《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 其他 > 設(shè)計應(yīng)用 > 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻的帶寬計算方法介紹
數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻的帶寬計算方法介紹
中國自動化網(wǎng)
摘要: 在數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實際應(yīng)用中,,經(jīng)常需要規(guī)劃數(shù)字視頻系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬及存儲帶寬,,這對于整個系統(tǒng)的應(yīng)用非常重要,,而如何規(guī)劃網(wǎng)絡(luò),,涉及到系統(tǒng)實際配置,、最終使用及存儲,、編解碼設(shè)備,、工作站等分布等等因素,,是數(shù)字視頻監(jiān)控中最重要,,而又比較難規(guī)劃和計算的,。
Abstract:
Key words :

  在數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實際應(yīng)用中,經(jīng)常需要規(guī)劃數(shù)字視頻系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬及存儲帶寬,,這對于整個系統(tǒng)的應(yīng)用非常重要,,而如何規(guī)劃網(wǎng)絡(luò),涉及到系統(tǒng)實際配置,、最終使用及存儲,、編解碼設(shè)備、工作站等分布等等因素,,是數(shù)字視頻監(jiān)控中最重要,,而又比較難規(guī)劃和計算的。首先需要明確如下概念:
一,、幀率,、碼流與分辨率
  幀率概念
  一幀就是一副靜止的畫面,連續(xù)的幀就形成動畫,,如電視圖象等,。我們通常說幀數(shù),簡單地說,,就是在1秒鐘時間里傳輸?shù)膱D片的數(shù),,也可以理解為圖形處理器每秒鐘能夠刷新幾次,通常用fps(Frames Per Second)表示,。每一幀都是靜止的圖象,,快速連續(xù)地顯示幀便形成了運(yùn)動的假象。高的幀率可以得到更流暢,、更逼真的動畫,。每秒鐘幀數(shù) (fps) 愈多,所顯示的動作就會愈流暢,。
  碼流概念碼流(Data Rate),,是指視頻文件在單位時間內(nèi)使用的數(shù)據(jù)流量,也叫碼率,,是他是視頻編碼中畫面質(zhì)量控制中最重要的部分,。同樣分辨率下,,視頻文件的碼流越大,壓縮比就越小,,畫面質(zhì)量就越高。
  分辨率概念視頻分辨率是指視頻成像產(chǎn)品所成圖像的大小或尺寸,。常見的視像分辨率有352×288,,176×144,640×480,,1024×768,。在成像的兩組數(shù)字中,前者為圖片長度,,后者為圖片的寬度,,兩者相乘得出的是圖片的像素,長寬比一般為4:3,。
二,、數(shù)字視頻系統(tǒng)中帶寬
  系統(tǒng)中主要設(shè)備是編碼器、網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)NVR,、及工作站,,根據(jù)系統(tǒng)不同,可能有中央服務(wù)器,,管理服務(wù)器,,存儲歸檔服務(wù)器、流媒體服務(wù)器等,,本文以典型架構(gòu)說明,。在系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)中跑的主要是上行的視頻流,,一般為UDP,,下行的控制命令,一般為TCP,。主要碼流來源于從編碼器到NVR的視頻存儲流,,及工作站實時監(jiān)視視頻流。
  實時視頻流
  對于實時視頻流,,工作站調(diào)用某個通道視頻時,,工作站調(diào)用的流類型不同,碼流不同,,主要考慮的是分辨率,,4CIF分辨率下碼流大小均值可以考慮1.5M,而編碼器到NVR之間總帶寬主要取決于每個通道碼流大小及總的通道數(shù)量。工作站與NVR之間帶寬主要決定于工作站調(diào)用的視頻資源數(shù)量,。(本討論中假定編碼器沒開組播功能,,否則另外一回事了),。
  轉(zhuǎn)發(fā)視頻流 NVR的一個功能是轉(zhuǎn)發(fā)視頻,首先要考慮的是服務(wù)器的輸出帶寬,,服務(wù)器是通過網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出的,,在100Base-TX交換以太網(wǎng)環(huán)境下,單塊網(wǎng)卡的輸出帶寬是1000M,,一個視頻流的帶寬是1.5M,,所以1000M 的網(wǎng)絡(luò)都足夠。因此網(wǎng)卡不是瓶頸,。而NVR服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制,、內(nèi)存、CPU等,、錄像對總體資源的消耗,,都會對并發(fā)用戶數(shù)有所影響。
  存儲視頻流 NVR的另外一個功能是存儲視頻并接收回放命令,,此功能主要在NVR及磁盤陣列,,首先要考慮的是服務(wù)器的輸出帶寬,另外要考慮的問題是磁盤的輸出帶寬及讀寫速度,,視頻服務(wù)器的主要功能是以穩(wěn)定的速率向網(wǎng)絡(luò)上的客戶端傳輸實時及回放視頻數(shù)據(jù),,當(dāng)系統(tǒng)中有大量的并發(fā)用戶時,磁盤盤的輸出能力是系統(tǒng)的主要瓶頸,。典型的磁盤陣列可以提供40MB的I/O,,一個標(biāo)準(zhǔn)的MPEG4視頻流帶寬為1.5Mbps,因此I/O不是瓶頸,,但是NVR服務(wù)器的存儲機(jī)制,、內(nèi)存、CPU等,、實時查看回放等對總體資源的消耗,,都會對存儲通道數(shù)有所影響。
三,、網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)NVR設(shè)計
  系統(tǒng)內(nèi)存需求設(shè)計
  NVR系統(tǒng)內(nèi)存需求與單位數(shù)據(jù)流所占內(nèi)存,、數(shù)據(jù)流速率的大小、最大流數(shù)和流媒體軟件體系本身占用的內(nèi)存密切相關(guān),。一般來說NVR軟件本身需要占用128MB可用內(nèi)存,,每1kbps數(shù)據(jù)流要占用12K的內(nèi)存,系統(tǒng)在使用最大流數(shù)時的內(nèi)存可以通過公式計算: 128M+12×數(shù)據(jù)流速率×最大流數(shù),。
  并發(fā)用戶數(shù)和網(wǎng)絡(luò)帶寬控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)帶寬是網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸資源,,網(wǎng)絡(luò)可以同時支持的最大并發(fā)用戶數(shù)與網(wǎng)絡(luò)帶寬、視頻流的帶寬是密切相關(guān)的。網(wǎng)絡(luò)帶寬可根據(jù)公式計算:網(wǎng)絡(luò)帶寬=每kbps數(shù)據(jù)速率×最大流數(shù),。
  服務(wù)器存儲空間和傳輸能力 網(wǎng)上視頻的所有錄像資源都存儲在視頻服務(wù)器NVR中,,系統(tǒng)需要的存儲空間大小需要依據(jù)用戶的實際情況來確定,存儲空間=通道數(shù)CH×碼流×保存日期,。注意:磁盤空間計算是粗略的,、不可能非常精確,因為每個攝像機(jī)的場景是隨時變化的,,而碼流也是動態(tài)的,,因此可能存在一定偏差。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),,未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。