视频监控存储空间大小与传输带宽计算方法.pdfVIP

视频监控存储空间大小与传输带宽计算方法 在数字视频监控系统设计与实际应用中，经常需要规划数字视频系统的存储空间大小及 传输网络带宽，这对于整个系统的应用非常重要，而又较难规划。在此，从原理上及应用上 略做说明。 一、首先需要明确如下概念： 1、分辨率 分辨率表示图像的尺寸大小（或像素数量），用于设置录像的图像尺寸。在监控中常用 的分辨率有QCIF、CIF、HD1、2CIF、DCIF、4CIF和D1这几种。分辨率是决定位率（码 率）的主要因素，不同的分辨率要采用不同的位率，它们之间的关系如图1所示。 总体而言，录像的分辨率越高，所要求的位率（码率）也越大，但并不总是如此，图1 说明了不同分辨率的合理的码率选择范围。所谓“合理的范围”指的是，如果低于这个范围， 图像质量看起来会变得不可接受；如果高于这个范围，则显得没有必要，对于网络资源以及 存储资源来说是一种浪费。 2、位率 位率又称为“码率”。指单位时间内，单个录像通道所产生的数据量，其单位通常是bps、 Kbps或Mbps。可以根据录像的时间与位率估算出一定时间内的录像文件大小。 位率类型又称为码率类型，共有两种——动态码率（VBR）和固定码率（CBR）。所谓 动态码率是指编码器在对图像进行压缩编码的过程中，根据图像的状况实时调整码率高低的 过程，例如当图像中没有物体在移动时，编码器自动将码率调整到一个较低的值。但当图像 中开始有物体移动时，编码器又自动将码率调整到一个较高的值，并且实时根据运动的剧烈 程度进行调整。这种方式是一种图像质量不变，数据量变化的编码模式。 固定码率是指编码器在对图像进行编码的过程中，自始至终采用一个固定的码率值， 不论图像情况如何变化。这种方式是码率量不变，而图像质量变化的编码模式。 在动态码率模式下，我们在硬盘录像机上设置的位率值称为“位率上限”。意思是我们人 为设定一个编码码率变化的上限，可以低于，但不能高于。根据这个位率值，我们可以估算 出一定时间内的存储容量的上限值。 在固定码率模式下，在硬盘录像机上设置的位率值就是编码时所使用的位率值，根据 这个数值，我们可以精确地估算出一定时间内的存储容量。 3、帧率 帧率表示单位时间内，从图像中所能获取的完整图片数量，单位是fps （帧每秒）。 二、分辨率、码率和帧率之间的关系。 首先看分辨率。从通常的认识来说，分辨率越高，图像质量越好，分辨率越低，图像质 量越差。但如果抛开了码率来谈的话，上述观点是站不住脚的。实际上为了获得好的回放质 量，除了提高分辨率以外，更重要的还要同时提高编码码率，否则效果可能适得其反。 其次看码率。一般而言，码率越高，图像质量相对越好，码率越低，图像质量相对越差， 但这个说法也只在一定范围内成立。所谓的范围，就是图1中所标示的码率范围，因为图像 质量的提升并不与码率的提升成线性关系。 最后看帧率。事实上，帧率对图像质量并不起直接的作用，帧率的高低只是影响图像的 连贯性。在某些场合下，图像的连贯性也会被作为回放效果的评测标准之一（注意回放效果 与图像质量的区别）。但在某些特殊情况下，通过调整帧率，也能在有限的码率下获得好的 图像质量。例如在ADSL线路上传输图像，上行带宽只有512Kbps，但要传输4路CIF分辨 率的图像。按照常规，CIF分辨率建议码率是512Kbps，那么照此计算就只能传一路，降低 码率势必会影响图像质量。那么为了确保图像质量，就必须降低帧率，这样一来，即便降低 帧率也不会影响图像质量，但在图像的连贯性上会有影响。 三、计算公式 传输带宽计算： 码率 × 摄像机的路数 = 网络带宽至少大小; 存储空间计算： 每小时每路容量（单位：M/小时.路）=码率(单位：kb/s) 3600秒÷8÷1024 三、在数字摄像头设置中的注意事项： 1、如果在有限的带宽传输更多的视频。 降低码率是根本的解决方法，降低码率的同时，要选择合理的分辨率，具体设置参照图 1。为了在低码率的条件下显示好的图像质量，再降低帧率。通常我国的视频标准显示是25 帧率，主要是考虑到动画的播放。因我们是视频的显示，实际上在16帧以上就不影响人的 视觉连贯性，那我们设置16帧率就可以了。 2、如果只重视视频显示和回放效果。 提高分辨率和合理的高码率，帧率设置为16就可以了。 3、存储容量的计算 参照附录1的图像质量最好就可以了