Битрейт в видеонаблюдении что это такое

Какой тип битрейта лучше всего использовать при записи камер видеонаблюдения?

CBR (Constant bitrate) расшифровывается как постоянный битрейт, который был задан в настройках записи видео/аудио и который не меняется в дальнейшем. То есть, независимо от типа данных (пусть даже вы записываете отключенную камеру) за 1 секунду кодируется постоянно количество бит. Благодаря использованию CBR есть возможность заранее знать размер исходного файла или ширину потока. Минусом такого типа кодирования является громоздкие объемы полученных данных, которые нерационально используют дисковое пространство.

VBR (Variable bitrate) с английского переводится как изменяющийся (переменный) битрейт. При кодировке в VBR мы получаем файл, битрейт которого изменяется в зависимости от «густоты» потока данных (то есть, к примеру, битрейт ночной съемки будет ниже, чем битрейт дневной съемки). Такой тип кодирования продолжает совершенствоваться, достигая новых показателей амплитуды изменения битрейта потока данных. Основным минусом является то, что невозможно предугадать будущий размер кодируемого файла. Несмотря на это, данный минус никак не омрачит общую картину: размер файла получается меньше, чем при кодировании по типу CBR.

Поэтому думаю выбор в данном случае очевиден.

Например в видеорегистраторах Hikvision настройка битрейта выглядит так:

06 Июня 2018

Интересно почитать

Предзапись на видеорегистраторах

Иногда задают вопрос, что такое предзапись и как работает? При настройке записи по движению в расписание в видеорегистратора.

Увеличение уровня сигнала сотовой сети

Блокируем доступ китайских ip камер к «внешнему миру» с помощью роутера Mikrotik

В системе видеонаблюдения многие уже давно заметили «непонятный» трафик от ip камер к китайским адресам. Данная статья для тех кому не безразлична информационная безопасность.

Источник

С пушкой по воробьям или с рогаткой на тигра? Полоса пропускания для IP-видеонаблюдения

С пушкой по воробьям или с рогаткой на тигра? Полоса пропускания для IP-видеонаблюдения

Ведущие эксперты компаний DSSL, Milestone Systems, «АБРОН Холдинг», «КОМПАНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬ», «ПЕРГАМ-Инжиниринг» и «Стилсофт» дают рекомендации о расчете полосы пропускания для системы IP-видеонаблюдения и выборе сетевого оборудования

Какой битрейт оптимален?

Чтобы решить, каким может быть поток, необходимо понимать, как он устроен хотя бы при первом приближении.

В кодеке H.264 (MPEG-4 Part 10) построение видеоизображения идет таким образом: камера делает опорный кадр (I-фрейм) и, опираясь на него (поэтому он называется опорным), производит вычитание из кадра неподвижных частей изображения – создается P-фрейм. Затем из этого второго кадра вычитается третий, и также создается P-фрейм с изменениями. Таким образом происходит создание серии P-фреймов, которые несут в себе только изменения между двумя соседними кадрами. Поскольку в процессе «вычитания» кадров возможны ошибки, приводящие к артефактам, то через какое-то количество кадров схема повторяется, снова отправляется опорный кадр и далее отправляется по сети серия фреймов с изменениями. Опорные кадры и получившиеся P-фреймы с изменениями отправляются по локальной сети для воссоздания серии полных кадров на устройстве вывода изображения. Это происходит путем «сложения» или «наложения» P-фреймов на опорный кадр и выводом получившейся серии кадров на монитор. Примерно так выглядит работа кодеков с межкадровым сжатием. Конечно, на практике все сложнее на порядок (есть еще B-фреймы, которые на основе анализа широкого набора кадров предсказывают, куда будет двигаться тот или иной объект в поле зрения камеры, что позволяет существенно снизить поток при наблюдении за поступательным движением, например, каких-то механизмов).

При незначительном изменении наблюдаемой сцены изменения между соседними кадрами будут также минимальными, соответственно и трафик в сети минимальный. Верно и обратное: при значительном изменении сцены изменения между кадрами будут значительными, что соответствующим образом повлияет на загрузку сети.

Не стоит забывать об особенности кодеков с межкадровым сжатием, они вносят довольно заметную задержку между временем самого события и тем моментом, когда оно отображается на экране. Это связано с работой самого кодека, поскольку камере необходимо получить оба кадра, затем вычесть один из другого, переслать на устройство вывода изображения и наложить на опорный кадр, что занимает время и тем самым вносит задержку.

Какой запас пропускной способности необходим?

При расчете пропускной способности сети нужно ответить на несколько вопросов:

1. Количество камер и формат их работы помогут определить, как будут двигаться основные потоки в сети, их направление и размер.

2. Количество клиентских мест позволит спрогнозировать движение потоков для отображения видео, их направление и объем трафика. Первые два вопроса дают возможность оценить загрузку сети при внедрении системы видеонаблюдения, однако не стоит забывать о дальнейших планах, о расширении.

3. Если система будет расти, то логично заложить запас по мощности сети, превышающий это расширение, чтобы потом не возвращаться к модернизации сети. Таким образом можно сэкономить в будущем, ведь сетевой коммутатор на 48 портов стоит дешевле, чем два по 24 порта.

4. Я противник использования единой сети для общего трафика организации и трансляции видеопотоков. Видеоконтент гораздо более «тяжелый» и постоянный, что может привести к перебоям в работе других служебных программ, например 1С, что для функционирования организации возможно даже более важно. Дополнительно необходимо задуматься о безопасности: если IP- камера находится в сети общего назначения, то любой сотрудник организации может попытаться получить доступ к изображению. В том числе подобрать пароль и просмотреть/прослушать встречи в конференц-зале.

Что важно при выборе сетевого оборудования?

На мой взгляд, самое важное – это правильный выбор архитектуры, безошибочное проектирование и расстановка приоритетов. В идеале, конечно, лучше использовать сетевое оборудование только класса Hi-End, однако зачастую такие мощность, функциональность и надежность не требуются.

С другой стороны, строить сеть для видеонаблюдения стратегического объекта на самом дешевом оборудовании и китайских проводах как минимум опрометчиво, а как максимум преступно. Поэтому, на мой взгляд, самое важное – это правильное понимание целей и задач, которые ставятся перед сетевым оборудованием, и правильный подбор средств для решения поставленных задач с возможностью модернизации. То есть пушкой по воробьям можно, но неоправданно, а с рогаткой на тигра – самоубийство. Так что лучше не впадать в крайности.

Каких ловушек избегать интегратору?

Самая большая ловушка – это соблазн использовать сети общего назначения без правильной их модернизации для систем видеонаблюдения, если они изначально для этого не были рассчитаны. Так, например, один из ведущих в мире производителей IP-видеокамер в рекламных постерах говорит: все, что вам нужно для построения IP-видеонаблюдения, – это IP-камера. Маркетинг иногда имеет очень мало общего с реальностью.

Если вы задумались о видеонаблюдении в офисе и вам очень нравится идея смотреть на своих опаздывающих сотрудников через смартфон – знайте, это имеет мало общего с безопасностью. Такой подход к видео – это видеомониторинг, а не система безопасности, и эти понятия нужно четко различать.

Принципиальное отличие видеомониторинга от видеонаблюдения – надежность системы. В случае отказа первой ничего не изменится, а в случае отказа второй – последствия могут быть существенными. Исходя из такого принципиального различия, подходы к построению этих систем кардинально различаются. В частности, сеть для обеспечения видеомониторинга можно настроить с минимальной приоритезацией видеопотоков, и тогда при скачках передачи внутренних данных предприятия в сети организации видеотрафик будет отбрасываться, если для него нет ресурсов, и он не будет оказывать влияния на загрузку сети. Естественно, пострадают и запись, и просмотр.

Обратная ситуация при работе с системой охранного видеонаблюдения. Если это система безопасности, то приоритет видеоданных будет максимальным, и главная функция такой системы – обеспечить стабильную запись и просмотр картинок с камер. В данном случае о совмещении сетей общего пользования и сети для IP-видеонаблюдения не может быть и речи. Это необходимо понимать в первую очередь при проектировании и построении сетей – остальное уже дело техники.

Можно ли гарантировать стабильность беспроводной сети?

Ответ лежит в самом вопросе. Раз сеть беспроводная, то о стабильности полосы говорить не приходится. Влияние оказывают многие факторы: загруженность эфира на несущей частоте, препятствия на пути передачи данных, количество абонентов, наличие помех, переотражений и общая электромагнитная обстановка в зоне применения беспроводных сетей.

Так как обеспечить гарантированный канал в беспроводных сетях невозможно, то любая система, построенная с беспроводными участками, – это система видеомониторинга, а не безопасности. Поэтому максимум, что мы можем сделать для обеспечения стабильности, – это задублировать ее по проводному резервному соединению.

Единственный общий совет, который можно дать при невозможности использования проводных каналов и необходимости применения беспроводных, – старайтесь проверить все на месте, прежде чем делать какие бы то ни было расчеты. Скажем, тот факт, что вокруг вашего объекта не офисов, не гарантирует хорошей работы Wi-Fi, поскольку в соседнем лесу может находиться военная база или ЛЭП, что сделает бессмысленным построение беспроводных сетей.

Однако и тут есть варианты, помимо Wi-Fi и 3/4G, – передача данных по оптическому каналу (лазерная или с помощью ИК-передатчиков) и более экзотические, например микроволновая. Но нужно понимать оправданность применения таких систем и, конечно же, обращаться к специалистам.

Источник

Упущенные истины видеонаблюдения

Самая частая ошибка монтажных организаций при выполнении проектов по видеонаблюдению любой величины и сложности – расчеты при проектировании. Либо же, оценочные расчеты. Если они вообще велись.

Раcчет ВАР ведется исходя из данных производителя (кривых разряда АКБ для 12В потребителей, кривых разряда UPS для потребителей 220В).

Глубина архива. Данный параметр очень важен для Заказчика и сильно зависит от настроек, выполненных Исполнителем: расписание записи, тип записи (постоянная, ДД, по тревоге и тп).

Самая часто встречающаяся проблема – записи нужны месячной давности, а архив, как оказалось, всего недельной емкости. Тут уже встает вопрос о смысле такой системы.

А рассчитывается он очень просто (только для примера с постоянной записью):

Архив системы= Кол-во камер * Битрейт камеры (Мбит/с)* Временной промежуток (с).

Различные калькуляторы архива прячут параметр «Битрейт камеры» за понятием «Качество» или «Уровень компрессии», при этом не давая продвинутому пользователю ввести желаемый битрейт руками:

macroscop.com Пример калькулятора

arecontvision.ru Расчет архива

Для тех, кто понимает необходимый уровень битрейта – все очень просто.

Очень часто, используя аналоговые камеры, выставляют битрейт 2Мбит/с, который может очень легко быть применен для fullHD IP-камер, с частотой кадров 12кс, а то и 25кс (в зависимости от кодека и его реализации).

Давайте посмотрим, сколько же может писать в сутки одна камера с битрейтом в 2048 Кбит/с (это может быть как аналоговая, так и 3Мп камера):

Итого, 1 камера с битрейтом 2Мбит/с за 24часа непрерывной записи займет 21 Гб ахрива.

CBR против VBR

Битрейт имеет большое значение в системах видеонаблюдения, так как влияет на качество и, самое главное, на объем архива. Здесь в игру вступают режимы CBR и VBR.

Мы провели ряд экспериментов с использованием скоростной поворотной камеры, поскольку полностью изменять сцену на ней не составляет труда ( не махать же руками каждый раз перед объективом).

На графике видно, что битрейт неизменный при активном движении в кадре.

Оно и понятно, поскольку активность постоянная. Тогда мы направили нашу камеру в место, где движения в кадре нет совсем и видим, что график остался неизменным.

Из чего можно сделать вывод, что независимо от сцены, нагрузка на сеть не меняется, а значит никакого риска с потерей качества нет.

Рассмотрим режим VBR.

VBR (Variable bitrate) расшифровывается как переменная скорость передачи данных и этот термин подразумевает, что поток изменяется в зависимости от сцены. Устанавливаем кодек сжатия H264, VBR 8 Мбит/c.

Слева на графике мы видим все еще режим CBR, а с середины мы включаем режим VBR и создаем активное движение в кадре, включив постоянное горизонтальное сканирование (вращение) поворотной камеры.

Помимо того, что график стал разбитым, мы видим, что битрейт поднялся до 10 Мбит, а это превышает заданный лимит на 25%!

Рассмотрим график изменения при сцене, где активности движения нет совсем при том же максимально установленном VBR 8 Мбит/c.

Видно, что битрейт упал до 5 Мбит, движения нет, график ровный, нагрузка на сеть стабильная, но что произойдет если в кадре резко появится активное движение?

Справа видно, что при появлении движения в кадре битрейт с 5 Мбит резко возрастает до 8 Мбит. Из чего вывод, что если движения в кадре нет, нагрузка на сеть стабильная, но как только появляется движение, нагрузка увеличивается в 1.5 раза и это с одной камеры

CBR держит стабильный битрейт независимо от сцены и не создает резких нагрузок на сеть. В данном режиме можно довольно точно предсказать размер архива, что является плюсом, но вы должны учитывать, что постоянный битрейт это в разы больше занимаемого места в архиве, что можно присвоить к минусу этого режима.

При монтаже системы видеонаблюдения многие рассчитывают пропускную способность сети с переменным битрейтом, например, в 8Мбит/c не задумываясь о том, что при появлении активности в кадре битрейт может подскочить до 10Мбит/c, тем самым получают зависания картинки. В системе видеонаблюдения необходимо всегда иметь запас пропускной способности желательно до 50%.

Доп. поток в IP СВН

Первый поток, main stream, используется для отображения максимального разрешения камеры в полноэкранном режиме 1 камера на весь монитор, 1 или 2 или 3 Мегапикселя.

Дополнительный, второй поток, sub stream, имеет значительно меньшее разрешение, максимально ограниченное 720p, но чаще всего D1.

Падение напряжения на кабельных трассах

Самая большая проблема, с которой встречаются монтажники, имеющие небольшой опыт при построении «растянутых» объектов, с длинными кабельными трассами.

Вроде бы…все просто, но не тут то было. Видеокамера – сложный технический продукт. От недостатка напряжения изображение теряет качество, а при переизбытке напряжения – камера вынуждена служить меньше времени, отведенного ей производителем. На примере трех камер SNR были выполнены тесты для разных значений напряжения от 4-5 до 13В:

Сравнительно небольшая девиация тока при уменьшении напряжения.

При 4В камера почти ничего не потребляет.

Включение ИК-подсветки на камере меняет сопротивление камеры и увеличивает потребляемый ток.

Сравнительно небольшая девиация тока при уменьшении напряжения.

Включение ИК-подсветки на камере меняет сопротивление камеры и увеличивает потребляемый ток.

Сравнительно небольшая девиация тока при уменьшении напряжения.

Включение ИК-подсветки на камере меняет сопротивление камеры и увеличивает потребляемый ток.

Из приведенных замеров видно, что понижение напряжения ведет к увеличению потребляемого тока, что вполне вяжется с законом Ома для участка цепи и определением мощности P= UI. Но данный закон не применим в точности к видеокамере ввиду наличия реактивных сопротивлений и микросхем.

При падении напряжения ниже определенного рабочего значения (для каждой камеры оно свое) начинается игра «напряжение-ток»:

Потеря напряжения в кабеле ведет к возрастанию потребляемого тока камерой, что в свою очередь ведет к повышению потери напряжения на кабеле опять. и так до предела минимального напряжения на схеме камеры.

Падение напряжения в кабеле зависит напрямую от его сопротивления:

Uкаб=IкамRкаб, где Rкаб=ρ*l/S, чем длиннее и тоньше кабель, тем его сопротивление больше(*).

Для расчета сопротивления кабеля рекомендуем брать справочные характеристики производителя, например кабельная продукция «Паритет»: