Интервал кадров в ip камере что такое
Что такое интервал I-Frame в системах видеонаблюдения?
Что такое интервал I-Frame в системах видеонаблюдения?
I-Frame и I-Frame интервал — это два термина, которые создают путаницу при настройке системы видеонаблюдения.
Чтобы понять эти термины, необходимо знать, как создаются видеокадры. Как известно, видеоклип состоит из серии кадров. При этом существует понятие FPS (количество кадров в секунду), то есть каждый кадр представляет собой неподвижное изображение, которое при последовательном воспроизведении создает движущееся изображение.
Видео, которое имеет 30 кадров в секунду, означает, что есть 30 «неподвижных изображений», которые будут воспроизводиться для каждой секунды видео. Когда кадры воспроизводятся последовательно и быстро, они создают то, что мы называем видео.
Если взять 30 последовательных кадров и разложить их, то получится множество элементов, которые практически идентичны.
Возьмем, к примеру, ситуацию, когда кто-то разговаривает, стоя перед стеной. Маловероятно, что информация об этой стене в кадре изменится. В результате большая часть из этих 30 кадров будет потрачена впустую для передачи информации о том, что что-то вообще не изменилось.
Именно поэтому была разработана технология сжатия видео, которая делит кадры на блоки, а затем ищет избыточность между блоками.
Таким образом, если стена не изменится, проще использовать одни и те же блоки в последующих кадрах, чтобы уменьшить пространство или пропускную способность? Здесь вступает в игру так называемый интервал I-frame и I-frame.
Что такое I-Frame в системах видеонаблюдения?
I-frame (I-кадр) — это полный кадр изображения в видео и кодируется без ссылки на другие кадры. Последующие кадры (называемые дельта-кадрами) содержат только ту информацию, которая изменилась.
Сжатие видео достигается путем сравнения кадров, следующих за I-frame (ключевым кадром), и отправкой изменений только до сгенерированного следующего I-кадра. Многие системы безопасности позволяют пользователю выбирать, как часто генерируется этот I-frame.
Другими словами, I-frame — это кадр, который используется в качестве основной опорной точки, которая сравнивается с другими кадрами в потоке.
Этот метод предназначен для уменьшения пропускной способности путем отправки только одного полного исходного изображения (I-frame) один раз, а затем частичных кадров (называемых p-кадров), которые содержат только изменения в сцене с момента исходного I-кадра.
Этот метод позволяет использовать кадры гораздо меньшего размера, потому что они вносят изменения только по отношению к исходному I-кадру. Таким образом система может сэкономить место и полосу пропускания.
Что такое интервал I-Frame в системах видеонаблюдения?
Это количество интервальных кадров между двумя I-кадрами. Как мы объясняли выше, I-frame (также называемые ключевыми кадрами) используются для записи информации обо всем изображении. Чем больше значение интервала I-frame, тем меньше места для хранения занимает сжатое видео.
Когда вы выбираете видеокодеки H.264 + или H.265 + в настройке кодирования камеры, настройка интервала между кадрами отображается серым цветом, поскольку она устанавливается и управляется автоматически, и вы не можете ее изменить. А вот в кодеках H.264H или H.265, вы можете фактически изменить значение интервала I-кадра.
Большинство производителей сегодня позволяют вам контролировать интервал I-frame, который, кстати, называется по-разному в зависимости от производителя.
По умолчанию большинство систем безопасности используют 1 I-frame на каждые 30 изображений. Вы можете уменьшить это значение, и при этом есть некоторые компромиссы.
Помните эти советы при изменении интервала I-кадра вашей системы видеонаблюдения:
В большинстве случаев нет необходимости изменять значение по умолчанию для I-frame и интервала I-frame. Однако, если вы считаете, что качество вашего изображения недостаточно хорошее, вы можете получить доступ к настройкам кодирования и поиграть с этими настройками, пока не будете довольны результатом. Ниже мы перечислили оптимизированные настройки I-frame для нескольких производителей.
Рекомендуемые настройки интервала I-frame для Hikvision и их OEM-производителей — 50. Однако вы можете попробовать 30 или даже 60 и посмотреть, все ли у вас в порядке с изображением.
Рекомендуемый интервал между I-кадрами для Dahua и их OEM-производителей составляет 60. Вы также можете попробовать увеличить его, чтобы проверить, заметили ли вы разницу. Скорее всего, изменять значения по умолчанию не нужно.
Рекомендуемые настройки интервала I-кадра для систем камер Axis. В этом случае они называют это длиной GOP, что означает «группа изображений».
Рекомендуемые настройки интервала I-кадра для камер Foscam и их систем. Здесь это называется «Интервал ключевого кадра». Как мы уже упоминали, этот термин варьируется в зависимости от производителя.
Рекомендованные выше значения интервала I-frame обеспечивают стабильный поток и хорошее качество изображения. Однако вы можете изменить их в соответствии с вашей ситуацией.
Имейте в виду, что чем больше I-кадров и чем короче интервалы I-кадров, тем больше будет использоваться полоса пропускания и меньше места на жестком диске.
Ничего страшного, если вы используете значения по умолчанию, которые поставляются с камерой. Разница зависит от условий освещения и иногда может быть незначительной.
При необходимости увеличивайте значение I-frame только на камерах, которые считаются важными в вашей системе безопасности.
Опорный кадр в H.264. Маленький параметр с большими последствиями
Структура кодека H.264
Прежде чем говорить об опорном кадре, нужно понимать структуру потока и принципы работы кодека H.264. Для начала немного теории.
Спецификация H.264 была опубликована еще в 2003 году. Кодек стал настоящей революцией в телевидении высокой четкости. Он позволил хранить и передавать изображение высокого разрешения с высоким качеством и битрейтом в несколько раз меньшим, чем другие форматы сжатия. Давайте рассмотрим структуру потока формата H.264.
IP-камера передает полные кадры (JPEG)а, между ними передаются только кодированные изменения изображения относительно опорного кадра. В этом и заключается суть межкадрового сжатия. Полные кадры получили название I-кадры. Далее следуют P и B-кадры. P-кадры содержат информацию об изменениях относительно I-кадра. B-кадры связаны как с I-кадрами, так и с P-кадрами. Все это нацелено на более эффективное сжатие и низкий поток с высоким качеством, но за это приходится расплачиваться высокими затратами на вычислительные мощности и оперативную память сервера при декодировании.
Из схемы структуры потока можно также заметить, что при декодировании невозможно восстановить изображение из B-кадра пока не будет получен P-кадр. В связи с этим мы и видим задержку в отображении потока с IP-камеры в H.264.
Существуют различные профили H.264, которые отличаются возможностями по кодированию. Чтобы не углубляться в теорию стоит отметить, что чем выше спецификация профиля, тем выше степень сжатия с сохранением высокого качества, но тем больше нагрузка на процессор камеры для кодирования и на ресурсы сервера по декодированию потоков. Так же, у старших профайлов больше упомянутая задержка в отображении потока с IP-устройства. Современные камеры в большинстве своем поддерживают Baseline Profile и Main Profile. Профессиональным IP-камерам доступен High Profile.
Что такое «опорный кадр»?
Оптимальная частота следования опорных кадров
Оптимальное значение периода следования опорных кадров средней сцены и типовых задач видеонаблюдения выбирает производитель IP-камеры и выставляет по умолчанию в настройках кодека. Встречаются IP-камеры со значением GOP length от 32 до 120 и более. В то же время, значение частоты опорного кадра (GOP length) оказывает значительное влияние на работу систем видеоанализа, и об этом мало кто задумывается, а точнее никто и не знает. Вот об этом поговорим подробно.
Значение опорного кадра для видеонаблюдения
Это связано с тем, что для восстановления дополнительных кадров из потока H.264 для работы видеоаналитики пришлось бы задействовать значительные вычислительные ресурсы ПЭВМ.
А вот теперь представьте себе, что для темпа видеоввода 25 к/с и значения GOP=100 мы получаем опорный кадр для работы видеоаналитики каждые 4 секунды. Какая точность и задержка у нас будет, хотя бы в детекции движения? За 4 секунды может произойти многое, а алгоритмы видеоанализа этого могут и не заметить, т.к. опорные кадры до возникновения происшествия и после будут одинаковыми. Для проверки этой теории мы даже сняли видеоролик и разместили его на нашем канале в YOUTUBE:
Как это ни странно, но об этом практически никто не говорит. В редких рекомендациях на форумах техподдержки можно встретить совет по уменьшению частоты следования опорных кадров (уменьшения GOP) в IP-камере для решения проблем с детекцией движения.
Самое опасное в этой ситуации, что проблемы в детекции характерны на быстродвижущихся объектах и при определенном стечении обстоятельств. А по всеми известному закону эти обстоятельства возникнут в самый неподходящий момент, и в архиве не будет информации о том, кто поцарапал директорскую машину или куда пропал портфель важного гостя. И разобраться в первоисточнике проблемы практически невозможно. Проще сказать, что это глюк ПО видеонаблюдения, хотя заказчику от этого не легче.
Некоторые производители решают эту проблему через изменение настроек IP-устройств при их подключении к VMS. Семейство продуктов ITV|AxxonSoft (Интеллект, AxxonNext) автоматически меняет значение частоты следования опорных кадров в IP-камере и устанавливает GOP=8, но это возможно только в том случае, если камера качественно интегрирована. Если же мы подключаемся по RTSP или Onvif, то этого не происходит, и в детекции возможны проблемы и пропуски. При этом следует помнить, что изменение «опорника» сильно сказывается на потоке с IP-устройства и увеличивает размер видеоархива. Как решить эту проблему мы рассказывали в статье Настройка детектора движения в ПО Интеллект.
Другие производители восстанавливают недостающие кадры путем частичной декомпрессии H.264 и получения промежуточных кадров для работы видеоаналитики. Так делает, например, Macroscop. Но, как мы уже заметили, это не дается даром и приходится расплачиваться высокой нагрузкой на видеосервер. Об этом рассказывается в статье Особенности работы ПО IP-видеонаблюдения.
Резюме
Внимательно изучая значение и влияние различных параметров IP-устройств, открываешь для себя много интересного, а порой и крайне важного для работы систем видеонаблюдения. Кто бы мог подумать, что незаметный GOP в IP-камере может оказывать столь существенное влияние на такие базовые функции системы видеонаблюдения, как запись видеоархива по детекции движения.
В построении систем видеонаблюдения нет несущественных параметров. В определенных ситуациях любая функция или настройка может стать определяющей. Специалисты компании Видеомакс постоянно изучают возможности программных продуктов и функционал современных IP-камер на реальных стендах, изучая спецификации производителей и опираясь на фундаментальные принципы и знания, полученные в лучших технических вузах страны.
Результатами этих исследований мы делимся со своими партнерами, помогая создавать эффективные системы видеонаблюдения, которые не подведут и будут долгие годы решать поставленные заказчиком задачи. Линейка оборудования VIDEOMAX вобрала в себя все последние достижения в компьютерной индустрии и оптимизирована для обработки видеопотоков с IP-камер в системах видеонаблюдения.
Впереди еще много полезного для инженеров и проектировщиков систем видеонаблюдения. Зарегистрируйтесь на нашем сайте, чтобы оперативно получать новости о всем самом важном, что происходит на рынке систем безопасности.
Форум по системам видеонаблюдения и безопасности.
Форум по системам видеонаблюдения, безопасности, пожарным и охранным сигнализациям, контролю доступа.
Оптимальные настройки для IP камеры
Оптимальные настройки для IP камеры
Сообщение ThreeLeaf » 09 апр 2015, 07:29
Здравствуйте. Подскажите пожалуйста, мне бы хотелось как можно более правильнее задать её параметры, дабы снизить нагрузку на ПК и сеть, но при этом не сильно потерять в качестве картинки.
На данный момент у меня возникают вопросы по следующим пунктам:
-Тип битрейта
-Максимальный битрейт
-Интервал I кадра
-SVC
Из того что мне удалось найти в интернете я пришёл к выводу что Тип битрейта лучше выбирать переменный (во всяком случае исходя из того что движений на камерах у меня не много), но при этом нужно оставить запас пропускной способности в сети на случай резкой активности сразу на нескольких камерах. Что можете сказать по этому поводу?
Максимальный битрейт, если я правильно понимаю является неизменным и фактическим если ставить постоянный тип битрейта и является максимальным (видимо во время записи) если выбирать переменный, но какой какой битрейт задаётся (видимо автоматически) и исходя из чего при потоке с переменным, но без записи? Какой вы обычно ставите битрейт? У меня камера позволяет выбрать 256-12588. Разрешение меня интересует FHD. И возможно глупый вопрос, но нагрузку на сеть рассчитывать исходя из суммарного битрейта всех камер?
Про интервал 1 кадра к сожалению вообще нечего не знаю. По умолчанию стоит 50. За что этот параметр отвечает и какое значение по вашему мнению лучше выставить?
SVC. Интернет говорит что это некое сжатие. Помогает судя по всему экономить место на жестком диске. Это всё хорошо, но есть ли минусы у этого параметра или лучше его всегда включать?
И ещё вопрос, возможно глупый. Я ошибаюсь или можно настраивать показ через доп.поток, а запись через основной?
Интервал кадров в ip камере что такое
Зайдя в конфигурацию IP камеры с помощью ПО CMS, можно во вкладке Система увидеть пункт меню Параметры изображения.
Рассмотрим по пунктам, какой параметр за что отвечает.
Минимум/Максимум
Значение времени выдержки диафрагмы в милисекундах.
BLC
Данная технология позволяет автоматически производить компенсацию засвеченных участков заднего плана и выравнивать контрастность изображения, получая наилучшее качество картинки.
Авто-диафрагма
При открытом значении камера автоматически постоянно корректирует диафрагму объектива к изменению освещенности, что позволяет получать качественную картинку в течение всего дня.
Профиль
Автоопределение среды работы камеры, установка вручную улица/помещение.
Яркость АЭ
Яркость автоэкспозиции.
Порог Д/Н
Выставляется значение порога перехода камеры из режима работы день в ночь.
WDR
WDR (Wide Dynamic Range – технология широкого динамического диапазона) – это технология съемки изображений с затемненными участками, при которой затвор диафрагмы открывается дважды. При такой технологии съемки в первый раз используется высокая скорость затвора, затем обычная. Наложив полученные кадры друг на друга, можно получить качественное изображение, на котором нет ни слишком ярких участков, ни затемненных.
АРУ
Автоматический контроль коэффициента усиления видео сигнала. Использование АРУ означает, что слабые сигналы получат усиление, сильные сигналы в свою очередь усилены не будут.
DNR день/ночь
Шумоподавление в режимах работы день/ночь.
Отр
Зеркальное отражение картинки по горизонтальной и вертикальной осям.
Aflik
Антимерцание от ламп дневного света и т.д.
Реверс ИК
Переключение режима работы ИК фильтра на реверсивное.
Используется при розовом изображении.
Особенности настройки кодирования в видеорегистраторах Dahua
Компания Dahua в своих регистраторах использует кроме стандартных параметров настройки кодирования H.264 ещё и расширенные, обозначенный как режим SMART.
Smart H.264 не является новой технологией, это оптимизированная реализация технологии кодирования H.264. Smart H.264 представляет собой набор интеллектуальных алгоритмов кодирования, разработанных компанией Dahua на основе кодека H.264. Чтобы соответствовать особенностям записи при видеонаблюдении, Smart264 использует некоторые ключевые методы кодирования видео. Smart H.264 кодек может повысить эффективность кодирования видео в соответствии с особенностями различных мест наблюдения, кроме того, он может значительно снизить объем записи и потока для передачи данных по сети.
Технология Smart H.264 представляет собой набор интеллектуальных алгоритмов кодирования.
Разработанный компанией Dahua технология Smart H.264, включает в себя следующие три ключевых аспекта:
— Алгоритм расширенного управления скоростью передачи битов потока;
— Видеокодирование на основе аналитического контента видео (включая динамический ROI, динамический GOP(Интервал между опорными кадрами), гибкую структуру опорных кадров);
— Технология подавления шума.
Структура записи видеопотока при фиксированном интервале I-кадров
Типичные настройки видеорегистратора реализует фиксированную структуру GOP (Интервал между опорными кадрами, I-кадр), что означает, что интервал между двумя I-кадрами постоянен и, как правило, установлен 2 секунды.
Наиболее рационально выбирать переменный битрейт, при котором кодек видеорегистратора уменьшает или увеличивает поток данных, в зависимости от детализации или движения объектов в поле зрении видеокамеры.
В видеонаблюдении, в большинстве случаев, видео статично, а движущийся объект или общее движение появляются в определенные периоды, таким образом, мы можем увеличить интервал GOP, чтобы уменьшить количество I-кадров за период времени. I-кадр имеет гораздо больший объём в видеопотоке по сравнению с P-кадром. Уменьшение кол-ва I-кадров позволит уменьшить размер видеопотока, либо увеличить размер P-кадров, тем самым увеличить качество картинки при записи.
В CVI видеорегистраторах Dahua при выборе режима Smart H.264 реализуется гибкая структура опорных кадров, использующая технологию двух-кадровой ссылки и технологию виртуального опорного I-кадра.
Технология двух-кадровой ссылки.
Технология виртуального I кадра.
Как правило, только через I-кадр можно реализовать функцию обрезки/вставки видеопотока. Реализация виртуальной технологии I-кадра гарантирует, что определённый P-кадр может назначить I-кадр как ближайший опорный кадр, не учитывая с 1-го по 4-й P-кадр (на рисунке 5-й P-кадр ссылается только на 0-й I-кадр), таким образом, он становиться, как бы, 1-м кадром для следующих за ним P-кадрами. Эта технология уменьшает время доступа к случайному кадру в видеопотоке, поскольку для получения нужного кадра нет необходимости полностью распаковать всю цепочку P-кадров от ближайшего опорного I-кадра.
Протестируем различные настройки кодирования на видеорегистраторе XVR5104HE-S2 с прошивкой вер. 3.218.0000002.1. Видеопоток с разрешением 1920х1080 и частотой кадров 15 кадров в секунду. Сравним обычный режим и режим Smart H.264.
Сначала используем базовые настройки с фиксированным интервалом I-кадров в 2 секунды,с переменным битрейтом VBR, с максимальным потоком 4096 кБит и настройками Качество 4,5,6. Записывать будем уличную картинку с минимальным движением в кадре. Значение среднего битрейта при разном параметре Качество занесём в таблицу.
Таблица битрейта при разном качестве. Интервал опорного кадра I=2 cек. Максимальный битрейт= 4096 кБит/сек.