Bant genişliği, video gözetim sistemleri için ethernet ağının en önemli unsurudur. Önceden dikkatli bir planlama yapılmazsa, video gözetim sistemleri bir bant genişliği darboğazıyla sonuçlanabilir. Bu, yalnızca video paketi kaybına, gecikmeye veya titremeye neden olmakla kalmaz, aynı zamanda video kalitesini düşürür ve hatta daha da kötüsü, kritik olayların kaydedilmesini engeller. Bant genişliği ayrıca belirli bir tutma süresi için depolama kapasitesi gereksinimlerini de belirler. Video bant genişliğini anlamak, çeşitli alanlarda derinlemesine bilgi gerektirir. Bu teknik not, video gözetim sistemlerinin performansını neyin etkilediğine dair temel bilgiler sağlamak için eklenmiştir.

Bitler ve baytların her ikisi de kestirme başvuru için aynı harfi kullanır. Tek fark, bitlerin küçük harf 'b' kullanması ve baytların büyük harf 'B' kullanmasıdır. Baytların bitlerden 'daha büyük' ​​olduğunu hatırlayarak bunu hatırlayabilirsiniz. Bir bakışta benzer göründükleri için insanların bunu sık sık karıştırdığını görüyoruz. Örneğin, 100Kb/s ve 100KB/s, ikincisi öncekinden 8 kat daha fazladır.
Video gözetim sistemi bant genişliğini tanımlarken bit kullanmanızı öneririz, ancak bazı kişilerin, genellikle sunucu/depolama tarafında bayt kullanacağına dikkat edin. Bu nedenle, uyanık olun ve herhangi bir belirsizlik varsa onay isteyin (yani, "X bit veya bayt mı dediniz").

Kilobit, Megabit ve Gigabit
Bir videoyu göndermek çok fazla bit (veya bayt) alır. Uygulamada, asla 500b/s ve hatta 500B/s video akışına sahip olmayacaksınız. Video genellikle en az binlerce veya milyonlarca bite ihtiyaç duyar. Toplu video akışları genellikle milyarlarca bit gerektirir.
Büyük miktarda bant genişliğini ifade etmek için ortak ifade/ön ekler şunlardır:

• Kilobit bindir, örneğin 500Kb/s, 500,000b/s'ye eşittir. Kilobit cinsinden tek bir video akışı, düşük çözünürlük veya düşük çerçeve veya yüksek sıkıştırma (veya yukarıdakilerin tümü) olma eğilimindedir.

• Megabit milyonlarcadır, örneğin 5Mb/s, 5,000,000b/s'ye eşittir. Tek bir IP kamera video akışı tek basamaklı megabitlerde olma eğilimindedir (örneğin, 1Mb/s veya 2Mb/s veya 4Mb/s oldukça yaygın aralıklardır). Tek bir video akışı için 10 Mb/sn'den fazlası daha az yaygındır, ancak süper yüksek çözünürlüklü modellerde (4K, 20MP, 30MP, vb.) imkansız değildir. Ancak, aynı anda yayın yapan 100 kamera rutin olarak 200Mb/sn veya 300Mb/sn vs. gerektirebilir.

• Gigabit milyarlarcadır, örneğin 5Gb/s, 5,000,000,000b/s'ye eşittir. Tüm videoları merkezi bir siteye aktaran çok büyük ölçekli bir video gözetim sistemi olmadığı sürece, video gözetimi için bir gigabit bant genişliğinden fazlasına nadiren ihtiyaç duyulur.

Bit Oranları

Ivideo gözetleme sistemleri Bant genişliği araç hızı gibidir. Zamana göre bir orandır. Yani tıpkı 60mph (veya 96kph) sürdüğünüzü söyleyebileceğiniz gibi, bir kameranın bant genişliğinin 600Kb/s olduğunu, yani saniyede 600 kilobit iletildiğini söyleyebilirsiniz.

Bit hızları her zaman bir saniye üzerinden veri (bit veya bayt) olarak ifade edilir. Dakika başına veya saat uygulanamaz, çünkü öncelikle ağ ekipmanı, cihazın saniyede işleyebileceği kadar derecelendirilir.

Video Sıkıştırma ve Bant Genişliği

Video gözetim sistemlerinde video sıkıştırma, bir video dosyasını orijinal dosyadan daha az yer kaplayacak ve ağ/İnternet üzerinden iletilmesi daha kolay olacak şekilde kodlama işlemidir. Orijinal video dosyasından gereksiz ve işlevsel olmayan verileri ortadan kaldırarak video dosyası biçimlerinin boyutunu küçülten bir sıkıştırma tekniği türüdür.

Bir video sıkıştırıldığında, orijinal formatı farklı bir formata dönüştürülür (kullanılan codec bileşenine bağlı olarak). Video oynatıcının, video dosyasını oynatmak için bu video formatını desteklemesi veya sıkıştırma codec bileşeniyle entegre olması gerekir.

Hareket JPEG

Hareketli JPEG (M-JPEG veya MJPEG) bir Video sıkıştırma formatı her birinde video çerçevesi or Titreşimli alanı Dijital video sıra sıkıştırılmış olarak ayrı ayrı JPEG görüntü.

Başlangıçta multimedya PC uygulamaları için geliştirilen Motion JPEG, geniş istemci desteğine sahiptir: çoğu büyük web tarayıcısı ve oynatıcı yerel destek sağlar ve geri kalanı için eklentiler mevcuttur. M-JPEG standardını kullanan yazılım ve cihazlar arasında web tarayıcıları, medya oynatıcılar, oyun konsolları, dijital kameralar, IP kameralar, web kameraları, akış sunucuları, video kameralar ve doğrusal olmayan video düzenleyiciler bulunur.

H.264

MPEG-264 AVC olarak da adlandırılan H.4, 2003 yılında tanıtılan ve video gözetim sistemi kameralarında ve birçok ticari medya uygulamasında yaygın olarak kullanılan bir sıkıştırma standardıdır. MJPEG'in kare kare yaklaşımının aksine, H.264 tam kareyi yalnızca örneğin saniyede bir gibi aralıklarla saklar ve geri kalan kareleri yalnızca videodaki hareketin neden olduğu farklarla kodlar. Tam karelere I-kare (ayrıca indeks kare veya kare içi) denir ve yalnızca önceki kareye göre farkı içeren kısmi karelere P-kare (ayrıca tahmin edilen kare veya kareler arası) denir. P-çerçeveleri, I-çerçevelerinden daha küçük ve sayıca daha fazladır. Ayrıca, değişiklikler için önceki ve sonraki çerçevelere her iki yolu da ifade eden bir B-çerçevesi (çift yönlü çerçeve) vardır. IPB çerçevelerinin yinelenen modeli, bir grup resim (GOP) olarak adlandırılır. I-kareler için zaman aralığı değişir ve saniyede birkaç defadan yaklaşık bir dakikaya kadar değişebilir. Ne kadar çok I-karesi iletilirse, video akışı o kadar büyük olacaktır, ancak bu yalnızca bir I-karesinde gerçekleşebileceğinden, bir akışın kodunun yeniden çözülmesini kolaylaştırır.

H.265

H.265 ve MPEG-H Part 2 olarak da bilinen Yüksek Verimli Video Kodlama (HEVC), yaygın olarak kullanılan Advanced Video Coding'in (AVC, H.264 veya MPEG-4 Part 10) halefi olarak MPEG-H projesinin bir parçası olarak tasarlanmış bir video sıkıştırma standardıdır. AVC'ye kıyasla HEVC, aynı video kalitesinde %25 ila %50 daha iyi veri sıkıştırma veya aynı bit hızında önemli ölçüde geliştirilmiş video kalitesi sunar. 8192K UHD dahil olmak üzere 4320×8'ye kadar çözünürlükleri destekler ve birincil olarak 8 bitlik AVC'nin aksine HEVC'nin daha yüksek aslına uygun Main 10 profili, neredeyse tüm destekleyici donanımlara dahil edilmiştir.

H.264vsH.265 H.265 çeşitli nedenlerle H.264'ten daha gelişmiştir. Buradaki en büyük fark, H.265/HEVC'nin canlı video akışlarınızın daha da küçük dosya boyutlarına izin vermesidir. Bu, gerekli bant genişliğini önemli ölçüde azaltır. H.265'in bir başka avantajı da, verileri kodlama ağacı birimlerinde işlemesidir. Makrobloklar 4×4 ila 16×16 blok boyutlarında herhangi bir yere gidebilirken, CTU'lar 64×64 bloğa kadar işleyebilir. Bu, H.265'in bilgileri daha verimli bir şekilde sıkıştırmasını sağlar. Ayrıca, H.265 ayrıca H.264'ten daha iyi bir hareket telafisine ve uzamsal tahmine sahiptir. Bu, izleyicilerinizin cihazlarının tüm bilgileri açmak ve bir akışı izlemek için daha az bant genişliği ve işlem gücü gerektireceği için oldukça yararlıdır.

Sabit ve Değişken Bit Hızları (CBR ve VBR)

Bit hızı, belirli bir süre boyunca aktarılan veri miktarını ölçer. Çevrimiçi video akışında video bit hızı, saniye başına kilobit veya kbps cinsinden ölçülür. Bit hızı videonun kalitesini etkiler. Daha yüksek bit hızında akış, daha yüksek kaliteli akışlar üretmenize yardımcı olur.

Bit hızı, akış işleminin kodlama veya kod dönüştürme aşamasında da önemli bir şeydir çünkü bu da veri aktarımıyla ilgilidir.

Sabit bit hızı

Bir kamerayı CBR için yapılandırırken, kamera sabit bant genişliği tüketimine sahip olacak şekilde ayarlanır. Uygulanan sıkıştırma miktarı, daha fazla değişiklik meydana geldikçe artar. Bu, görüntüye sıkıştırma artefaktları ekleyebilir ve görüntü kalitesini düşürebilir. CBR ile, bant genişliği hedefini karşılamak için görüntü kalitesinden ödün verilir. Hedef makul bir şekilde belirlenmişse, bu bozulma pek fark edilmeyebilir ve depolamayı hesaplamak ve ağı planlamak için istikrarlı bir temel sağlar. Ağ kullanımının düşük olduğu bir yerel alan ağına (LAN) kurulan IP gözetleme kameraları için veya depolama alanı bol olduğunda, en iyi görüntü kalitesini korumak için VBR önerilirken, CBR bant genişliği kısıtlı ortamların kontrolüne yardımcı olabilir.

Değişken bit hızı

Her sıkıştırma yönteminin gücü ayarlanabilir. Genel olarak, daha yüksek sıkıştırma daha fazla artefakta neden olur, dolayısıyla istenen davranışı elde etmek için farklı stratejiler vardır. VBR sıkıştırması kullanıldığında, tutarlı görüntü kalitesini korumak için sıkıştırılmış akışın boyutunun değişmesine izin verilir. Bu nedenle, sahnede hareket olduğunda ve sabit olmama eğiliminde olduğunda VBR daha uygun olabilir. Dezavantajı, bant genişliğinin duruma göre bir dereceye kadar değişebilmesidir. Bu nedenle, kameralar aniden daha fazla bant genişliğine ihtiyaç duyduğunda, depolama planlanandan daha erken tükenebilir veya iletim darboğazları ortaya çıkabilir. VBR'de, bit hızına kesin bir sınırlama getirilmemektedir. Kullanıcı, belirli bir hedef bit hızı veya görüntü kalitesi düzeyi belirler.

Bazı kayıt sistemlerinde VBR sıkıştırma düzeyi Ekstra Yüksek, Yüksek, Normal, Düşük ve Ekstra Düşük olarak ayarlanabilir.

Kamera Bant Genişliği Tüketimi

İşte kamera bant genişliği tüketiminin birkaç yaygın nedeni:

çözüm: Çözünürlük arttıkça bant genişliği de artar.

Kare hızı: Kare hızı ne kadar yüksek olursa, bant genişliği de o kadar büyük olur

Sahne Karmaşıklığı: Sahnede ne kadar çok aktivite varsa (çok sayıda araba ve hareket eden insan vs sahnede hiç kimse), ihtiyaç duyulan bant genişliği o kadar büyük olur.

düşük ışık: Her zaman olmasa da genellikle gece, kameralardan gelen gürültü nedeniyle daha fazla bant genişliği gerektirir.

Video çözünürlüğü

Video gözetim sistemlerindeki her kameranın bir görüntü sensörü vardır. Soldan sağa mevcut pikseller yatay çözünürlüğü, yukarıdan aşağıya doğru pikseller ise dikey çözünürlüğü sağlar. Bu görüntü sensörünün toplam çözünürlüğü için iki sayıyı çarpın.

Bir pikselin RGB renk değerleri için 24 bit varsayarsak:

1920(Y) x 1080(D) = 2,073,600 piksel =2.0 MP x 24 bit = 48 Mbit/s

4096(Y) x 2160(D) = 8,847,360 piksel =8.0 MP x 24 bit = 192 Mbit/s

Bu nedenle, 4096 x 2160, daha fazla piksel veya basitçe söylemek gerekirse daha fazla veri içerdiğinden daha fazla bant genişliği gerektirir. Ancak bir konuyu, yüzü veya bir araba modelini ve rengini veya plakasını tanımlamak gerektiğinde daha net, daha keskin resimler verir. Tersine, daha düşük çözünürlük daha az bant genişliği sağlar, ancak takas daha az net, daha bulanık bir görüntüdür. Daha düşük çözünürlük genellikle gözetleme operatörlerine durumsal farkındalık sağlar - ayrıntılar yerine neler olup bittiğini görme.

Bir görüntünün netliğini belirleyen tek şey çözünürlük değildir. Merceğin optik performansı, odak uzaklığı (optik yakınlaştırma), nesneye olan uzaklık, aydınlatma koşulları, kir ve hava durumu da kritik faktörlerdir.

Kare hızı

Video gözetim sistemlerinde kare hızı, saniyedeki kare sayısı (FPS) cinsinden ölçülür, bu da bir saniyede üretilen resim sayısı anlamına gelir. Kare hızı ne kadar yüksek olursa, konu videoda o kadar yumuşak hareket eder. Kare hızı ne kadar düşük olursa, nesnelerin aradaki herhangi bir şeyi kaybederek bir konumdan diğerine atladığı noktaya kadar daha sarsıntılı hareketler olur. Bant genişliği kare hızı ile artar. Kare hızının yarısı genellikle bant genişliğini yarı yarıya azaltmaz, çünkü kodlama verimliliği düşer. Modern güvenlik kameraları 60 FPS'ye kadar üretebilir. Ancak, CPU sınırlamaları bazen çözünürlükler çok yüksek ayarlandığında FPS'yi daha düşük bir değerle sınırlayabilir. Bir sahne için en uygun FPS ayarını bulmak, hedefler arasında bir uzlaşmadır: bant genişliği hususlarına karşı çerçeveler arasında önemli ayrıntılar kaybolmadan ilgili tüm bilgileri yakalayın. Bir kamera sessiz bir genel bakış izliyorsa, 30 FPS'ye çıkmaya gerek yoktur. 5 ila 15 FPS ayarı yeterlidir. Genel bir kural olarak, değişiklik ne kadar hızlı gerçekleşirse veya öznenin ne kadar hızlı hareket etmesi beklenirse, FPS o kadar yüksek ayarlanmalıdır. Kameralar kurulduktan sonra FPS'yi ayarlayın ve videonun akıcılığının kabul edilebilir düzeyde olup olmadığını izleyin.

Sahne Karmaşıklığı

Bir sahnenin karmaşıklığı, bir video kameranın ürettiği bant genişliğini de etkiler. Genel olarak, sahne ne kadar karmaşıksa, belirli bir görüntü kalitesini elde etmek için o kadar fazla bant genişliği gerekir. Örneğin, ağaç yaprakları, tel örgüler veya patlamış mısır tavanları gibi rastgele dokular içeren sahneler, sahnenin karmaşıklığını artırır. Normal, düz renk boyalı bir duvar veya küçük bir ayrıntı gibi diğerleri basit bir sahne olarak kabul edilir. Benzer şekilde, hareket veya hareket karmaşıklığı artırır. Yürüyen insanlar, karşıdan gelen arabalar veya esintiyle ağaç yaprakları buna örnektir.

Kamera ve İstemci Sayısı Kamera sayısı, video gözetim sistemleri için bant genişliği gereksinimlerini etkiler. Tüm kameralar aynıysa, kamera sayılarının iki katı üretilen veriyi ikiye katlar. Bir sistemin ölçeklenebilirliğini sürdürmek için, büyük topolojileri yönetilebilir daha küçük bölümlere ayırabilmelidir. Sistemi katmanlı ve dağıtık bir mimaride yapılandırarak, geniş bir nicelik aralığında ölçeklenebilirliği sürdürmek mümkündür. Anahtar, bant genişliğini dağıtmaktır, böylece darboğazlardan kaçınılır. Bant Genişliği Darboğazları bölümünde daha fazlası tartışılacaktır. Görüntüleyen müşteri sayısı Yukarıdaki tartışma, kayıt cihazına beslenen kamera bant genişliği ile ilgilidir. Bu, resmin yalnızca bir tarafıdır, diğer taraf kayıt cihazlarını canlı veya kayıttan video izleyen istemcilere bağlar. Örneğin 24 gün XNUMX saat kameraları sürekli izleyen bir güvenlik ekibi olabilir. Bu bant genişliği, kameralardan gelen tüm verilere eşit olacaktır. Oynatma durumunda, canlı akışa ek olarak kullanılırsa daha da fazla bant genişliği gerekir. Bir sisteme aynı anda bağlanan çok sayıda istemci olabileceği göz önüne alındığında, istemci tarafı trafiği en önemli sorun olabilir.