Зурвасын өргөн нь видео тандалтын системд зориулсан Ethernet сүлжээний хамгийн чухал элемент юм. Урьдчилан сайтар төлөвлөөгүй бол видео тандалтын системүүд нь зурвасын өргөнийг саатуулж болзошгүй юм. Энэ нь зөвхөн видео пакет алдагдах, саатал, чичиргээ үүсгэдэг төдийгүй видеоны чанарыг муутгадаг, эсвэл бүр дордох нь чухал тохиолдлын бичлэгийг саатуулдаг. Мөн зурвасын өргөн нь тухайн хадгалалтын хугацаанд хадгалах багтаамжийн шаардлагыг тодорхойлдог. Видео зурвасын өргөнийг ойлгохын тулд хэд хэдэн салбарын гүнзгий мэдлэгийг шаарддаг. Энэхүү техникийн тэмдэглэл нь видео тандалтын системийн гүйцэтгэлд юу нөлөөлдөг тухай үндсэн мэдлэгийг олгох зорилготой юм.

Бит ба байт хоёулаа ижил үсгийг товчилсон лавлагаанд ашигладаг. Цорын ганц ялгаа нь бит нь жижиг 'b' үсэг, байт нь том 'B' үсгийг ашигладаг. Та байт нь битээс "том" гэдгийг эргэн санах замаар үүнийг санаж болно. Өнгөцхөн харвал адилхан харагддаг учраас хүмүүс үүнийг төөрөгдүүлдэг. Жишээлбэл, 100Kb/s ба 100KB/s, сүүлийнх нь өмнөхөөсөө 8 дахин их байна.
Бид танд видео тандалтын системийн зурвасын өргөнийг тайлбарлахдаа бит ашиглахыг зөвлөж байна, гэхдээ сервер/хадгалалтын талаас зарим хүмүүс байт ашиглахаас болгоомжил. Ийм учраас сонор сэрэмжтэй байж, тодорхой бус зүйл байвал баталгаажуулахыг хүс (жишээ нь: "Уучлаарай та X бит эсвэл байт гэж хэлсэн үү").

Килобит, Мегабит ба Гигабит
Видеог илгээхэд маш их бит (эсвэл байт) шаардлагатай. Практикт та хэзээ ч 500b/s, бүр 500B/s-ийн видео урсгалтай байх боломжгүй. Видео нь ерөнхийдөө дор хаяж мянга, сая бит шаарддаг. Нэгтгэсэн видео урсгалд олон тэрбум бит шаардлагатай байдаг.
Их хэмжээний зурвасын өргөнийг илэрхийлэх нийтлэг илэрхийлэл/угтварууд нь:

• Килобит нь мянга, жишээ нь 500Кб/с нь 500,000б/с-тэй тэнцүү. Килобит дахь бие даасан видео урсгал нь нягтрал багатай эсвэл бага хүрээтэй эсвэл өндөр шахалттай (эсвэл дээрх бүх) байх хандлагатай байдаг.

• Мегабит нь сая сая, жишээлбэл, 5Мб/с нь 5,000,000б/с-тэй тэнцүү. Бие даасан IP камерын видео урсгал нь нэг оронтой мегабитт байх хандлагатай байдаг (жишээ нь, 1Mb/s эсвэл 2Mb/s эсвэл 4Mb/s нь нэлээд түгээмэл мужууд). Хэт өндөр нарийвчлалтай (10K, 4MP, 20MP гэх мэт) загваруудад бие даасан видео урсгалын хувьд 30Mb/s-ээс их нь тийм ч түгээмэл биш боловч боломжгүй юм. Гэсэн хэдий ч 100 камерыг нэгэн зэрэг дамжуулахад 200Mb/s эсвэл 300Mb/s гэх мэт хурдыг байнга шаарддаг.

• Гигабит нь хэдэн тэрбум, жишээлбэл, 5Гб/с нь 5,000,000,000б/с-тэй тэнцүү. Бүх видеог төв сайт руу зөөдөг маш том хэмжээний видео тандалтын систем байхгүй л бол видео тандалт хийхэд нэг гигабитаас илүү зурвасын өргөн шаардагдах нь ховор.

Битийн ханш

Ivideo тандалтын систем нь зурвасын өргөн нь тээврийн хэрэгслийн хурдтай адил юм. Энэ нь цаг хугацааны хувьд ханш юм. Тэгэхээр та 60 миль/цаг (эсвэл 96 км/цаг) хурдтай явж байна гэж хэлж байгаа шигээ камерын зурвасын өргөнийг 600 Кб/с, өөрөөр хэлбэл секундэд 600 килобит дамжуулсан гэж хэлж болно.

Битийн хурдыг үргэлж секундын дотор өгөгдөл (бит эсвэл байт) хэлбэрээр илэрхийлдэг. Сүлжээний тоног төхөөрөмж нь секундэд ажиллах чадвартай гэж үнэлэгддэг тул минут тутамд эсвэл цагийг ашиглах боломжгүй.

Видео шахалт ба зурвасын өргөн

Видео тандалтын систем дэх видео шахалт нь видео файлыг анхны файлаас бага зай эзэлдэг, сүлжээ/интернетээр дамжуулахад хялбар байхаар кодлох үйл явц юм. Энэ нь анхны видео файлаас илүүдэл болон ажиллахгүй өгөгдлийг арилгах замаар видео файлын форматын хэмжээг багасгадаг шахалтын нэг төрөл юм.

Видеог шахсны дараа түүний анхны форматыг өөр формат руу (ашигласан кодлогчоос хамаарч) өөрчилдөг. Видео тоглуулагч нь тухайн видео форматыг дэмжих эсвэл видео файлыг тоглуулахын тулд шахагч кодлогчтой нэгдсэн байх ёстой.

Хөдөлгөөн JPEG

Motion JPEG (M-JPEG эсвэл MJPEG) нь a видео шахалтын формат Үүнд тус бүр видео хүрээ or завсарласан талбайн а дижитал видео дараалал нь шахсан тус тусад нь a JPEG зураг.

Мультимедиа компьютерийн хэрэглээний программуудад зориулж анх бүтээгдсэн Motion JPEG нь үйлчлүүлэгчийн өргөн дэмжлэгтэй: ихэнх томоохон вэб хөтчүүд болон тоглуулагчид үндсэн дэмжлэг үзүүлдэг бөгөөд бусад нь залгаасуудыг ашиглах боломжтой. M-JPEG стандартыг ашигладаг программ хангамж, төхөөрөмжүүдэд вэб хөтөч, медиа тоглуулагч, тоглоомын консол, дижитал камер, IP камер, вэбкамер, урсгал сервер, видео камер, шугаман бус видео засварлагч орно.

H.264

MPEG-264 AVC гэж нэрлэгддэг H.4 нь 2003 онд нэвтрүүлсэн шахалтын стандарт бөгөөд видео хяналтын системийн камер болон арилжааны олон төрлийн медиа програмуудад ашиглагддаг түгээмэл стандарт юм. MJPEG-ийн хүрээ тус бүрээс ялгаатай нь H.264 нь бүтэн фрэймийг зөвхөн секундэд нэг удаа, жишээ нь секундэд нэг удаа хадгалдаг бөгөөд үлдсэн фреймүүдийг зөвхөн видеон дээрх хөдөлгөөнөөс үүссэн ялгаагаар кодлодог. Бүтэн фрэймүүдийг I-frame (мөн индекс хүрээ эсвэл доторх хүрээ) гэж нэрлэдэг бөгөөд зөвхөн өмнөх фрэймийн ялгааг агуулсан хэсэгчилсэн хүрээг P-frame (мөн таамагласан хүрээ эсвэл хоорондын хүрээ) гэж нэрлэдэг. P-хүрээнүүд нь I-хүрээнүүдтэй харьцуулахад жижиг, олон байдаг. Мөн B-хүрээ (хоёр чиглэлтэй хүрээ) байдаг бөгөөд энэ нь өөрчлөлт хийх өмнөх болон дараагийн фрэймүүдийн аль алиныг нь заадаг. IPB хүрээний давтагдах хэв маягийг зургийн бүлэг (GOP) гэж нэрлэдэг. I-frame-ийн хугацааны интервал харилцан адилгүй бөгөөд секундэд олон удаа, бараг нэг минут хүртэл байж болно. Илүү их I-frame дамжуулагдах тусам видеоны урсгал их байх болно, гэхдээ энэ нь зөвхөн I-frame дээр л тохиолдож болох тул энэ нь дамжуулалтын код тайлалтыг дахин эхлүүлэхэд хялбар болгодог.

H.265

Өндөр үр ашигтай видео кодчилол (HEVC) нь H.265 ба MPEG-H Part 2 гэгддэг бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг Нарийвчилсан видео кодчилол (AVC, H.264, эсвэл MPEG-4 10-р хэсэг) -ийн залгамжлагч болох MPEG-H төслийн нэг хэсэг болгон бүтээгдсэн видео шахалтын стандарт юм. AVC-тай харьцуулахад HEVC нь видеоны чанарын ижил түвшинд 25% -иас 50% илүү сайн өгөгдөл шахах эсвэл ижил битийн хурдаар видеоны чанарыг эрс сайжруулдаг. Энэ нь 8192K UHD зэрэг 4320×8 хүртэлх нягтралыг дэмждэг бөгөөд үндсэндээ 8 битийн AVC-ээс ялгаатай нь HEVC-ийн өндөр нарийвчлалтай Main 10 профайлыг бараг бүх дэмжих техник хангамжид оруулсан болно.

H.264vsH.265 H.265 янз бүрийн шалтгааны улмаас H.264-ээс илүү дэвшилтэт. Энд байгаа хамгийн том ялгаа нь H.265/HEVC нь таны шууд видео дамжуулалтын файлын хэмжээг бүр ч бага болгох боломжийг олгодог. Энэ нь шаардлагатай зурвасын өргөнийг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. Дараа нь H.265-ийн өөр нэг давуу тал бол кодлох модны нэгж дэх өгөгдлийг боловсруулдаг явдал юм. Хэдийгээр макроблокууд нь 4 × 4-ээс 16 × 16 хүртэлх хэмжээтэй блокуудыг ашиглах боломжтой боловч CTU нь 64 × 64 хүртэлх блокуудыг боловсруулах боломжтой. Энэ нь H.265-д мэдээллийг илүү үр дүнтэй шахах боломжийг олгодог. Үүнээс гадна, H.265 нь H.264-ээс илүү сайжруулсан хөдөлгөөний нөхөн олговор болон орон зайн таамаглалтай. Энэ нь таны үзэгчдэд маш их тустай, учир нь тэдний төхөөрөмжүүд нь бүх мэдээллийг задлах, дамжуулалтыг үзэхийн тулд бага зурвасын өргөн, боловсруулах хүч шаарддаг.

Тогтмол ба хувьсах битийн хурд (CBR ба VBR)

Битийн хурд нь тодорхой хугацааны туршид дамжуулагдсан өгөгдлийн хэмжээг хэмждэг. Онлайн видео урсгалд видео битийн хурдыг секундэд килобит буюу кбитээр хэмждэг. Битийн хурд нь видеоны чанарт нөлөөлдөг. Өндөр битийн хурдтай дамжуулалт нь илүү чанартай дамжуулалт хийхэд тусална.

Битийн хурд нь дамжуулалтын процессын кодчилол эсвэл кодчиллын үе шатанд чухал ач холбогдолтой зүйл бөгөөд энэ нь өгөгдөл дамжуулахтай холбоотой байдаг.

Тогтмол битийн хурд

Камерыг CBR-д тохируулах үед камер нь тогтмол зурвасын өргөн хэрэглээтэй байхаар тохируулагдсан. Илүү их өөрчлөлт гарах тусам шахалтын хэмжээ нэмэгддэг. Энэ нь зураг дээр шахалтын олдворуудыг нэмж, зургийн чанарыг доройтуулж болзошгүй юм. CBR-ийн тусламжтайгаар зурвасын өргөнийг зорилтот түвшинд хүрэхийн тулд зургийн чанарыг золиослох болно. Хэрэв зорилтыг үндэслэлтэй тогтоосон бол энэ доройтол бараг мэдэгдэхүйц биш бөгөөд энэ нь хадгалалтын тооцоо, сүлжээг төлөвлөхөд тогтвортой үндэслэл болно. Сүлжээ багатай эсвэл хадгалах зай ихтэй локал сүлжээнд (LAN) суурилуулсан IP хяналтын камерын хувьд VBR нь зургийн чанарыг хамгийн сайн байлгахыг зөвлөдөг бол CBR нь зурвасын өргөнийг хязгаарласан орчныг хянахад тусалдаг.

Хувьсах битийн хурд

Шахалтын арга бүрийн хүчийг тохируулж болно. Ерөнхийдөө өндөр шахалт нь илүү олон олдворыг үүсгэдэг тул хүссэн зан төлөвт хүрэх өөр өөр стратеги байдаг. VBR шахалтыг ашиглах үед зургийн чанарыг тогтвортой байлгахын тулд шахсан урсгалын хэмжээг өөрчлөхийг зөвшөөрдөг. Тиймээс VBR нь үзэгдэлд хөдөлгөөнтэй байх үед илүү тохиромжтой бөгөөд энэ нь тогтмол биш байх хандлагатай байдаг. Сул тал нь тухайн нөхцөл байдлаас шалтгаалан зурвасын өргөн нь тодорхой хэмжээгээр өөрчлөгдөж байдаг. Тиймээс санах ой төлөвлөснөөс эрт дуусч магадгүй эсвэл камерууд гэнэт илүү их зурвасын өргөн шаардах үед дамжуулах саатал гарч болзошгүй. VBR-д битийн хурдад хатуу хязгаарлалт тавьдаггүй. Хэрэглэгч тодорхой зорилтот битийн хурд эсвэл зургийн чанарын түвшинг тогтоодог.

Зарим бичлэгийн системд VBR шахалтын түвшинг Extra High, High, Normal, Low, Extra Low гэж тохируулж болно.

Камерын зурвасын өргөн хэрэглээ

Камерын зурвасын өргөн хэрэглээний цөөн хэдэн нийтлэг драйверууд энд байна:

тогтоол: Нарийвчлал их байх тусам зурвасын өргөн нэмэгдэнэ.

Frame Rate: Хүрээний хурд их байх тусам зурвасын өргөн нэмэгдэнэ

Үзэсгэлэнгийн нарийн төвөгтэй байдал: Үзэгдлийн талбайд хөдөлгөөн их байх тусам (олон машин, хүмүүс хөдөлж, тухайн газарт хэн ч байхгүй) илүү их зурвасын өргөн шаардлагатай болно.

Бүдэг гэрэл: Шөнийн цагаар ихэвчлэн, гэхдээ үргэлж биш, камерын дуу чимээний улмаас илүү их зурвасын өргөнийг шаарддаг.

Видео шийдвэр

Видео тандалтын системийн камер бүр дүрс мэдрэгчтэй байдаг. Зүүнээс баруун тийш байгаа пикселүүд нь хэвтээ нарийвчлалыг өгдөг бол дээрээс доошоо байгаа пикселүүд нь босоо нарийвчлалыг өгдөг. Энэ зургийн мэдрэгчийн нийт нягтралын хувьд хоёр тоог үржүүлнэ.

Пикселийн RGB өнгөний утгыг 24 бит гэж үзвэл:

1920(H) x 1080(V) = 2,073,600 пиксел =2.0 МП x 24 бит = 48 Мбит/с

4096(H) x 2160(V) = 8,847,360 пиксел =8.0 МП x 24 бит = 192 Мбит/с

Тиймээс 4096 x 2160 нь илүү их пиксел буюу илүү их өгөгдөл агуулдаг тул илүү их зурвасын өргөнийг авдаг. Гэхдээ энэ нь тухайн сэдэв, нүүр царай, машины загвар, түүний өнгө, улсын дугаарыг тодорхойлоход шаардлагатай үед илүү тод, тод зураг өгдөг. Эсрэгээр, бага нягтрал нь бага зурвасын өргөнийг үүсгэдэг, гэхдээ солилцоо нь бага тод, бүдгэрсэн зураг юм. Бага нарийвчлал нь тандалтын операторуудад нөхцөл байдлын талаархи ойлголтыг өгдөг - нарийн ширийн зүйлээс илүүтэйгээр юу болж байгааг олж хардаг.

Нарийвчлал нь зургийн тод байдлыг тодорхойлдог цорын ганц зүйл биш юм. Линзний оптик үзүүлэлт, фокусын урт (оптик томруулах), объект хүртэлх зай, гэрэлтүүлгийн нөхцөл, шороо, цаг агаар зэрэг нь чухал хүчин зүйлүүд юм.

Frame Rate

Видео тандалтын систем дэх фрэймийн хурдыг секундэд фрэймээр (FPS) хэмждэг бөгөөд энэ нь секундэд гарч буй зургийн тоог хэлнэ. Хүрээний хурд өндөр байх тусам видеон дээрх объект илүү зөөлөн хөдөлдөг. Фреймийн хурд бага байх тусам объектууд байрлалаас байрлал руу үсэрч, хооронд нь ямар нэгэн зүйл алдагдах хүртэл огцом хөдөлгөөн хийх болно. Зурвасын өргөн нь фрэймийн хурдаар нэмэгддэг. Хүрээний хурдны тал хувь нь ихэвчлэн зурвасын өргөнийг хагасаар бууруулдаггүй, учир нь кодчилолын үр ашиг мууддаг. Орчин үеийн хяналтын камерууд нь 60 FPS хүртэл үүсгэх боломжтой. Гэсэн хэдий ч CPU-ийн хязгаарлалт нь заримдаа нарийвчлалыг хэт өндөр тохируулсан үед FPS-ийг бага утгаар хязгаарладаг. Үзэгдэлд зориулсан оновчтой FPS тохиргоог олох нь зорилгын хоорондох тохироо юм: зурвасын өргөнтэй харьцуулбал фреймийн хооронд чухал мэдээлэл алдалгүйгээр холбогдох бүх мэдээллийг авах. Хэрэв камер чимээгүй тоймыг хянаж байгаа бол 30 FPS хүртэл явах шаардлагагүй. 5-аас 15 FPS-ийн тохиргоо хангалттай. Дүрмээр бол, илүү хурдан өөрчлөлт гарах эсвэл субьектийн хөдөлгөөн илүү хурдан байх тусам FPS-ийг өндөр болгох хэрэгтэй. Камер суулгасны дараа FPS-ийг тохируулж, видеоны жигд байдлыг хүлээн зөвшөөрч байгаа эсэхийг хянах.

Үзэсгэлэнгийн нарийн төвөгтэй байдал

Үзэгдэлийн нарийн төвөгтэй байдал нь видео камерын үүсгэдэг зурвасын өргөнд нөлөөлдөг. Ерөнхийдөө дүр зураг илүү төвөгтэй байх тусам зургийн тодорхой чанарт хүрэхийн тулд илүү их зурвасын өргөн шаардлагатай болно. Жишээлбэл, модны навч, утсан хашлага эсвэл попкорн тааз гэх мэт санамсаргүй бүтэцтэй дүр зураг нь үзэгдлийн нарийн төвөгтэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Бусад нь ердийн, энгийн өнгөөр ​​будсан хана эсвэл жижиг нарийн ширийн зүйлийг энгийн үзэгдэл гэж үздэг. Үүний нэгэн адил хөдөлгөөн эсвэл хөдөлгөөн нь нарийн төвөгтэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Хажуугаар нь явж буй хүмүүс, хажуугаар нь явж буй машинууд, эсвэл модны навчис салхинд хийсэх жишээнүүд.

Камер ба үйлчлүүлэгчдийн тоо Камерын тоо нь видео тандалтын системийн зурвасын өргөний шаардлагад нөлөөлдөг. Хэрэв бүх камер ижил байвал камерын тоо хоёр дахин нэмэгдвэл үүсгэсэн өгөгдлийг хоёр дахин нэмэгдүүлнэ. Системийн өргөтгөх чадварыг хадгалахын тулд том топологийг удирдах боломжтой жижиг хэсгүүдэд хуваах чадвартай байх ёстой. Системийг давхраатай, тархсан архитектураар зохион байгуулснаар олон тооны хэмжигдэхүүнд өргөтгөх чадварыг хадгалах боломжтой. Түлхүүр нь саад бэрхшээлээс зайлсхийхийн тулд зурвасын өргөнийг хуваарилах явдал юм. Илүү ихийг зурвасын өргөний саатлын хэсэгт авч үзэх болно. Үзэгч үйлчлүүлэгчдийн тоо Дээрх хэлэлцүүлэг нь дуу хураагч руу нэвтрэх камерын зурвасын өргөнтэй холбоотой юм. Энэ бол зургийн зөвхөн нэг тал бөгөөд нөгөө тал нь бичлэгийг шууд үзэх эсвэл тоглуулах видео үзэж буй үйлчлүүлэгчидтэй холбогдож байгаа юм. Жишээлбэл, долоо хоногийн долоон өдөр, 24 цагийн турш камерыг байнга хянаж байдаг хамгаалалтын баг байж болно. Энэ зурвасын өргөн нь камеруудаас ирж буй бүх өгөгдөлтэй тэнцүү байх болно. Дахин тоглуулах тохиолдолд шууд дамжуулалтаас гадна ашиглавал илүү их зурвасын өргөн шаардлагатай болно. Системд нэгэн зэрэг холбогдож байгаа олон үйлчлүүлэгч байж болох тул үйлчлүүлэгчийн талын урсгал давамгайлах асуудал байж болно.