帧率分辨率码流的关系以及DVR硬盘容量计算方法

帧率分辨率码流的关系以及DVR硬盘容量计算方法1、帧率、码流与分辨率帧率是每秒图像的数量，分辨率表示每幅图像的尺寸即像素数量，码流是经过视频压缩后每秒产生的数据量，而压缩是去掉图像的空间冗余和视频的时间冗余，所以，对于静止的场景，可以用很低的码流获得较好的图像质量，而对于剧烈运动的场景，可能用很高的码流也达不到好的图像质量，所以结论是设置帧率表示您要的实时性，设置分辨率是您要看的图像尺寸大小，而码率的设置取决于摄像机及场景的情况，通过现场调试，直到取得一个可以接受的图像质量，就可以确定码流大小。1.1帧率概念一帧就是一副静止的画面，连续的帧就形成动画，如电视图象等。我们通常说帧数，简单地说，就是在1秒钟时间里传输的图片的帧数，也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次，通常用fps（FramesPerSecond）表示。每一帧都是静止的图象，快速连续地显示帧便形成了运动的假象。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。每秒钟帧数(fps)愈多，所显示的动作就会愈流畅。1.2码流概念码流（DataRate），是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，也叫码率，是他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。1.3分辨率概念视频分辨率是指视频成像产品所成图像的大小或尺寸。常见的视像分辨率有352×288，176×144，640×480，1024×768。在成像的两组数字中，前者为图片长度，后者为图片的宽度，两者相乘得出的是图片的像素，长宽比一般为4：3。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。在PAL制情况下：CIF352×288的分辨率，建议码流设置为512kbps，用0.5M的带宽传输4CIF704×576的分辨率，建议码流设置为2048kbps，用2M的带宽传输，但是使用1536bps也可。第一步：根据式（1）计算单个通道每小时所需要的存储容量S1,单位MByte。S1=D/8*3600/1024其中：D－码率（即录像设置中的“位率/位率上限”），单位Kbit/s。D/8为字节数。第二步：确定录像时间要求后，根据式（2）计算单个通道所需要的存储容量S2,单位MByteS2=S1*24*t其中：t为保存天数24表示一天24小时录像第二步：确定视频通道数计算最终所需容量S3S3=S2*N其中：N为视频通道数2DVR硬盘容量计算硬盘容量计算，很多工程商和销售人员都不是很清楚，我个人做监控行业4年多了，一直是做技术支持，接到诸如“我有个项目16个点要24小时录像5天需要多大的硬盘”，“我有个项目12个点要24小时录像15天需要多大的硬盘”？等等此问题已经N遍了，今天在此以我的经验列个小公式供大家计算使用，不足之处还请指点。1）MJPEGMJPEG（MotionJPEG）压缩技术标准源于JPEG图片压缩技术，是一种简单的帧内JPEG压缩，它对视频的每一帧进行压缩，压缩比率较小，数量大，通常每路每小时325X288分辨率录像需要硬盘空间1G左右。2）小波算法小波算法是基于小波变换的视频压缩，该技术是使图像信号的时域分辨率和频域分辨率同时达到最高,g+c手机。内核是采用行进中压缩和解压缩方式，视频中帧与帧之间没有相关性，以352X288录像，每路每小时一般为350M左右3）MPEG-4MPEG-4标准是面向对象的压缩方式，不是像MPEG-1和MPEG-2简单地将图像分为一些像块，而是根据图像内容,JOYSPC手机加电脑，将其中的对象（物体、人物、背景）分离出来分别进行帧内、帧间编码压缩，并允许在不同的对象之间灵活分配码率，对重要的对象分配较多的字节，对次要的对象分配较少的字节，从而大大提高了压缩比，使其在较低的码率下获得较好的效果。MPEG-4的传输速率为4.8~64kbit/s，使用时占用的存储空间比较小，以352X288录像，每路每小时一般为120M左右。4）H.264这种压缩模式和MPEG-4基本一致，所以计算的时候大家可以按照MPEG-4的容量进行计算。其容量计算公式G=H*N*T*X/1024其中G就是最后算出的硬盘的容量H代表每天要录像几个小时T代表想录像的天数X代表上面的4种压缩模式举例说明，某小区用小波算法的压缩卡来做监控，主机12路，要求24小时录像15天，需要多大的硬盘容量？根据公式我们的到H=24,N=12X=350MT=15最后得到G=24*12*350*15/1024=1476.5G这样就是最后硬盘的容量大小了。3CIFCommonIntermediateFormat）3.1CIF简介QCIF全称Quartercommonintermediateformat。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=176×144像素。CIF是常用的标准化图像格式（CommonIntermediateFormat）。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(VideoHomeSystem，VHS)的分辨率，即352×288。(2)使用非隔行扫描(non-interlacedscan)。(3)使用NTSC帧速率，电视图像的最大帧速率为30000/1001≈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-RBT.601。即黑色=16，白色=235，色差的最大值等于240，最小值等于16。下表为5种CIF图像格式的参数说明。图像格式亮度取样的像素个数亮度取样的行数（dy）色度取样的像素个数色度取样的行数（dx）（dx/2）(dy/2)sub-QCIF128966448QCIF3522888872CIF7045761761444CIF704576352288164CIF14081152704576目前监控行业中主要使用Qcif（176×144）、CIF（352×288）、HALFD1（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HALFD1、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HALFD1来寻求CIF、D1之间的平衡。但随着单块硬盘的容量达到750GB甚至1000GB，而国内的大部分DVR已经可以做到连接8块1000GB的硬盘，故D1逐渐会变成时常的主流。3.2DCIF分辨率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HALFD1，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DOUBLECIF，简称DCIF。显然，DCIF在水平和垂直两个方向上，比HalfD1更加均衡。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。HalfD1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HalfD1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。什么是D1？做闭路电视监控系统这一行久了，大家都以为D1是硬盘录像机显示、录像、回放的分辨率，实际上不是的，D1是数字电视系统显示格式的标准，共分为以下5种规格：D1：480i格式（525i）：720×480（水平480线，隔行扫描），和NTSC模拟电视清晰度相同，行频为15.25kHz，相当于我们所说的4CIF（720×576）D2：480P格式（525p）：720×480（水平480线，逐行扫描），较D1隔行扫描要清晰不少，和逐行扫描DVD规格相同，行频为31.5kHzD3：1080i格式（1125i）：1920×1080（水平1080线，隔行扫描），高清放松采用最多的一种分辨率，分辨率为1920×1080i/60Hz，行频为33.75kHzD4：720p格式（750p）：1280×720（水平720线，逐行扫描），虽然分辨率较D3要低，但是因为逐行扫描，市面上更多人感觉相对于1080I（实际逐次540线）视觉效果更加清晰。不过个人感觉来说，在最大分辨率达到1920×1080的情况下，D3要比D4感觉更加清晰，尤其是文字表现力上，分辨率为1280×720p/60Hz，行频为45kHzD5：1080p格式（1125p）：1920×1080（水平1080线，逐行扫描），目前民用高清视频的最高标准，分辨率为1920×1080P/60Hz,行频为67.5KHZ。其中D1和D2标准是我们一般模拟电视的最高标准，并不能称的上高清晰，D3的1080i标准是高清晰电视的基本标准，它可以兼容720p格式，而D5的1080P只是专业上的标准，并不是民用级别的，上面所给出的60HZ只是理想状态下的场频，而它的行频为67.5KHZ，目前还没有如此高行频的电视问世，实际在专业领域里1080P的场频只有24HZ，25HZ和30HZ。需要指出的一点是，D端子是日本独有的特殊接口，国内电视几乎没有带这种接口的，最多的是色差接口，而色差接口最多支持到D4，理论上肯定没有HDMI（纯数字信号，支持到1080P)的最高清晰度高，但在1920：1080以下分辨率的电视机上，一般也没有很大差别。国内主流的硬盘录像机（DVR，DigitalVideoRecording）采用什么分辨率？怎样计算硬盘容量？国内主流的硬盘录像机采用两种分辨率：CIF和4CIF（D1），分为两种型号。硬盘录像机常见的路数有1路、2路、4路、8路、9路、12路和16路。最大可以连接8块2000GB的硬盘，总容量可高达1.6TV（可续目前市面上最大的硬盘只有1000GB），如果采用CIF分辨率，通常计算硬盘录像机的录像的硬盘容量为180MB~250MB/小时，通常情况下取值200MB/小时；如果是D1的分辨率每小时录像需要的硬盘容量为720MB~1000MB/小时，通常情况下为了减少硬盘的容量可以按照500MB/小时计算，帧率智能设置比25fps少一些，码流也要少一些！相信大家可以计算出一台装满8块500GB的16路硬盘录像机可以录像多长时间了吧？：每小时每个通道所占硬盘空间计算公式：[视频码率（128-2048）/8*3600]/1024例如：若码率设置为512K，那么每个小时每个视频通道所占硬盘空间如下：[512/8*3600]/1024=225MBB：每天每个通道所占空