視頻監(jiān)控存儲(chǔ)空間大小與傳輸帶寬計(jì)算方法
在數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常需要規(guī)劃數(shù)字視頻系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間大小及傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬，這對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用非常重要，而又較難規(guī)劃。在此，從原理上及應(yīng)用上略做說明。
一、首先需要明確如下概念：
1、分辨率：分辨率表示圖像的尺寸大小（或像素?cái)?shù)量），用于設(shè)置錄像的圖像尺寸。在監(jiān)控中常用的分辨率有QCIF、CIF、HD1、2CIF、DCIF、4CIF和D1這幾種。分辨率是決定位率（碼
率）的主要因素，不同的分辨率要采用不同的位率。總體而言，錄像的分辨率越高，所要求的位率（碼率）也越大，但并不總是如此。所謂“合理的范圍”指的是，如果低于這個(gè)范圍，圖像質(zhì)量看起來會(huì)變得不可接受；如果高于這個(gè)范圍，則顯得沒有必要，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)資源以及存儲(chǔ)資源來說是一種浪費(fèi)。
2、位率：位率又稱為碼率。指單位時(shí)間內(nèi)，單個(gè)錄像通道所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量，其單位通常是bps、Kbps或Mbps。可以根據(jù)錄像的時(shí)間與位率估算出一定時(shí)間內(nèi)的錄像文件大小。位率類型又稱為碼率類型，共有兩種——動(dòng)態(tài)碼率（VBR）和固定碼率（CBR）。所謂動(dòng)態(tài)碼率是指編碼器在對(duì)圖像進(jìn)行壓縮編碼的過程中，根據(jù)圖像的狀況實(shí)時(shí)調(diào)整碼率高低的過程，例如當(dāng)圖像中沒有物體在移動(dòng)時(shí)，編碼器自動(dòng)將碼率調(diào)整到一個(gè)較低的值。但當(dāng)圖像中開始有物體移動(dòng)時(shí)，編碼器又自動(dòng)將碼率調(diào)整到一個(gè)較高的值，并且實(shí)時(shí)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的劇烈程度進(jìn)行調(diào)整。這種方式是一種圖像質(zhì)量不變，數(shù)據(jù)量變化的編碼模式。
固定碼率是指編碼器在對(duì)圖像進(jìn)行編碼的過程中，自始至終采用一個(gè)固定的碼率值，不論圖像情況如何變化。這種方式是碼率量不變，而圖像質(zhì)量變化的編碼模式。在動(dòng)態(tài)碼率模式下，我們?cè)谟脖P錄像機(jī)上設(shè)置的位率值稱為“位率上限”。意思是我們?nèi)藶樵O(shè)定一個(gè)編碼碼率變化的上限，可以低于，但不能高于。根據(jù)這個(gè)位率值，我們可以估算出一定時(shí)間內(nèi)的存儲(chǔ)容量的上限值。在固定碼率模式下，在硬盤錄像機(jī)上設(shè)置的位率值就是編碼時(shí)所使用的位率值，根據(jù)這個(gè)數(shù)值，我們可以精確地估算出一定時(shí)間內(nèi)的存儲(chǔ)容量。
3、幀率：幀率表示單位時(shí)間內(nèi)，從圖像中所能獲取的完整圖片數(shù)量，單位是fps（幀每秒）。
二、分辨率、碼率和幀率之間的關(guān)系。
首先看分辨率。從通常的認(rèn)識(shí)來說，分辨率越高，圖像質(zhì)量越好，分辨率越低，圖像質(zhì)量越差。但如果拋開了碼率來談的話，上述觀點(diǎn)是站不住腳的。實(shí)際上為了獲得好的回放質(zhì)量，除了提高分辨率以外，更重要的還要同時(shí)提高編碼碼率，否則效果可能適得其反。
其次看碼率。一般而言，碼率越高，圖像質(zhì)量相對(duì)越好，碼率越低，圖像質(zhì)量相對(duì)越差，但這個(gè)說法也只在一定范圍內(nèi)成立。因?yàn)閳D像質(zhì)量的提升并不與碼率的提升成線性關(guān)系。
最后看幀率。事實(shí)上，幀率對(duì)圖像質(zhì)量并不起直接的作用，幀率的高低只是影響圖像的連貫性。
在某些場合下，圖像的連貫性也會(huì)被作為回放效果的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)之一（注意回放效果與圖像質(zhì)量的區(qū)別）。但在某些特殊情況下，通過調(diào)整幀率，也能在有限的碼率下獲得好的圖像質(zhì)量。
例如在ADSL線路上傳輸圖像，上行帶寬只有512Kbps，但要傳輸4路CIF分辨率的圖像。按照常規(guī)，CIF分辨率建議碼率是512Kbps，那么照此計(jì)算就只能傳一路，降低碼率勢(shì)必會(huì)影響圖像質(zhì)量。那么為了確保圖像質(zhì)量，就必須降低幀率，這樣一來，即便降低幀率也不會(huì)影響圖像質(zhì)量，但在圖像的連貫性上會(huì)有影響。
三、計(jì)算公式
傳輸帶寬計(jì)算：碼率 ×攝像機(jī)的路數(shù)=網(wǎng)絡(luò)帶寬至少大小
存儲(chǔ)空間計(jì)算：每小時(shí)每路容量（單位：M/小時(shí)路）=碼率(單位：kb/s)×3600秒÷8÷1024
三、在數(shù)字?jǐn)z像頭設(shè)置中的注意事項(xiàng)：
1、如果在有限的帶寬傳輸更多的視頻。降低碼率是根本的解決方法，降低碼率的同時(shí)，要選擇合理的分辨率，。為了在低碼率的條件下顯示好的圖像質(zhì)量，再降低幀率。通常我國的視頻標(biāo)準(zhǔn)顯示是25幀率，主要是考慮到動(dòng)畫的播放。因我們是視頻的顯示，實(shí)際上在16幀以上就不影響人的視覺連貫性，那我們?cè)O(shè)置16幀率就可以了。
2、如果只重視視頻顯示和回放效果。提高分辨率和合理的高碼率，幀率設(shè)置為16就可以了。
3、存儲(chǔ)容量的計(jì)算
參照下圖的圖像質(zhì)量最好就可以了。
