Frame Rate و پهنای باند دوربین مداربسته

با توجه به رابطه Frame Rate و پهنای باند دوربین مداربسته ، از نظر محاسباتی، کاهش تعداد تصاویر منتقل شده در ثانیه (Frame Rate) توسط دوربین های نظارت تصویری باید منجر به کاهش متناسب در پهنای باند و ذخیره سازی شود.

با این حال، کسانی که دانش فنی خوبی در مورد چگونگی ساخت جریان های ویدئویی دارند، می دانند که برای اکثر سیستم های نظارت تصویری، کاهش در Frame Rate احتمالاً فقط تأثیر جزئی در پهنای باند و استفاده از ذخیره سازی خواهد داشت.

تقریباً همه CODEC های رایج مورد استفاده در نظارت ویدیویی از این واقعیت استفاده می کنند که بیشتر اوقات، بخش اعظمی از هر تصویر ضبط شده همان تصویر قبلی است. کدک های MPEG 4 ، H.264 و H.265  ، به نحوی عمل می کنند که علاوه بر فشرده سازی تصاویر، میزان داده های ذخیره شده را کاهش دهند.

این کار با گرفتن یک دنباله یا گروهی از تصاویر (GOP) که با یک تصویر کامل شروع می شود، به نام (I-Frame (Intra frame نام گذاری می شود، که تعداد زیادی از داده ها را شامل می شود زیرا یک تصویر کامل است.

اما داده های گرفته شده از تصویر بعدی فقط نیاز به تغییراتی در رابطه با کامل I-Frame دارند که به اصطلاح P-Frame گفته می شود و معمولاً در مقایسه با کامل I-Frame کاملاً کوچک خواهد بود ، خصوصاً وقتی حرکت و تغییر بسیار کمی در صحنه ایجاد شود.

از آنجا که P-Frames معمولاً بسیار کوچکتر از I-Frames است ، تغییر Frame Rate تنها تفاوت بسیار کمی را در پهنای باند دوربین مداربسته و مصرف ذخیره سازی ایجاد می کند.

تصویر بعدی به صورت P-Frame و غیره ضبط می شود ، تا زمان آن فرا رسد که یک I-Frame کامل دیگر را نیز ضبط کنیم. معمول است که حداقل یک بار در ثانیه یک فریم I را ضبط کنید ، بنابراین ضبط ۲۵ فریم در ثانیه گروهی از تصاویر (GOP) شامل یک I-Frame و سپس ۲۴ P-Frames را دارد. ضبط ۱۲ فریم در ثانیه به طور معمول شامل یک GOP از یک I-Frame و به دنبال آن ۱۱ فریم P است.

از این رو ، به دلیل اینکه P-Frames معمولاً بسیار کوچکتر از I-Frames است ، تغییر نرخ فریم تنها تفاوت بسیار کمی در پهنای باند و مصرف انبار ایجاد می کند. این به این دلیل است که فریم های I حاوی یک تصویر تازه از کل صحنه است و بنابراین بخش عمده ای از داده ها را در جریان ویدیو تشکیل می دهد. در هر ثانیه یک I-Frame ذخیره می شود. با کاهش Frame Rate فقط تعداد P-Frames کاهش می یابد.

در محیط های شلوغی که حرکت مداوم مانند ایستگاه های قطار و مراکز شهر وجود دارد ، اندازه فریم های P ممکن است به همان اندازه I-frame مرتبط با همان لحظه در زمان نزدیک شود. بنابراین صحیح است که بگوییم که نصف کردن میزان انتقال تصاویر ، که از یک قاب I و ۲۴ فریم P ساخته شده است ، تأثیر بسزایی در پهنای باند و نیازهای ذخیره سازی خواهد داشت.

کاهش Frame Rate در نظارت تصویری

تأثیر کاهش Frame Rate بر بیت های معمولی با استفاده از دوربین ۱۰۸۰p در سناریوهای مختلف.

fps = فریم در ثانیه

 

۲۵FPS 

۱۲FPS   ۶FPS 
۵۰۰Kbps۳۵۰Kbps۳۰۰Kbps

دوربین ۱۰۸۰pدر یک صحنه آرام

۴Mbps۲٫۸Mbps۲٫۲Mbps

دوربین ۱۰۸۰p در یک صحنه نسبتاً شلوغ

۱۰Mbps ۵٫۲Mbps۳Mbps

دوربین ۱۰۸۰p در یک صحنه شلوغ

 

 

 

همانطور که داده ها نشان می دهند، کاهش Frame Rate به نصف یا یک چهارم باعث کاهش همان مقدار از bit rate دوربین نمی شود.

حال چگونه می توانید ضبط خود را به حداکثر و پهنای باند ذخیره سازی یک سیستم نظارت تصویری را با تعداد زیادی از دوربین های با کیفیت بالا کاهش دهید؟ راه حل ساده نه تنها بسیار ساده است بلکه ریسک از قلم افتادن بعضی جزئیات مهم حوادث در صورت عدم ثبت بر اثر کاهش Frame Rate را از بین می برد.

ساده ترین راه حل کاهش سطح کیفیت در گرفتن تصاویر است. تغییر کوچکی از سطح کیفیت تصویر پیش فرض دوربین ، تأثیر عمده ای بر اندازه فایل های تصویر خواهد گذاشت – تغییر آنقدر کوچک است که بعضا حتی اپراتورها متوجه تفاوت در تصاویر نمی شوند.

اکثر دوربین ها و دستگاه های ضبط امکان تنظیم دستی «کیفیت» را می دهند. با این حال ، توسعه دهندگان نرم افزار مدیریت تصاویر (VMS) مثل شیردال این کار را بدون درگیری اپراتور امکان پذیر می کنند.

توسعه داده پردازی سپنتا

فیسبوک توییتر گوگل + لینکداین تلگرام واتس اپ کلوب


هیچ نظری وجود ندارد