监控摄像头传输带宽计算

By | 2019-12-20

          当今时代,远程监控需求的提升,带来网络摄像机、网络视频服务器市场的迅猛发展,而网络摄像机与传统摄像机运行环境的重要区别,就是信号传输介质不同,传统摄像机通过视频线、双绞线或光纤传输,一般是每路视频信号“独享”一条线路,几乎没有带宽的约束,而网络摄像机和网络视频服务器则是通过网络传输,普通的Inertnet线路,带宽只有几百K至几M(普通ADSL线路上行为512K,下行为2M),而运用中往往需要一条线路同时传多路音视频信号,带宽的约束马上显现出来。当然如果只在局域网中使用,一般可以忽略带宽的问题。但是如果是跨网段通过外网来观看,或者有些家用的消费类监控设备使用wifi连接网络,这就会受到网络传输的带宽的限制了。

        所以在选择网络摄像机、网络视频服务器时,最需要注意的就是它的码率(带宽占用率),因为这是网络视频监控系统的瓶颈所在。

影响网络摄像机、网络视频服务器码率的因素很多,包括:压缩方式、分辨率、帧率、画质、画面复杂性、画面变化程度等。这些因素又可分为内部因素及外部因素:

 

一、内部因素(与产品本身有关):

1、压缩方式:与硬盘录像机一样,网络摄像机、网络视频服务器的压缩方式主要有M-JPEG、MPEG-4、H.264这三种,M-JPEG现已基本淘汰,只有业余级产品才使用,MPEG-4目前是运用得较多的,因为价格比H.264的便宜一些,而H.264在同样的画质情况下,码率约为MPEG-4的70%,当然压缩芯片成本要高一些。

另外,即使采用的是同一种压缩方式,不同厂家产品的码率也存在较大的差异,比如H.264的压缩标准 中有很多条细则,各厂家可以通过简化一部分细则来降低成本,但图像压缩的效率也会受到相应的影响。

2、分辨率:码率与分辨率成正比关系。网络摄像机、网络视频服务器的主流分辨率有HD720P(1280*720)、VGA(640*480)、D1(704×576)、CIF(352×288)等。D1与CIF分别相当于DVD与VCD的清晰度,D1的码率是CIF的四倍。目前还有更高分辨率的网络摄像机,如HD960P(1280*960)、HD1080P(1920*1080)。分辨率越高,对应的码率就越高,同时对传输所用的带宽的要求也会更高。

3、帧率:帧率即画面的流畅性,码率与帧率成正比关系。完全流畅的画面为25帧/秒。网络产品的帧率都是可调的,我们可以通过调低帧率来降低码率,一般调到10~15帧可兼顾码率与流畅性,在不要求观看连续画面的情况下,可将码率调得更低。

4、画质(压缩比):网络摄像机、网络视频服务器的画质(压缩比)都是可调的,画质越好码率就越高,用户可根据自己的要求来调整。

二、外部因素(与产品本身无关,取决于监控的对象):

1、画面复杂性:码率与画面复杂性成正比关系,比如镜头对着一面白墙,码率就很低,而对着一片花丛(监控对象的色彩比较复杂),码率就会马上变高,相差往往有几倍。

2、画面动态变化程度:码率与画面变化程度成正比关系,比如镜头对着静止的物体,码率就很低,而对着动态活动的人群,码率就会马上变高,最多相差可达十倍。

所以理论上传输码流与像素没有直接关系,而与影像分辨率和比特率有关。而影像分辨率和像素有关。

300万像素影像近似分辨率应该为2304*1296。如果按1080P的图像传输,传输码流是4M。

1080P(超高清)压缩码流按4M码流计算, 分辨率是:1920*1080

960P(准高清) 压缩码流按3M码流计算, 分辨率是:1280*960
720P(高清) 压缩码流按2M码流计算, 分辨率是:1280*720
D1(标清) 压缩码流按1.5M码流计算
HD1 压缩码流按1M码流计算
CIF 压缩码流按0.5M码流计算

网络摄像头100万.200万.300万.400万.500万分辨率多少?传输带宽分别是多少?存储空间是多少?

500W≈2560*1920

300W≈2048*1536

200W≈1920*1080

200W≈1600*1200

130W≈1280*960

100W≈1280*720

格式 分辨率 (像素) 画面比例 扫描方式
100万/720P 1280×720 16:9 逐行扫描
130万/960P 1280×960 4:3 逐行扫描
200万/1080P 1920×1080 16:9 逐行扫描
230万 1920×1200 16:10 逐行扫描
300万 2048×1536 4:3 逐行扫描
400万 2592×1520 16:9 逐行扫描
500万 2560×1960 4:3 逐行扫描
600万 3072×2048 3:2 逐行扫描
4K 超高清 3840×2160 16:9 Progressive
8K 超高清 7680×4320 16:9 逐行扫描

        上行带宽就是本地上传信息到网络上的带宽。上行速率是指用户电脑向网络发送信息时的数据传输速率,比如用FTP上传文件到网上去,影响上传速度的就是“上行速率”。

        下行带宽就是从网络上下载信息的带宽。下行速率是指用户电脑从网络下载信息时的数据传输速率,比如从FTP服务器上文件下载到用户电脑,影响下传速度的就是“下行速率”。

 

720P(100万像素)的视频格式每路摄像头的比特率为2Mbps = 0.25MBps,即每路摄像头所需的数据传输带宽为2Mbps,10路摄像机所需的数据传输带宽为:   2Mbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)=20Mbps(上行带宽)   即:采用720P的视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为20Mbps;

1080P(200万像素)的视频格式每路摄像头的比特率为4Mbps = 0.5MBps,即每路摄像头所需的数据传输带宽为4Mbps,10路摄像机所需的数据传输带宽为:   4Mbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)=40Mbps(上行带宽)   即:采用1080P的视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为40Mbps。

 

存储空间计算:

码流大小(单位:kb/s;即:比特率÷8)×3600(单位:秒;1小时的秒数)×24(单位:小时;一天的时间长)×30(保存的天数)×50监控点要保存摄像机录像的总数)÷0.9(磁盘格式化的损失10%空间)=所需存储空间的大小(注:存储单位换算1TB=1024GB;1GB=1024MB;1MB=1024KB)

1路存储1天的720P(100万像素)视频格式录像信息的存储空间所需大小为:     256×3600×24×1×1÷0.9÷1024÷1024=23.44GB

1路存储1天的1080P(200万像素)视频格式录像信息的存储空间所需大小为:   512×3600×24×1×1÷0.9=46.88GB

IPC监控存储计算(按小时)
1. 720P 百万像素摄像机 正常码流: 2Mb/8 *3600S≈900MB 1小时约900MB空间 最大码流: 3Mb/8 *3600S≈1350MB 1小时约1350MB空间
2. 1080P百万像素摄像机 正常码流: 4Mb/8 *3600S≈1800MB 1小时约1800MB空间 最大码流: 6Mb/8 *3600S≈2700MB 1小时约2700MB空间
3. D1 模拟摄像机 正常码流: 1Mb/8 *3600S≈450MB 1小时约450MB空间 最大码流: 1.5Mb/8 *3600S≈675MB 1小时约675MB空间

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