Étiquette : NDI HX

NDI, ou Network Device Interface, le format AV sur IP dédié à la production live

L’AV sur IP n’échappe pas à la règle : pour un nouveau format audio/vidéo se voulant universel, il existe forcément plusieurs solutions incompatibles entre elles. Certaines sont totalement propriétaires, d’autres sont plus ouvertes. Dans le domaine de l’audio/vidéo sur le réseau, le NDI est disponible gratuitement pour être adopté par le plus grand nombre.

NDI : Network Device Interface

Le NDI a été développé par NewTek et il est officiellement disponible depuis 2016. Il fonctionne sous le principe de la licence open source. Tout fabricant peut l’intégrer à ses produits sans rien avoir à payer. Les SDK existent sous tous les OS courants : Windows, Linux, macOS, Android…

Le NDI est un codec qui a pour but de diffuser un flux audio/vidéo sur le réseau IP. Pour cela, il encode une source en qualité broadcast avec toutefois un fort taux de compression à faible latence.

Pour faciliter la connexion entre appareils et logiciels compatibles, NDI utilise les protocoles mDNS Bonjour/Zeroconf. Cela permet à tous les flux NDI présents sur le réseau d’être découverts automatiquement par les différentes équipements compatibles.

Les 3 avantages majeurs du NDI sont les suivants :

Faible latence – Le codec NDI est conçu pour transmettre de la vidéo haute définition sur un réseau informatique, avec une faible latence et une haute qualité. Cela le rend idéal pour les applications de production vidéo en direct, lorsque le respect du timing est essentiel.

Polyvalence – Le codec NDI est compatible avec un large choix d’appareils et de logiciels. Il peut être utilisé pour connecter des caméras, des mélangeurs vidéo, des ordinateurs et d’autres équipements de production vidéo sur un réseau IP.

Facilité d’utilisation – Le codec NDI est conçu pour être facile à utiliser et à configurer. Les appareils compatibles NDI fonctionnent comme n’importe quel autre appareil en réseau. Le NDI n’a pas besoin d’une formation spécifique pour être utilisé.

Le codec NDI a révolutionné la façon dont la vidéo est produite et diffusée dans le monde du broadcast. Il offre une alternative plus flexible, efficace et abordable par rapport aux systèmes basés traditionnellement sur les liaisons SDI.

Les différentes générations du protocole NDI

NDI est un protocole en constante évolution, avec de nouvelles versions publiées régulièrement. Chaque nouvelle version apporte généralement des améliorations en termes de performances, de fonctionnalités et de compatibilités. La version la plus récente, NDI 6, introduit la prise en charge native du HDR et étend la connectivité WAN au matériel.

Version	Date de sortie	Fonctionnalités/Améliorations
1.0	Avril 2016	Version initiale
2.0	Sept. 2016	Prise en charge inter-sous-réseaux via Access Manager, prise en charge de l’encodage ARM, SDK iOS
3.0	Juillet 2017	Prise en charge de NDI-HX, option de transport multicast avec FEC, prise en charge PTZ
4.0	Sept. 2019	Mode de transport Multi-TCP, prise en charge HDR 16 bits, enregistrement synchronisé natif, serveur de découverte, NDI HX2
5.0	Juillet 2021	Transmission UDP fiable, prise en charge redondante du serveur de découverte, NDI 5 Tools (Bridge, Remote, Audio Direct, sortie FCP-X)
5.5	Août 2022	NDI Router 4K, NDI Remote (talkback et partage de bureau), NDI FreeAudio
6.0	Avril 2024	Spécification ajoutée pour les métadonnées NDI HDR, prise en charge améliorée des formats de couleurs 16 bits, utilitaire NDI Bridge pour Linux, prise en charge NDI-KVM pour le moniteur vidéo sur macOS, NDI Router pour macOS, NDI Studio Monitor sur Windows amélioré avec la prise en charge HDR pour l’affichage et l’enregistrement

Tous les avantages du NDI 6

Le NDI 6 correspond donc à la dernière génération. C’est une mise à jour significative du NDI grâce à la prise en charge native du HDR. Il permet également la production à distance grâcxe à la connectivité entre les temps via un réseau WAN. Plus généralement, NDI 6 assure la transmission, la réception et la communication de vidéos haute définition sur un réseau informatique, toujours avec une faible latence et une haute qualité.

Voici les principales caractéristiques de NDI 6 :

HDR – NDI 6 offre une prise en charge du HDR 10 bits de façon native pour une restitution vidéo encore plus réaliste. NDI 6 supporte les formats PQ et HLG, ce qui lui permet d’assurer la diffusion vers la plupart des appareils HDR et non HDR.

Profondeur de couleur 10+ bits – la profondeur de couleur 10+ bits permet d’exploiter tout le spectre des couleurs et de profiter de dégradés plus lisses, de textures plus riches et d’une précision au pixel près, le tout en temps réel.

NDI Bridge – ce nouvel utilitaire permet aux appareils d’envoyer de manière autonome des flux NDI cryptés sur le réseau WAN pour simplifier la production à distance. Ainsi, les utilisateurs peuvent connecter leurs caméras à n’importe quel réseau NDI dans le monde entier. La transmission bidirectionnelle cryptée assure une sécurité totale via Internet. Contenu et métadonnées ne peuvent pas être interceptés ou utilisés sans la clé de sécurité associée.

Cette version 6 du protocole NDI offre encore plus de possibilités de connectivité sur site et à distance, tout en supportant le HDR, une nécessité aujourd’hui dans la production en 4K.

Le codec NDI intègre les méta-données

Ce sont aujourd’hui les caméras de captation pour le live qui bénéficient principalement du codec NDI. Car en plus d’embarquer le son et l’image, le NDI gère également les méta-données. C’est-à-dire qu’un flux d’informations transite en parallèle du flux audio/vidéo. Il y a trois niveaux de méta-données :

Lien source/récepteur – Il y a bien sûr les données purement techniques qui servent à maintenir la liaison entre sources et récepteurs.

PTZ – Il existe un deuxième niveau dédié au contrôle des caméras PTZ. Ainsi, à travers une unique connexion IP, l’opérateur récupère le flux et il peut commander à distance les motorisations des caméras. Ces méta-données étant bidirectionnelles, elles transportent également les informations de tally.

Programmable – Le troisième niveau de méta-données est libre. Chaque fabricant peut embarquer les commandes qu’il aura développé. Certains travaillent sur l’inclusion des commandes MIDI ou DMX à travers le codec NDI.

Les débits nécessaires pour le codec NDI

Le NDI fonctionne en unicast (un flux vers un récepteur) et en multicast (un flux vers de multiples récepteurs). Cependant, une infrastructure Gigabit est suffisante. Le WiFi est même accepté, ce qui est un type de connexion impossible pour la plupart des codecs concurrents.

Le NDI existe dans quatre versions successives avec un encodage plus ou moins puissant afin de limiter le bande passante nécessaire :

NDI – 100 Mbps pour un signal HD 1080i – Gigabit ou 10GbE
HX – 20 Mbps pour un signal HD 1080i – Gigabit ou WiFi
HX2 – 50 Mbps pour un signal HD 1080i – Gigabit ou WiFi
HX3 – 84 Mbps pour un signal 4K HDR – Gigabit, WiFi ou WAN

Selon la résolution exacte et le nombre d’images par seconde, et la compression étant variable, ces débits sont donnés à titre d’exemple.

Un codec AVoIP dédié à la production live

Principalement utilisé pour transmettre le son et l’image de caméras dans toutes sortes d’événements, le NDI accepte virtuellement n’importe quelle source : un flux stocké et lu depuis un PC, mais aussi une source HDMI passant à travers un encodeur NDI.

Le NDI étant capable de gérer la couche alpha (la transparence), il est également possible de créer un flux NDI par élément constitutif d’une image final : bandeau défilant, scores, logos, etc.

Au niveau de la régie, l’opérateur reçoit et voit tous les flux simultanément sans aucun latence depuis un moniteur. Il peut alors sélectionner quel flux est envoyé vers quel écran et passer d’un flux à un autre à la volée sans aucune rupture.

Autre avantage du NDI, les sources et les récepteurs ne doivent pas forcément se trouver sur le même réseau local. Il est possible de passer à travers des sous-réseaux (subnets) et même à travers un routeur pour des accès à distance entre deux lieux physiquement distants de plusieurs centaines de kilomètres.

Le NDI est utilisé pour la production live d’événements tels que les conférences, la gestion des grands écrans dans un stade ou encore le e-sport plus récemment.

Le NDI se développe dans d’autres environnements

Un flux NDI se lit depuis n’importe quel point du réseau : depuis un récepteur NDI ou une régie principalement. Mais également depuis tout appareil connecté capable de lire un flux vidéo. Il lui faut pour cela une application équipée du codec NDI. De telles applications existent pour tous les systèmes d’exploitation, et même sur des appareils très grand public comme les smartphones ou encore le boîtier Apple TV.

Grâce à son débit mesuré sur le réseau, en filaire comme en WiFi, le NDI se développe de plus en plus. Il est l’antithèse du SDVoE avec lequel il est complémentaire. Le SDVoE plutôt axé sur la qualité sans compression nécessite de très hauts débits et une infrastructure réseau solide. En dehors de la production live, le NDI pourrait très bien être utilisé dans d’autres environnements : affichage dynamique, médical, résidentiel, gaming, réalité augmentée…

L’avenir du NDI

Voici quelques tendances et des pistes de développements qui permettent d’entrevoir vers où se dirige le codec NDI.

Qualité visuelle accrue – NDI 6 a introduit la prise en charge native du HDR et une profondeur de couleur 10 bits, en faveur d’une meilleure qualité d’image. Il est probable que les futures versions de NDI continueront à améliorer la qualité d’image, en supportant des résolutions plus élevées, des fréquences d’images plus rapides et peut-être les HDR dynamiques tels que le Dolby Vision.

Connectivité étendue & cloud – L’ajout de l’utilitaire NDI Bridge avec le NDI 6 démontre l’importance de la connectivité WAN pour les productions à distance. Les futures versions de NDI pourront améliorer la connectivité WAN, en partiuclier la sécurité et la connexion aux plateformes cloud les plus utilisées.

Adoption plus large – Avec des millions d’utilisateurs dans le monde et une adoption croissante dans le monde du broadcast, NDI est en passe de devenir le standard de l’industrie pour la production vidéo sur IP. La simplicité d’utilisation et l’interopérabilité devraient attirer encore plus d’utilisateurs et de fabricants d’appareils à l’avenir.

En résumé, l’avenir de NDI semble prometteur, grâce à des améliorations continues en termes de qualité visuelle, de connectivité, de collaboration à distance et de nouvelles applications. L’accès simple au codec, parfois à travers des solutions gratuites, est un atout majeur. NDI fait partie des acteurs principaux de l’AVoIP pour la production et la diffusion vidéo. Peut-être le sera-t-il aussi dans d’autres domaines de l’audiovisuel.

Sources :

22 novembre 2024

[Dossier] VISCA, Pelco, ONVIF : les protocoles de commande des caméras PTZ
Lorsque les caméras de surveillance et les caméras de visioconférence sont motorisées, différentes solutions de contrôle sont possibles. Elles sont dites PTZ, pour Pan-Tilt-Zoom. Cela signifie que la caméra est mobile dans l’axe horizontal (pan) et vertical (tilt), complété par le zoom. Ces trois motorisations peuvent se piloter de différents façons comme nous allons le voir. Mais il existe aussi des protocoles de commande PTZ universels facilitant ces possibilités.

Le pilotage propriétaire direct infrarouge ou USB

Le premier moyen de contrôle des motorisations PTZ d’une caméra est le plus simple : l’infrarouge. Si la caméra est équipée d’un récepteur, elle sera fournie le plus souvent avec une télécommande. Les utilisateurs peuvent ainsi facilement zoomer et modifier l’orientation de la caméra. Ce n’est pas forcément très précis mais n’importe qui peut prendre en main la motorisation sans formation, sans aucune complexité.

Dans le même esprit, avec une caméra reliée en USB à un PC, ce dernier fait office de centre de contrôle. La télécommande apparaît de façon virtuelle avec toutes les touches nécessaires. Bien que ce soit moins pratique qu’une télécommande car la manipulation s’effectue à la souris ou au trackpad. Mais cette solution a l’avantage de la simplicité et on ne risque pas d’égarer la télécommande infrarouge.

Une caméra PTZ AVer et sa télécommande infrarouge – (c)AVer

En résumé, les modes de contrôle infrarouge et USB sont dédiés essentiellement aux caméras PTZ de visioconférence dans les salles de réunion, lorsqu’il y a une seule caméra.

Le pilotage universel via le port RS232/422/485

Un grand nombre de caméra reçoit un port série prenant la forme d’une prise DB9 ou Mini-DIN. Elle est compatible avec les normes RS232, RS422 ou RS485. Cette solution désormais ancienne est toujours d’actualité car fiable et simple d’emploi. Fonctionnant dans le domaine analogique, il est facile d’analyser et de débugger les transmissions avec de petits logiciels gratuits qui captent et affichent les trames.

Ce type de liaison est universel. Il permet d’utiliser les protocoles de commande PTZ suivants :
- Pelco-D et Pelco-P – développé par la société Pelco appartenant au groupe Schneider, société spécialisée dans le domaine de la vidéosurveillance qui a mis à disposition son protocole
- VISCA – développé par Sony, ce protocole est utilisé aujourd’hui par les plus grands acteurs de la vidéoconférence
Les commandes Pelco ou VISCA se transmettent classiquement en hexadécimal, avec l’adresse de la caméra à laquelle on souhaite parler, les commandes et les données de confirmation. Le tableau ci-dessous liste les commandes VISCA pour chaque type de motorisation P, T et Z.

Liste des commandes universelles VISCA – (c)Blackmagicdesign

Il est possible de chaîner les caméras à partir d’une seule liaison RS232/422/485. Lorsque la commande est envoyée, toutes les caméras la reçoivent, seule celle dont l’adresse est en tête de la commande réagit. Les commandes de type broadcast permettent de piloter toutes les caméras simultanément.

En résumé, les protocoles Pelco et VISCA via une connexion série se destinent au contrôle d’une ou de plusieurs caméras PTZ. Pelco se retrouve plutôt utilisé pour la surveillance, VISCA pour les conférences.

Le pilotage universel en IP

Piloter une caméra via sa connexion réseau, cela tombe sous le sens. Dans ce domaine aussi des protocoles de pilotage existent. Certains fabricants peuvent mettre à disposition une API pour attaquer directement leurs caméras via une communication ouverte. C’est utile pour intégrer les caméras dans des systèmes d’automation et les lier à d’autres fonctions audiovisuelles ou techniques du bâtiment.

La liaison IP d’une caméra sert le plus souvent à délivrer le flux audio et vidéo sur le réseau via un stream lisible par différents types de récepteurs. Deux protocoles existent dans lesquels l’image, le son et les commandes intègrent le même flux :
- ONVIF-S – plusieurs acteurs de la vidéo sont à l’origine de ce protocole. ONVIF est aujourd’hui une association à but non lucratif mettant à disposition différentes formes de son protocoles pour des usages distincts. La version ONVIF-S transmet les contenus et les commandes PTZ.
- NDI – développé par NewTek et ouvert à ses partenaires et concurrents, ce protocole transporte lui aussi image, son et commandes (lire aussi notre dossier NDI : le format AV sur IP dédié à la production live)
- VISCA over IP – une version réseau du protocole VISCA est également disponible
Piloter les caméras à travers l’IP est évidemment la solution la plus polyvalente. Une seule connexion permet de transmettre les flux de la caméra et de lui envoyer en retour les commandes PTZ. Ensuite, les caméras peuvent se trouver n’importe où sur le réseau, elles seront toujours pilotables.

En résumé, le PTZ via l’IP s’adresse surtout à des projets de grande envergure, sur des événements live, de grandes salles de conférence ou pour les centres de vidéosurveillance.

L’importance des protocoles de commande PTZ universels

Qu’ils soient série ou IP, les protocoles de contrôle des caméras PTZ sont nécessaires à tous les systèmes de gestion centralisés tels que les pupitres ou les régies. Une configuration simple permet de prendre la main sur toutes les caméras dans un protocole donné, même si elles ne proviennent pas du même fabricant. Certaines centrales de pilotage sont même compatibles avec différents protocoles, ce qui multiplie encore les possibilités pour piloter des dizaines de caméras sans contrainte.

Enfin, du côté des caméras il existe également des modèles équipés de plusieurs protocoles pour faciliter leur insertion dans un système existant. C’est le cas des caméras AVer TR530 et TR320 qui offrent les compatibilités VISCA, Pelco et ONVIF. Elles font ainsi tomber toutes les barrières à l’installation.

Sources :
- Organisation ONVIF
- Protocole VISCA (Wikipedia)
- Pelco-P et Pelco-D
9 mai 2020
Lumens est compatible NDI HX, le protocole AV sur IP dédié aux caméras

Lumens propose une mise à jour de sa caméra IP haut de gamme VC-A50PN. Cette dernière peut désormais utiliser le protocole NDI HX, développé par NewTek. Celui-ci a pour but de normaliser la transmission d’images et le pilotage des caméras IP. Des dizaines de fabricants ont déjà souscrit à cette compatibilité, essentiellement pour tout ce qui est serveur et contrôle. En ce qui concerne les caméras, la Lumens VC-A50PN est l’une des toutes premières à communiquer en NDI HX.

Un protocole AV sur IP spécifique aux caméras

Nous vous avons déjà parlé des différentes technologies liées à la diffusion audio/vidéo sur IP. Et nous n’avons pas fini, ce n’est que le début ! En marge des différentes technologies purement liées à la transmission de flux entre sources et afficheurs, le NDI HX se pose en spécialiste.

Ce protocole a pour but de rendre une caméra IP universelle sur un réseau local. En effet, une caméra NDI HX, quel que soit son fabricant, est automatiquement découverte par tout appareil ou logiciel NDI HX. Il n’y a rien à configurer, pas d’URL spécifique ni de ports à ouvrir. Dès qu’une caméra se connecte au réseau, elle devient accessible.

Depuis l’interface de contrôle, on peut ainsi prendre la main sur la caméra et en gérer tous les aspects PTZ : déplacement et zoom. Le protocole NDI HX transmet en effet l’image, le son et les commandes, en bidirectionnel. Lorsque la caméra est en train d’être visualisée ou enregistrée, sa petite lumière rouge, le tally, s’allume.

Tout cela passe exclusivement à travers le réseau Ethernet. Et un réseau avec des switch Gigabit suffit. Le flux maximal a beau être en 1080p @ 60 Hz, il n’occupe que 10 Mbps de bande passante. Voilà une belle prouesse technologique, surtout que la latence est inférieure à 1 frame. Aucun risque de surcharger le réseau, et des switchs « classiques » suffiront, inutile d’investir dans des machines de guerre.

Sorties IP, HDMI, 3G-SDI et intégration facilitée

La caméra Lumens VC-A50PN dispose d’une sortie HDMI et d’une autre 3G-SDI. Cela répondra aux demandes d’affichage tout proche de la caméra. On passera évidemment en NDI HX pour les longues distances, à travers le seul port Ethernet. Celui-ci est PoE, il peut donc assurer également l’alimentation de la caméra. Surtout que le NDI HX a un autre avantage : il fonctionne en multicast. Un nombre illimité d’interfaces peuvent en afficher le contenu simultanément.

Même si le pilotage passe à travers le port Ethernet également, Lumens laisse la possibilité de prendre la main sur la caméra depuis un automate tiers. Soit à travers le réseau, soit en RS232. Lumens a longuement documenté son protocole qui donne accès à toutes les commandes sans exception, du niveau de zoom jusqu’à la focale exacte de l’objectif.

En somme, la solution de l’AV sur IP pour les caméras IP est une excellente nouvelle qui devrait faciliter la vie dans beaucoup de situations. Terminé le format de diffusion RTSP instable et lent, finies les liaisons câblées directes en SDI. Les caméras AV sur IP, HD et à faible bande passante, deviennent la nouvelle norme !

Plus d’infos : Lumens

21 mars 2018