26 April 2011

IP видеонаблюдение. Требования к полосе пропускания. Объем архива видео записей.

При проектировании IP систем видеонаблюдения важными является требования к полосе пропускания сети и месту хранения видео записей. Определяющими факторами являются число IP камер, используемое разрешение изображения, формат и степень сжатия и количество кадров в секунду. В данной статье приводятся некоторые рекомендации по проектированию систем и информация об способам хранения информации.

Расчет полосы пропускания и объема хранилища.

В зависимости от конфигурации IP системы видеонаблюдения могут требоваться различные ширина полосы пропускания и объем хранилища. Как упоминалось выше, они зависят от:

- числа камер

- способа записи (непрерывная, по событию)

- количество часов ведения записи в день

- количество кадров в секунду

- разрешение изображения

- тип видео компрессии: JPEG, MPEG-4, H.264

- объект съемки: сложность изображения (серая стена, лес и т.д.), условия освещения, количество движущихся объектов (офис или переполненный вокзал)

- срок хранение информации.

Требования к полосе частот:

Небольшие системы IP видеонаблюдения (8-10 камер), построенные на основе 100 Мбит сетевого, коммутатора могут использоваться без каких-либо ограничений по полосе пропускания. Большинство компаний могут реализовать такие системы видеонаблюдения на основе уже существующих компьютерных сетей.

Если необходимо использовать 10 камер и более, можно оценить степень загрузки сети используя несколько правил:

- Камера, передающая изображение высокого качества с высокой частотой кадров будет использовать полосу около 2-3 Мбит/с

- При использовании более чем 12-15 камер, рекомендуется использовать гигабитную магистраль.

Расчет необходимого объема памяти

Как упоминалось выше, тип видео компрессии является одним из главных факторов, влияющих на объем видео записи. H.264 – является наиболее эффективным методом видео сжатия, доступным на сегодняшний день. Без потери качества изображения кодер H.264 может уменьшить размер цифрового видео файла более чем на 80% по сравнению с M-JPEG и на 50% по сравнению со стандартом MPEG-4. Благодаря этому, использование кодека H.264 позволяет использовать гораздо меньшую полосу частот и файлы видео занимают меньше места на диске.

Примеры расчета требуемого пространства на диске для всех 3 методов сжатия приведены в таблицах ниже. Т.к. большое количество факторов влияет на требуемую скорость, то вычисления для H.264 и MPEG-4 являются приблизительными. Для M-JPEG расчет будет точным, т.к. в данном стандарте для каждого изображения создается отдельный файл. Требуемое свободное пространство для M-JPEGв наибольшей степени зависит от частоты кадров, разрешения и уровня сжатия.

Стандарт H.264:

Объем= (Битовая скорость/8*)3600с

В данной таблице произведен расчет для сцен с большим количеством движущихся объектов. Для сцен с небольшим количеством движущихся объектов общий объем может быть на 20% меньше. Количество движение в сцене имеет большое влияние на требуемое пространство.

Камера	Разрешение	Битовая скорость (Кбит/с)	Частота кадров	МБ/час	Количество часов ведения записи	ГБ/день
No. 1	CIF	110	5	49.5	8	0,4
No. 2	CIF	250	15	112.5	8	0,9
No. 3	4CIF	600	15	270	12	3,2

Общий требуемый объем памяти для 3 камер на 30 дней = 135 ГБ

Стандарт MPEG-4:

Объем= (Битовая скорость/8)*3600с

Камера	Разрешение	Битовая скорость (Кбит/с)	Частота кадров	МБ/час	Количество часов ведения записи	ГБ/день
No. 1	CIF	170	5	76.5	8	0,6
No. 2	CIF	400	15	180	8	1,4
No. 3	4CIF	880	15	396	12	5

Общий требуемый объем памяти для 3 камер на 30 дней = 204 ГБ

Стандарт M-JPEG:

Объем= размер изображения * частота кадров*3600 с

Камера	Разрешение	Битовая скорость (Кбит/с)	Частота кадров	МБ/час	Количество часов ведения записи	ГБ/день
No. 1	CIF	13	5	234	8	1.9
No. 2	CIF	13	15	702	8	5.6
No. 3	4CIF	40	15	2160	12	26

Общий требуемый объем памяти для 3 камер на 30 дней = 1002 ГБ