2022年视频监控知识 2.pdf

视频监控知识CIF分辨率CIF分辨率CIF common intermediate format DCIF double intermediate format QCIF quarter common intermediate format 图象格式亮度取样的象素个数 (dx) 亮度取样的行数(dy) 色度取样的象素个数(dx/2) 色度取样的行数(dy/2) sub-QCIF128 96 64 48 QCIF176 144 88 72 CIF352 288 176 144 4CIF (D1)704 576 352 288 16CIF1408 1152 704 576 分辨率 数字监控产品中一项重要的技术指标，它在很大程度上决定了产品的性能（清晰度、存储量、带宽）和价格。能够在不增加成本和数据容量的情况下，提高录像的回放图像画质，这样的分辨率是我们所需要的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 目前监控行业中主要使用QCIF（176*144） 、 CIF（352*288） 、 HALF D1 （ 704*288） 、D1 （704*576）等几种分辨率，CIF 录像分辨率是主流分辨率，绝大部分产品都采用CIF分辨率。目前市场接受CIF 分辨率，主要理由有四点：1、目前数码监控要求视频码流不能太高；2、视频传输带宽也有限制；3、使用 HALF D1 、D1 分辨率可以提高清晰度，满足高质量的要求，但是以高码流为代价的。在现阶段，出现了众多D1 的产品，但市场份额非常小；4、采用 CIF 分辨率，信噪比在32db以上，一般用户是可以接受的，但不是理想的视频图像质量。目前业内人士正在尝试用HALF D1来寻求 CIF 、D1 之间的平衡。什么是 QCIF ？ CIF ？2CIF？4CIF ？ DCIF ？l QCIF 全称 Quarter common intermediate format。QCIF 是常用的标准化图像格式。在 H.323协议簇中，规定了视频采集设备的标准采集分辨率。QCIF = 176144 像素。l CIF 是常用的标准化图像格式（Common Intermediate Format） 。 在 H.323协议簇中，规定了视频采集设备的标准采集分辨率。CIF = 352 288 像素。CIF 格式具有如下特性：(1) 电视图像的空间分辨率为家用录像系统(Video Home System，VHS) 的分辨率，即352 288 。(2) 使用非隔行扫描(non-interlaced scan)。(3) 使用 NTSC 帧速率，电视图像的最大帧速率为30 000/1001 29.97 幅/ 秒。(4) 使用 1/2的 PAL 水平分辨率，即288 线。(5) 对亮度和两个色差信号(Y 、Cb 和 Cr) 分量分别进行编码，它们的取值范围同ITU-R BT.601 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 即黑色 =16 ，白色 =235，色差的最大值等于240 ，最小值等于16 。l DCIF 分辨率是什么？经过研究发现一种更为有效的监控视频编码分辨率（DCIF ），其像素为528*384。DCIF分辨率的是视频图像来历是将奇、偶两个HALF D1 ，经反隔行变换，组成一个D1（720*576），D1 作边界处理，变成4CIF （704*576），4CIF 经水平 3/4缩小、垂直2/3缩小，转换成528*384。528*384的像素数正好是CIF 像素数的两倍，为了与常说的 2CIF （704*288）区分，我们称之为DOUBLE CIF，简称 DCIF 。显然， DCIF 在水平和垂直两个方向上，比Half D1更加均衡。l 为什么选用DCIF 分辨率？数字化监控行业对数字监控产品提出两项要求：首先要求数据量低，保证系统能够长时间录像和稳定实时的网络传输；其次要求回放图像清晰度高，满足对细节的要求。而DCIF分辨率在目前的软硬件平台上，能很好的满足以上两项要求。Half D1分辨率已被部分产品采用，用来解决CIF 清晰度不够高和D1 存储量高、价格高昂的缺点。 但由于他相对于CIF 只是水平分辨率的提升，图像质量提高不是特别明显，但码流增加很大。经过对大量视频信号进行测试，基于目前的视频压缩算法，DCIF 分辨率比Half D1能更好解决CIF 清晰度不够高和D1 存储量高、价格高昂的缺点，用来解决CIF 和 4CIF ，特别是在 512Kbps码率之间，能获得稳定的高质量图像，满足用户对较高图像质量的要求，为视频编码提供更好的选择。CIF 清晰度不够高和D1 存储量高、 价格高昂的缺点分辨率，静态回放分辨率理论上最高可达 360TVline的图像质量， 超过模拟监控中标准VHS 磁带录像机280TVline的图像水平，达到公安部安防行业视频标准二级和三级项目的清晰度要求，满足绝大部分视频监控的要求。= 一般 ADSL 2M 指的是上行 512Kbps，下行（下载的带宽）2Mbit每秒（ 2Mbps ）= 所谓视频传输就是将图片一张张传到屏幕，由于传输速度很快，所以可以让大家看到连续动态的画面， 就像放电影一样。 一般当画面的传输数量达到每秒24 帧时，画面就有了连续性。在进行这种图片的传输时，必须将图片进行压缩，一般压缩方式有如H.261 、 JPEG、 MPEG等，否则传输所需的带宽会变得很大。大家用RealPlayer不知是否留意，当播放电影的时候，在播放器的下方会有一个传输速度250kbps、400kbps、1000kbps画面的质量越高，这个速度也就越大。而摄像头进行视频传输也是这个原理，如果将 摄像头的分辨率调到640*480，捕捉到的图片每张大小约为50kb左右，每秒30 帧，那么摄像头传输视频所需的速度为50*30kb/s1500kbps 1.5Mbps。而在实际生活中，人们一般用名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 于网络视频聊天时的分辨率为320*240甚至更低，传输的帧数为每秒24 帧。换言之，此时视频传输速率将不到300kbps，人们就可以进行较为流畅的视频传输聊天。如果采用更高的压缩视频方式，如MPEG-1等等，可以将传输速率降低到200kbps不到。这个就是一般视频聊天时，摄像头所需的网络传输速度。宽带网络： 视频压缩上已经可以满足应用的标准， 但视频聊天的实现，还需要互联网条件的认可。一般来说，在国内我们可以通过以下几种方式上网：可以看出，除了56K Modem，ISDN以外，一般的宽带网络都可以满足用户进行视频传输的需求。而根据不同上网方式给用户提供的带宽，还可以自己调节摄像头传输画面的质量，如分辨率、真彩色级别、画面捕捉传输速度等等。比如，当带宽达到2Mbps时，我们就可以采用分辨率为640*480，每秒 30 帧来进行视频聊天，这时不论是画面的质量还是流畅性都是相当高的，如同两个人面对面交流一样。= 在视频监控系统中，对存储空间容量的大小需求是与画面质量的高低、及视频线路等都有很大关系。下面对视频存储空间大小与传输带宽的之间的计算方法做以介绍。比特率 是指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(Bit Per Second)，比特率越高，传送的数据越大。 比特率表示经过编码 （压缩）后的音、视频数据每秒钟需要用多少个比特来表示，而比特就是二进制里面最小的单位，要么是0 ，要么是 1。比特率与音、视频压缩的关系，简单的说就是比特率越高，音、视频的质量就越好，但编码后的文件就越大；如果比特率越少则情况刚好相反。码流 （Data Rate）是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，也叫码率，是视频编码中画面质量控制中最重要的部分。同样分辨率下，视频文件的码流越大，压缩比就越小， 画面质量就越高。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 ” 。不同的格式的比特率和码流的大小定义表：格式类型CIF D1 720P 1080P 比特率大小512Kbps 1.5Mbps 2Mbps 4Mbps 码流大小64kB/s 192kB/s 256kB/s 512kB/s 传输带宽计算：比特率大小 摄像机的路数= 网络带宽至少大小；注：监控点的带宽是要求上行的最小限度带宽（监控点将视频信息上传到监控中心）；监控中心的带宽是要求下行的最小限度带宽（将监控点的视频信息下载到监控中心）；例：电信 2Mbps的 ADSL 宽带，理论上其上行带宽是512kbps = 64kB/s ，其下行带宽是2Mbps = 256kB/s 例：监控分布在5 个不同的地方， 各地方的摄像机的路数：n = 10 （20 路）1 个监控中心，远程监看及存储视频信息，存储时间为30 天。不同视频格式的带宽及存储空间大小计算如下：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 地方监控点：CIF 视频格式每路摄像头的比特率为512Kbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为512Kbps，10 路摄像机所需的数据传输带宽为：512Kbps（视频格式的比特率）10 （摄像机的路数） 5120K bps = 5Mbps（上行带宽）即：采用 CIF 视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为5Mbps ；D1 视频格式每路摄像头的比特率为1.5Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为1.5Mbps，10 路摄像机所需的数据传输带宽为：1.5Mbps（视频格式的比特率）10 （摄像机的路数）= 15Mbps（上行带宽）即：采用 D1 视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为15Mbps ；720P （100 万像素）的视频格式每路摄像头的比特率为2Mbps ，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 ，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 ；监控中心：CIF 视频格式的所需带宽：512Kbps（视频格式的比特率）50 （监控点的摄像机的总路数之和）=25600Kbps = 25Mbps（下行带宽）即：采用CIF 视频格式监控中心所需的网络下行带宽至少25Mbps D1 视频格式的所需带宽：1.5Mbps（视频格式的比特率）50 （监控点的摄像机的总路数之和）= 75Mbps（下行带宽）即：采用 D1 视频格式监控中心所需的网络下行带宽至少75Mbps 720P （100 万像素）的视频格式的所需带宽：2Mbps （视频格式的比特率）50 （监控点的摄像机的总路数之和）= 100Mbps（下行带宽）即：采用720P 的视频格式监控中心所需的网络下行带宽至少100Mbps 1080P （200 万像素）的视频格式的所需带宽：4Mbps （视频格式的比特率）50 （监控点的摄像机的总路数之和）= 200Mbps（下行带宽）即：采用1080P的视频格式监控中心所需的网络下行带宽至少200Mbps 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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 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）50 路存储 30 天的 CIF 视频格式录像信息的存储空间所需大小为：64 3600 24 30 50 0.9 = 8789.1GB 9TB50 路存储 30 天的 D1 视频格式录像信息的存储空间所需大小为：192 3600 24 30 50 0.9 = 26367.2GB 26TB50 路存储 30 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 30 50 0.9 = 35156.3GB 35TB50 路存储 30 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 30 50 0.9 = 70312.5GB 69TB= 单路 CIF 视频编码器 : 技术规格：支持 PAL 或 NTSC 格式视频码率 32Kbps-4Mbps连续可调，帧率1-30（ 1-25 ）连续可调视频流占用平均带宽200kbps（分辨率352x288，25 帧）画面延迟小于200 毫秒（局域网）嵌入式 Web 服务，支持IE 浏览、配置、升级支持动态域名、局域网、广域网支持双向语音对讲报警预录功能5秒-30秒，支持报警上传支持图像抓拍、录像支持网络断线自动连接功能支持异常情况自动重启恢复功能项目规格与参数视频制式NTSC PAL视频编码MPEG-4帧率25fps （PAL）， 30fps （NTSC ），向下可调音频编码MP3视频编码尺寸PAL：352 288 NTSC ：352 240带宽占用200kbps （分辨率352 288 ，25 帧）画面延迟小于 200 毫秒（局域网）图像调节亮度、对比度、色度、饱和度，图像质量级别调节分辨率PAL：352 288 NTSC ：352 240性能输出帧率最大为30fps ，网络带宽占用最小为32Kbps触发事件及行动触发条件：时间报警输入视频移动侦测视频丢失动作：继电器输出控制外围设备名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 建议访问用户数10IO 及控制接口RS485透明通道嵌入式 WEB 服务支持 IE 浏览、配置、升级视频输入复合视频： 1.0Vp-p 75 ，BNC 连接器 1音频输入（可选）BNC 接口麦克风输入或线性输入音频输出BNC 接口线性输出硬件音视频处理芯片：高性能DSP 处理器主 CPU：高性能嵌入式MIPS 处理器操作系统：实时嵌入式LINUX操作系统ROM ：8MBytesFlashROM RAM ：64MBytesSDRAM网络接口10 100M报警输入4 个开关量输入报警输出4 个继电器输出音频双向语音对讲系统要求CPU ：P或者更高内存： 96M 或者更高显示器： 17 寸 1024 768 以获得最佳显示效果安全性3 层密码保护工作温度560工作湿度2080 输入电压DC12V3A功率小于 5瓦整机尺寸263mm（W） 44mm（H） 140mm（D）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -