7 отзывов
Контакты
АКМА
Наличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или индивидуального предпринимателя.
+7 показать номер
+7 показать номер
+7 показать номер
КазахстанНур-Султанул. Бухар Жырау, д.30 н.п.6
Карта

Расчет архива системы видеонаблюдения

Для того, что бы определить размер архива или суммарный объем жестких дисков требуемый для хранения архива системы видеонаблюдения первым делом необходимо определится с кодеком сжатия. Именно от него будет зависть размер архива.

Разные кодеки имеют разную степень сжатия информации исходного файла. Основные кодеки применяемые в системах видеонаблюдения: H.264, MJPEG, MPEG4, Motion Wavelet, JPEG2000, MxPEG. Для того, чтобы определить степень сжатия кодеков вначале расскажу о том как определяется размер несжатого кадра изображения. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА НЕСЖАТОГО КАДРА Размер несжатого кадра это произведение ширины и высоты изображения в пикселях умноженное на глубину цвета. Размер кадра не зависит от того, что изображено в кадре, т.е. размер файла без сжатия будет одинаков для любого изображения. С произведением ширины и высоты изображения сложностей не должно возникнуть, для видеокамер с разрешением 704 х 576 получим 405 504 пикселей. Глубина цвета задаётся количеством битов, используемым для кодирования цвета точки. Для кодирования черно-белого изображения используется 1 бит (2^1 = 2 цвета), для 16 цветов — 4 бит (2^4 = 16 цветов), для 256 цветов – 8 бит (2^8 = 256 цветов), для 16 миллионов цветов — 24 бита (2^8 = 256 различных вариантов представления цвета для каждого канала (256×256×256=16 777 216 цветов). Современные IP видеокамеры отображают изображение с глубиной 24 бита. Таким образом, получаем следующий размер несжатого изображения 405 504 х 24 = 9 732 096 бита. 1 байт = 8 бит, тогда получаем 9 732 096 / 8 = 1 216 512 байт. 1 килобайт = 1024 байта В итоге получаем, что наше изображение в разрешении 704х576 пикселей в несжатом виде весит 1 216 512 / 1024 = 1 188 (тысяча сто восемьдесят восемь) кбайт. Для закрепления, размер изображения из 16 цветов будет весить – 704 х 576 х 4 / 8 / 1024 = 198кбайт. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА СЖАТОГО КАДРА Размер будет зависеть от типа используемого кодека. Кодеки можно поделить на два типа: 1. Покадровые — выполняющие сжатие каждого кадра (MJPEG, JPEG2000); 2. Межкадровые — выполняющие сжатие последовательности изображений (H.264, MPEG4, Motion Wavelet, MxPEG) Преимущества покадровых перед межкадровыми кодеками заключается в том, что дают четкие кадры без артефактов и предсказательной логики. Любой момент можно четко рассмотреть. Нет зависимости от ключевых кадров. Преимущества межкадровых – меньший размер кадра, соответственно уменьшение необходимой пропускной способности канала. MJPEG И JPEG2000 Недостатками MJPEG являются более низкий коэффициент сжатия по сравнению с кодеками выполняющими сжатие последовательности изображений (H.264, MPEG4, Motion Wavelet, MxPEG) и блочная структура данных (дробление изображения на квадраты 8х8 пикселей ). Преимуществом, относительно (H.264, MPEG4) является, то, что даёт качественные стоп-кадры, позволяющие с большей вероятностью, например выяснить номер проехавшего автомобиля. Преимущества JPEG2000 перед MJPEG: 1. Изображения, при высоких степенях сжатия не содержат артефактов в виде “решётки” из блоков размером 8х8 пикселей. 2. Обеспечивает как сжатие с потерями, так и сжатие без потерь в кодек. Сжатие без потерь обеспечивается путем использования обратимого (целочисленного) вейвлет-преобразования; 3. Обеспечивает эффективную организацию кодового потока, которая позволяет просматривать файл с меньшей разрешающей способностью или с меньшим качеством; РАЗМЕР КАДРА В MJPEG И JPEG2000 Размера кадра взят из программы из on-line калькуляторов от Avigilon (максимально качество) и Axis (минимальное сжатие, камера AXIS Q6035-E, сцена Stairway (максимальный размер кадра)) В калькуляторе Axis есть возможность посмотреть пример получаемого изображения. По мнению производителя (Mobotix) данный кодек, позволяет получить изображение с качеством характерным для покадровых кодеков и размером кадра (при малой интенсивности движения) в кадре близким к межкадровым. Алгоритм проще чем у H.264, соответственно ресурсов требуется меньше. Проще тем, что не пытается предсказывать содержимое опорных кадров. РАЗМЕР КАДРА В MXPEG Таблица 1. Все настройки по максимуму (качество – 90%, заполненность изображения – высокая, процент движения – очень высокий) Таблица 2. Все настройки по максимуму, кроме заполненности изображения движения (качество – 90%, заполненность изображения – средняя, процент движения – очень высокий) Из таблиц можно сделать вывод, что данный кодек надо применять с осторожностью, если вы знаете, что часть кадра будет занимать неподвижная стена вдоль которой движение будет отсутствовать или большую часть времени изменений в кадре не предвидится, то тогда на размере архива можно сэкономить, главное не забывать про изменяющийся объем передаваемых данных и с учетом этого рассчитывать канал передачи данных. H.264 И MPEG4 За счет мощных математических вычислений, требует больших объемов вычислений, чем другие кодеки. Как следствие устройства, обрабатывающие потоки H.264 должны обладать высокой производительностью. Второй нюанс, аналогичен MxPEG – сложное прогнозирование потока H.264. Благодаря таким особенностям кодирования, как сохранение в последующем кадре только изменений предыдущего, объем передаваемых данных зависит от снимаемого изображения и может меняться. H.264 И MPEG4 За счет мощных математических вычислений, требует больших объемов вычислений, чем другие кодеки. Как следствие устройства, обрабатывающие потоки H.264 должны обладать высокой производительностью. Второй нюанс, аналогичен MxPEG – сложное прогнозирование потока H.264. Благодаря таким особенностям кодирования, как сохранение в последующем кадре только изменений предыдущего, объем передаваемых данных зависит от снимаемого изображения и может меняться. РАЗМЕР КАДРА В H.264 Здесь видим, что степень сжатия на много превышает таковую в MxPEG. При необходимости получения архива большой глубины за меньшие средства, данный кодек является оптимальным вариантом. Недостаток заключается в том, что за счет использования предсказательной логики, собственно и позволяющей так уменьшить средний размер кадра, не все кадры могут быть пригодными, например для индетификации. MOTION WAVELET Данный кодек с 2005 года использует компания “ITV” в программном обеспечении “Интеллект”. Размер кадра (разрешение 704х576) в максимальном качестве при максимальная интенсивности – 73 кБайт, высокой – 27, средней – 19. Степень сжатия соответственно – 16,2; 44; 62,5. РАСЧЕТ АРХИВА Расчет сводится к определению размер кадра изображения, темпа записи на каждую камеру (количество кадров в секунду), необходимое количество часов записи в сутки, количество видеокамер устанавливаемых на объекте и необходимое количество суток записи. Ориентировочный размер кадра в лучшем качестве для приведенных кодеков для любого разрешения определяем путем определения размера несжатого кадра в необходимом разрешении, после чего делим полученное изображение на степень сжатия для данного кодека. Зная приведенные выше параметры можем рассчитать необходимую емкость жестких дисков. Итак, по порядку: 1. Определяем требуемое место на жестком диске для записи одной видеокамеры в течении 1 часа (строка 5, см таблицу ), для этого перемножаем объем 1 кадра изображения (строка 1) на количество кадров в час (строка 4); 2. Определяем требуемый объем для записи одной видеокамеры в течении 1 суток (7 строка) для этого нам необходимо знать — требуемое место на жестком диске для записи одной видеокамеры в течении 1 часа (5 строка), количество часов записи в сутки (6 строка, есть смысл записывать информацию с камеры видеонаблюдения установленной, например, в магазине в рабочее время постоянно, ночью только в случае тревоги, соответственно в расчет емкости жесткого диска нет смысла вставлять 24 часа); 3. Определяем требуемый объем жестких дисков для записи всех видеокамер в течении необходимого количества суток, умножаем количество суток (строка 10) на требуемый объем для записи всех видеокамер в течении 1 суток (строка 9); 4. Для удобства восприятия переводим КБайт в МБайт (строка 12), ГБайт (строка 13), ТБайт (строка 14). * синим выделены формулы в соответствии с которыми выполняется расчет, (1) – ссылка на номер строки со значением вставляемым в формулу Скачать файл с автоматизированным, приведенным выше расчетом — Расчет необходимой емкости жестких дисков. НЮАНС: В 12-14 строке значения делятся на 1024, т.е. в одном Гигабайте 1024 мегабайта и т.д., если будете считать объем жесткого диска в калькуляторе программы IP Video System Design Tool, то заметите, что там значения делятся на 1000. Обосновано, тем, что производители накопителей жестких дисков (HDD) считают килобайт равным 1000 байт, а не 1024, как положено. Так, что это при расчете и подборе жестких дисков этот факт надо учитывать.

ФорумТСБ

Предыдущие статьи