'un serveur de ce type ne peut donc pas installer de cameras IP fonctionnant selon des protocoles non supportés par le serveur. En outre, les méthodes de gestion du flux de données émis par les caméras qui sont mises en uvre dans ces serveurs nécessitent d'importantes ressources informatiques et donc des configurations matérielles avec un coût élevé. Enfin, ces besoins en ressources relativement élevés limitent l'accroissement du réseau de caméras vidéo sur IP qui sont reliées à ces serveurs et nécessitent de remplacer le serveur de gestion par un modèle plus puissant, apte à gérer le nombre plus important de flux de données. Par conséquent, cette technologie de vidéosurveillance numérique recourant à des caméras vidéo sur IP et des serveurs dédiés reste peu accessible aux entreprises de petite taille. La présente invention vise donc à remédier à ces inconvénients en proposant un procédé pour la gestion de flux de données numériques émises par une grappe d'appareils numériques multimédias sur IP et un système de TEXTE DEPOSE SRM-FR-1 JS/SL mise en oeuvre dudit procédé. Ce procédé est remarquable en ce que chaque flux reçu d'un desdits appareils est segmenté en séquences d'une durée prédéfinie, lesquelles séquences sont enregistrées dans une base de données et sont indexées dans une ou deux tables de ladite base de données et en ce que les séquences sont exploitées ultérieurement. On comprend bien que cette méthode diminue considérablement les besoins en ressources matérielles pour la gestion des flux de données: puisque l'acquisition des flux est réalisée sous forme brute avec simplement un séquençage et une indexation, et que l'exploitation des séquences de flux, par exemple l'extraction des images et leur conversion dans un format numérique donné, est réalisée ultérieurement, laquelle exploitation demande beaucoup de ressources numériques lorsqu'elle est effectuée simultanément à l'acquisition des flux de données, la méthode selon l'invention permet de faire fonctionner un réseau d'appareils multimédias sur IP avec des configurations matérielles financièrement accessibles et disposées à subir une évolution du nombre d'appareils reliés au réseau sans nécessiter une modification immédiate desdites configurations matérielles. En outre et avantageusement, ce procédé permet d'accepter des flux de données numériques sous n'importe quel format et permet donc de concevoir un serveur de vidéosurveillance compatible avec l'ensemble des appareils numériques multimédias sur IP existants et futurs. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description détaillée qui va suivre d'autres étapes du procédé selon l'invention et d'un exemple du système de mise en uvre dudit procédé. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le procédé pour la gestion des flux de données numériques émis par une grappe d'appareils multimédias sur IP consiste à segmenter en séquences d'une durée prédéfinie chaque flux reçu d'un desdits appareils, lesquelles séquences sont enregistrées dans une base de données et sont indexées dans TEXTE DEPOSE_SRM-FR-1 JS/SL - 4 une ou deux tables de ladite base, l'exploitation desdites séquences étant réalisée ultérieurement. Les paramètres d'indexation des séquences, que l'Homme de l'Art est à même d'établir en fonction de la base de données utilisée, précisent l'adresse IP de l'appareil, ses caractéristiques (constructeur, type, débit et format des données, etc.) et l'horodatage de la séquence. Selon un premier aspect, lorsque le flux de données émis par un appareil est conditionné par un agenda, c'est-à-dire que des instructions concernant le jour et l'heure à laquelle les données émises doivent être enregistrées, les séquences correspondantes au flux de cet appareil sont indexées dans une table de mémorisation permanente. Selon un autre aspect, l'acquisition et l'enregistrement des flux de données d'un appareil peuvent être conditionnés par une alarme, par exemple dans le cas d'une caméra de sécurité couplée à un détecteur de mouvements. Selon cet aspect, en l'absence de signal d'alarme, les séquences sont enregistrées et indexées dans une table de mémorisation intermédiaire, le nombre de séquences temporaires pour chaque appareil étant paramétré au préalable. Par exemple, on pourra fixer à deux le nombre de séquence par appareil, avec une durée de quinze secondes pour les séquences. Les séquences de l'appareil considéré qui sont chronologiquement les plus anciennes vont être remplacées au fur et à mesure par les séquences ultérieures. Lorsqu'une alarme est émise, les séquences antérieures au signal d'alarme qui sont contenues dans la table de mémorisation intermédiaire sont copiées dans la table de mémorisation permanente et les séquences courantes, c'est-à-dire qui sont en cours d'acquisition lorsque le signal d'alarme est reçu ainsi que les séquences suivantes pendant lesquelles le signal d'alarme est toujours actif sont directement enregistrées dans la table de mémorisation permanente. On comprend bien que cette succession d'étapes permet avantageusement de disposer d'enregistrements pré-alarme TEXTE DEPOSE_SRM-FR-1 JS/SL - 5 qui sont extrêmement importants lors de l'exploitation des données, à des fins d'identification plus précise de l'événement à la source du déclenchement de l'alarme. En fonction de la durée choisie pour les séquences et du nombre choisi de séquences temporaires, on peut ainsi remonter jusqu'à plusieurs minutes d'enregistrements avant l'évènement déclencheur de l'alarme. Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, la durée des séquences de flux de données est paramétrée entre une et soixante secondes. Avantageusement, on fixera cette durée à quinze secondes: en effet, on a constaté que cette durée est la plus appropriée dans la recherche de séquences vidéos quand les appareils multimédias sur IP considérés sont des caméras vidéo. Bien entendu, l'Homme de l'Art sera à même d'adapter la durée des séquences selon les besoins de l'utilisateur du système et la nature du signal numérique émis par les appareils contrôlés selon le procédé de gestion précédemment exposé. Un autre objet de la présente invention est un système pour la gestion de flux de données numériques émises par un grappe d'appareils multimédias sur IP. Ce système est remarquable en ce qu'il met en oeuvre le procédé de gestion précédemment exposé. Un tel système est bâti sur une architecture quasi conventionnelle d'ordinateur et comporte au moins les éléments suivants: - une base de données pour la centralisation des informations de configuration et l'archivage des séquences 30 de flux des appareils multimédias; - une horloge interne pour la synchronisation des appareils multimédias et de l'horodatage des séquences lors de l'indexation; - un serveur de détection des signaux d'alarmes; - un serveur Web supportant une interface graphique utilisateur afin de permettre l'accès au système de gestion et aux données qu'il contient; TEXTE DEPOSE_SRM-ER-1 JS/SL - 6 - une unité de stockage physique réservée au stockage des séquences; - une unité de stockage physique supportant le système d'exploitation informatique, la base de données et 5 différents modules de programmation pour le fonctionnement dudit système de gestion. En outre, et de manière optionnelle, le système peut comprendre un relais vidéo permettant une visualisation directe par l'utilisateur relié audit système des flux de données, en l'occurrence des images, émises par une ou plusieurs caméras gérées par le système. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système comporte un module de test de bon fonctionnement des appareils multimédias sur IP relié audit système. Ce module permet de mettre à jour la base de données et d'éviter des erreurs de fonctionnement du système en cas de défaillance d'un des appareils multimédias. Selon une autre caractéristique du système selon l'invention, ledit système comporte un module de gestion de l'espace de stockage sur l'unité de stockage physique dédiée aux séquences. En effet, les données étant enregistrées et sauvegardées sur l'espace de stockage physique tant que l'utilisateur ne les a pas exploitées comme on le décrira un peu plus loin, et que cet espace de stockage est figé, ce module permet d'éviter et la perte de données récentes. A cette fin, ce module supprime les cent séquences chronologiquement les plus anciennes de la table de mémorisation permanente lorsque l'espace disponible devient insuffisant sur l'unité de stockage physique dédié aux séquences. Selon une dernière caractéristique du système selon l'invention, celui-ci comporte un module pour l'exportation et le traitement des séquences de flux archivées sur l'unité de stockage physique dédié à cet effet. Ce module va intégrer les différents plug-ins nécessaires à la traduction et l'exportation des images émises par les différents types de caméras reliées au système, par exemple lorsque l'on considère des caméras vidéo sur IP. Les TEXTE DEPOSE SRM-FR-1 JS/SL - 7 - séquences sont donc traitées par le biais de ce module et peuvent donc être exploitées par l'utilisateur selon la manière qu'il désire. Seuls le traitement et l'exportation, c'est-à-dire la copie vers l'extérieur du système des séquences d'intérêt, permet d'éviter leurs pertes puisque le module de gestion de l'espace de stockage fonctionne de manière automatique. On décrira maintenant un exemple de configuration du système selon l'invention, dans le cadre d'une utilisation 10 dudit système dans un dispositif de vidéo surveillance numérique qui comporte des caméras vidéo sur IP. Ce système est basé sur du matériel de type Personal Computer (PC) compatible i386. La carte mère est du type PC standard, le processeur est de type couramment disponible, par exemple un processeur cadencé à 2400 Mhz comme un ATHLON XP du constructeur AMD. Le système comporte une mémoire vive de 512 Mo du type DDR. L'espace de stockage physique dédié aux séquences est constitué par quatre disques durs de 250 Go de type SATA (Serial Advanced Technologie Attachment) avec deux cartes contrôleur SATA IDE. Pour l'espace physique de stockage supportant le système d'exploitation informatique et les différents modules de programmation, on prévoira un disque dur de 40 Go de type IDE et enfin, une carte réseau à 100 Mbps pour la connexion du système au réseau informatique des caméras sur IP. Enfin, on décrira les éléments logiciels liés à ce système: par exemple, le système d'exploitation pourra être du type LINUX à base de noyau 2.6; pour la gestion des disques SATA, on utilisera un logiciel RAID (Redundent Array of Inexpensive Disc) ; le serveur de base de données pourra être du type MySQL et le serveur WEB pour l'interface graphique d'utilisateur pourra être géré par un moteur de type APACHE. Par ailleurs, la détection des signaux d'alarme émis par les caméras selon le protocole FTP est géré par un serveur FTP. Enfin, les programmes et script des différents modules de gestion du système pourront être rédigés dans différents langages TEXTE DEPOSE SRM-FR-1 JS/SL - 8 - informatiques et notamment en langage C et PERL. Le système selon l'invention avec des caractéristiques de configuration précédentes permet de gérer et d'enregistrer des flux vidéos émis par seize caméras en simultané, le débit de ces caméras étant de vingt cinq images par seconde. Bien entendu l'Homme de l'Art est à même de modifier et d'augmenter les performances du système de gestion selon l'invention afin de lui permettre de gérer un nombre plus important d'appareils multimédias et d'augmenter ses performances. Enfin, il va de soi que les exemples de configuration donnés ne sont que des exemples particuliers, et que le procédé et le système selon l'invention peuvent être appliqués pour la gestion des données émises par exemple par des micros sur IP ou par des caméras vidéo avec micro intégré. TEXTE DEPOSE_SRM-FR-1 JS/SL ti - 9 - REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la gestion de flux de données numériques émis par une grappe d'appareils multimédias sur IP, caractérisé en ce chaque flux reçu d'un desdits appareils est segmenté en séquences d'une durée prédéfinie, lesquelles séquences sont enregistrées dans une base de données et sont indexées dans une ou deux tables de ladite base de données, et en ce que les séquences sont exploitées ultérieurement. 2 - Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que lorsque l'acquisition du flux de données émis par un appareil est conditionné par un agenda, les séquences correspondantes à cet appareil sont indexées dans une table de mémorisation permanente. 3 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lorsque l'acquisition du flux de données d'un appareil est conditionné par une alarme, en l'absence de signal d'alarme, les séquences correspondantes sont indexées dans une table de mémorisation intermédiaire et les séquences de l'appareil considéré qui sont chronologiquement les plus anciennes sont remplacées au fur et à mesure par les séquences ultérieures, et, lorsqu'une alarme est émise, les séquences antérieures contenues dans la table de mémorisation intermédiaire sont copiées dans la table de mémorisation permanente et les séquences courantes sont également enregistrées dans cette table de mémorisation permanente. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la durée des séquences varie entre une et soixante secondes. 5 - Système pour la gestion de flux de données numériques émises par une grappe d'appareils multimédias sur IP caractérisé qu'il comporte au moins: - une base de données pour la centralisation des informations de configuration et l'archivage des séquences 35 de flux des appareils multimédias; SUITE NOTIFICAION_SRM-FR-1 JS/SL - 10 - - une horloge interne pour la synchronisation des appareils multimédias et de l'horodatage des séquences lors de l'indexation; - un serveur de détection des signaux d'alarmes; - un serveur Web supportant une interface graphique utilisateur afin de permettre l'accès au système de gestion et aux données qu'il contient; - une unité de stockage physique réservée au stockage des séquences; - une unité de stockage physique supportant un système d'exploitation informatique, la base de données et différents modules de programmation pour le fonctionnement dudit système de gestion, dont - au moins un module de programmation exécutant le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 6 - Système selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte un module de test de bon fonctionnement des appareils multimédias sur IP reliés audit système. 7 - Système selon l'une quelconque des revendications 5 à 6 caractérisé en ce qu'il comporte un module de gestion de l'espace de stockage sur l'unité de stockage physique dédiée aux séquences, lequel module qui supprime les cent séquences chronologiquement les plus anciennes de la table de mémorisation permanente lorsqu'il n'y a plus d'espace disponible. 8 - Système selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce qu'il comporte un module pour l'exportation et le traitement des séquences de flux archivées sur l'unité de stockage physique dédiée. 9 - Dispositif de vidéosurveillance numérique comportant des caméras vidéo sur IP caractérisé en ce qu'il comporte un système de gestion de flux de données numériques émises par une grappe d'appareils multimédias sur IP selon l'une quelconque des revendications 5 à 8. SUITE NOTIFICAION_SRM-FR-1 JS/SL