視頻監控的解析度,幀率,碼流,碼率和硬碟計算

2021-01-10 騰訊網

對於新入行視頻監控行業的同仁來說,有幾個概念可能會混淆,並且弄不清楚他們相互之間的關係,那就是幀率、解析度、碼流。今天就來談談這幾個概念,希望對有需要的人加深對它們的理解。

一、解析度(Resolution)

視頻解析度是指視頻成像產品所成圖像的大小或尺寸,它的表達式為:「水平像素數*垂直像素數」。常見的圖像解析度有QCIF(176×144)、CIF(352×288)、D1(704×576)、720P(1280×720)、1080P(1920*1080)。攝像機成像的最大解析度是由CCD或CMOS感光器件決定的。現在攝像機基本支持修改解析度,是通過攝像機自帶軟體裁剪原始圖像生成的。

二、幀率(Frame Rate)

一幀就是一副靜止的畫面,連續的幀就形成動畫,如電影等。我們通常所說的幀數就是在1秒鐘時間裡傳輸的圖片的幀數,通常用fps(Frames Per Second)表示。每一幀都是靜止的圖像,快速連續地顯示幀便形成了運動的假象,還原了物體當時的狀態。高幀率可以得到更流暢、更逼真的動畫。每秒鐘幀數(fps) 愈多,所顯示的動作就會愈流暢。一般來說,圖像幀率設置為25fps或30fps已經足夠。

三、碼流(Data Rate)

碼流是指視頻圖像經過編碼壓縮後在單位時間內的數據流量,也叫碼率,是視頻編碼中畫面質量控制中最重要的部分。同樣解析度下,壓縮比越小,視頻圖像的碼率就越大,畫面質量就越高。

解析度、幀率及碼流之間的相互關係可以用下圖簡單表示:

對於靜止的圖像,用較低的碼流即可以獲得較高的圖像質量;對於運動的圖像,需要配置較高的碼流。舉個例子,針對720P的攝像機來說,典型碼率為:2M,對於室內場景,因運動物體較少、速度較小,配置2M碼流即可滿足要求;對於道路監控場景,因車流速度快,場景變換大,可能需要配置4M碼率。實際應用中,我們應該配置為變碼率,使其更好地適應場景變化。

四、硬碟容量計算

1) MJPEG

MJPEG (Motion JPEG)壓縮技術標準源於JPEG圖片壓縮技術,是一種簡單的幀內JPEG壓縮,它對視頻的每一幀進行壓縮,壓縮比率較小,數量大,通常每路每小時325X288解析度錄像需要硬碟空間1G左右。

2) 小波算法

小波算法是基於小波變換的視頻壓縮,該技術是使圖像信號的時域解析度和頻域解析度同時達到最高,g+c手機。內核是採用行進中壓縮和解壓縮方式,視頻中幀與幀之間沒有相關性,以352X288錄像,每路每小時一般為350M左右

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3) MPEG-4

MPEG-4標準是面向對象的壓縮方式,不是像MPEG-1和MPEG-2簡單地將圖像分為一些像塊,而是根據圖像內容,JOYS PC手機加電腦,將其中的對象(物體、人物、背景)分離出來分別進行幀內、幀間編碼壓縮,並允許在不同的對象之間靈活分配碼率,對重要的對象分配較多的字節,對次要的對象分配較少的字節,從而大大提高了壓縮比,使其在較低的碼率下獲得較好的效果。MPEG-4的傳輸速率為4.8~64kbit/s,使用時佔用的存儲空間比較小,以352X288錄像,每路每小時一般為120M左右。

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4) H.264

這種壓縮模式和MPEG-4基本一致,所以計算的時候大家可以按照MPEG-4的容量進行計算。

公式:G = H * N * X * T / 1024

公式說明:硬碟容量 = (一天錄像時間)*(錄像機路數)*(壓縮模式)*(錄像保存天數) /(1G=1024M)

硬碟容量計算公式:

存儲容量q,單位MByte,字節

碼流D,單位kbps,單位Kbit/s,比特(8bit=1Byte)

時間1h(小時)=3600s(秒)

所以1路視頻錄像一個小時所需的硬碟容量是:

q= D(kbps)÷8×3600÷1024(1MB=1024KB)

(1)計算單個通道每小時所需的存儲容量q,單位Mbyte。

其中d是碼率(即錄像設置中的「位率/位率上限」),單位Kbit/s

(2)確定錄像時間要求後單個通道所需的存儲容量m,單位Mbyte

m=q×h×D

其中 h是每天錄像時間(小時)

D是需要保存錄像的天數

碼率是512時候,正常錄像每小時單通道文件大小225M;每天(24小時)大概5.3G

碼率是384時候,正常錄像每小時單通道文件大小168.75M;每天(24小時)大概4G

可以這樣計算,正常錄像每小時單通道要佔用的空間是:

(碼率除以2.27)M,或者每天(24 小時)大概佔用空間是(碼率乘以10.57)M

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根據這些公式我們可以計算視頻監控錄像所需硬碟容量,這是一個在線工具,可以在知道錄像文件大小,錄像時間,錄像碼流三者中的任兩個的條件下,方便快捷的計算出另一個。

如何設置碼率,解析度,幀率來確保較好的清晰度,可以參考下圖來設置

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以下為推薦碼率表,可以參考借鑑……

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