網路頻寬和儲存要求是設計視訊監控系統的重要考慮因素。主要因素包括,攝影機數量、壓縮類型和比例、幀速及場景複雜程度。本章介紹系統設計的部分原則,以及儲存解決方案和各種系統組態方面的資訊。
12.1頻寬與儲存計算
網路視訊產品以網路頻寬和儲存空間為基礎進行配置。如上所述,這取決於以下條件:
– 攝影機數量
– 連續還是基於事件記錄
– 攝影機每天記錄的時長
– 幀/秒
– 影像解析度
– 視訊壓縮類型:M-JPEG、MPEG-4、H.264
– 場景:影像複雜度(如灰牆或森林)、照明條件和運動流量(辦公環境還是人流擁擠的火車站)
– 資料保存多長時間
12.1.1頻寬需求量
由8至10台攝影機構成的小型監控系統,可採用基礎的100MB網路交換機,不必考慮帶寬限制。大部分企業可以採用現有網路實施這種規模的監控系統。
部署10台以上攝影機時,可採用以下規則估算網路負荷:
– 配置的攝影機以高幀速提供高品質影像時,單支使用的網路頻寬約為2至3Mbit/sec。
– 部署12至15台以上攝影機時,可考慮採用交換機(Switch)結合千兆(Gigabit)主幹。如果採用千兆支援的交換機,運行視訊管理軟體的伺服器應安裝千兆網路卡。
管理頻寬耗用的技術包括,採用基於網路的VLAN,服務品質和基於事件的記錄。關於這些內容的更多資訊,請參見第9和11章。
12.1.2計算儲存需求量
如上所述,使用的壓縮類型是影響儲存量的因素之一。H.264壓縮格式是目前效率最高的壓縮技術,在不影響影像品質的情況下,與採用M-JPEG和MPEG-4 Part 2標準相比,H.264編碼器可使數字視訊檔的大小分別減少80%和50%以上。這意味著,H.264檔所需頻寬和儲存空間更小。
下表舉例說明三種壓縮格式的儲存計算結果。由於影響平均位元速率的變數因素很多,H.264和MPEG-4的計算不一定很準確,但M-JPEG有準確的計算公式,因為M-JPEG每個影像僅有一個文件。M-JPEG記錄的儲存需求量依幀速、解析度和壓縮層級而變化。
– H.264 計算:
4 位元率 / 8(換算為位元組) X 3600(秒)
=KByte/小時 / 1000
=MByte/小時
4 MByte/小時 X 每天儲存時數 / 1000
=GByte/天
4 GByte/天 X 所需儲存天數 = 儲存需求量
4 注意:公式未考慮運動流量,這是影響所需儲存量的重要因素。
4 估算頻寬和儲存需求量可通過以下網址獲取: http://www.blueeyes.com.tw/Calculate_Bandwidth3.php
攝影機 |
解析度 |
位元率( kbps ) |
每秒幀數 |
MByte/小時 |
儲存時數 |
GByte/天 |
NO.1 |
CIF |
110 |
5 |
49.5 |
8 |
0.4 |
NO.2 |
CIF |
250 |
15 |
112.5 |
8 |
0.9 |
NO.3 |
4CIF |
600 |
15 |
270 |
12 |
3.2 |
3台攝影機30天總儲存量=135GB |
表12.1a 以上數字以場景中的大量運動為依據。場景中變化少的情況下,數位可以降低20%。場景中的運動流量對儲存需求量的計算有很大影響。
– MPEG-4 計算:
4 位元率 / 8(換算為位元組) X 3600(秒)
=KByte/小時 / 1000
=MByte/小時
4 MByte/小時 X 每天儲存時數 / 1000
=GByte/天
4 GByte/天 X 所需儲存天數 = 儲存需求量
4 注意:公式未考慮運動流量,這是影響所需儲存量的重要因素。
4 估算頻寬和儲存需求量可通過以下網址獲取:http://www.blueeyes.com.tw/Calculate_Bandwidth2.php
攝影機 |
解析度 |
位元率( kbps ) |
每秒幀數 |
MByte/小時 |
儲存時數 |
GByte/天 |
NO.1 |
CIF |
170 |
5 |
76.5 |
8 |
0.6 |
NO.2 |
CIF |
400 |
15 |
180 |
8 |
1.4 |
NO.3 |
4CIF |
880 |
15 |
396 |
12 |
5 |
3台攝影機30天總儲存量=204GB |
表12.1b
– M-JPEG 計算:
4 影像尺寸 X 幀/秒 X 3600(秒)
=KByte/小時 / 1000
=MByte/小時
4 MByte/小時 X 每天儲存時數 / 1000
=GByte/天
4 GByte/天 X 所需儲存天數 = 儲存需求量
4 估算頻寬和儲存需求量可通過以下網址獲取:http://www.blueeyes.com.tw/Calculate_Bandwidth1.php
攝影機 |
解析度 |
位元率( kbps ) |
每秒幀數 |
MByte/小時 |
儲存時數 |
GByte/天 |
NO.1 |
CIF |
13 |
5 |
234 |
8 |
1.9 |
NO.2 |
CIF |
13 |
15 |
702 |
8 |
5.6 |
NO.3 |
4CIF |
40 |
15 |
2160 |
12 |
26 |
3台攝影機30天總儲存量=1002GB |
表12.1c
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