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视频监控知识作者：dkcndk来源：博客园发布时间：2011-04-08 18:01阅读：760 次原文链接 收藏 CIF分辨率CIF分辨率CIFcommon intermediate formatDCIFdouble intermediate formatQCIFquarter common intermediate format图象格式亮度取样的象素个数(dx)亮度取样的行数 (dy)色度取样的象素个数(dx/2)色度取样的行数(dy/2)sub-QCIF128966448QCIF1761448872CIF3522881761444CIF (D1)70457635228816CIF14081152704576分辨率数字监控产品中一项重要的技术指标，它在很大程度上决定了产品的性能（清晰度、存储量、带宽）和价格。能够在不增加成本和数据容量的情况下，提高录像的回放图像画质，这样的分辨率是我们所需要的。目前监控行业中主要使用QCIF（176*144）、CIF（352*288）、HALF D1（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HALF D1、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HALF D1来寻求CIF、D1之间的平衡。什么是QCIF？ CIF？2CIF？4CIF？DCIF？lQCIF全称Quarter common intermediate format。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 = 176144像素。lCIF是常用的标准化图像格式（Common Intermediate Format）。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 = 352288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(Video Home System，VHS)的分辨率，即352288。(2) 使用非隔行扫描(non-interlaced scan)。(3) 使用NTSC帧速率，电视图像的最大帧速率为30 000/100129.97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-R BT.601。即黑色=16，白色=235，色差的最大值等于240，最小值等于16。lDCIF分辨率是什么？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HALF D1，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DOUBLE CIF，简称DCIF。显然，DCIF在水平和垂直两个方向上，比Half D1更加均衡。l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。Half D1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Half D1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。=一般ADSL 2M 指的是 上行512Kbps，下行（下载的带宽）2Mbit每秒（2Mbps）=所谓视频传输就是将图片一张张传到屏幕，由于传输速度很快，所以可以让大家看到连续动态的画面，就像放电影一样。一般当画面的传输数量达到每秒24帧时，画面就有了连续性。在进行这种图片的传输时，必须将图片进行压缩，一般压缩方式有如H.261、JPEG、MPEG等，否则传输所需的带宽会变得很大。大家用RealPlayer不知是否留意，当播放电影的时候，在播放器的下方会有一个传输速度250kbps、400kbps、1000kbps画面的质量越高，这个速度也就越大。而摄像头进行视频传输也是这个原理，如果将摄像头的分辨率调到640*480，捕捉到的图片每张大小约为50kb左右，每秒30帧，那么摄像头传输视频所需的速度为50*30kb/s1500kbps 1.5Mbps。而在实际生活中，人们一般用于网络视频聊天时的分辨率为320*240甚至更低，传输的帧数为每秒24帧。换言之，此时视频传输速率将不到300kbps，人们就可以进行较为流畅的视频传输聊天。如果采用更高的压缩视频方式，如MPEG-1等等，可以将传输速率降低到200kbps不到。这个就是一般视频聊天时，摄像头所需的网络传输速度。 宽带网络： 视频压缩上已经可以满足应用的标准，但视频聊天的实现，还需要互联网条件的认可。一般来说，在国内我们可以通过以下几种方式上网： 可以看出，除了56K Modem，ISDN以外，一般的宽带网络都可以满足用户进行视频传输的需求。而根据不同上网方式给用户提供的带宽，还可以自己调节摄像头传输画面的质量，如分辨率、真彩色级别、画面捕捉传输速度等等。比如，当带宽达到2Mbps时，我们就可以采用分辨率为640*480，每秒30帧来进行视频聊天，这时不论是画面的质量还是流畅性都是相当高的，如同两个人面对面交流一样。=在视频监控系统中，对存储空间容量的大小需求是与画面质量的高低、及视频线路等都有很大关系。下面对视频存储空间大小与传输带宽的之间的计算方法做以介绍。比特率是指每秒传送的比特(bit)数。单位为 bps(Bit Per Second)，比特率越高，传送的数据越大。比特率表示经过编码（压缩）后的音、视频数据每秒钟需要用多少个比特来表示，而比特就是二进制里面最小的单位，要么是0，要么是1。比特率与音、视频压缩的关系，简单的说就是比特率越高，音、视频的质量就越好，但编码后的文件就越大；如果比特率越少则情况刚好相反。码流（Data Rate）是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，也叫码率，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。 上行带宽就是本地上传信息到网络上的带宽。上行速率是指用户电脑向网络发送信息时的数据传输速率，比如用FTP上传文件到网上去，影响上传速度的就是“上行速率”。下行带宽就是从网络上下载信息的带宽。下行速率是指用户电脑从网络下载信息时的数据传输速率，比如从FTP服务器上文件下载到用户电脑，影响下传速度的就是“下行速率”。不同的格式的比特率和码流的大小定义表：格式类型CIFD1720P1080P比特率大小512Kbps1.5Mbps2Mbps4Mbps码流大小64kB/s192kB/s256kB/s512kB/s传输带宽计算： 比特率大小 摄像机的路数 = 网络带宽至少大小； 注：监控点的带宽是要求上行的最小限度带宽（监控点将视频信息上传到监控中心）；监控中心的带宽是要求下行的最小限度带宽（将监控点的视频信息下载到监控中心）；例：电信2Mbps的ADSL宽带，理论上其上行带宽是512kbps = 64kB/s ，其下行带宽是2Mbps = 256kB/s例：监控分布在5个不同的地方，各地方的摄像机的路数：n = 10（20路）1个监控中心，远程监看及存储视频信息，存储时间为30天。不同视频格式的带宽及存储空间大小计算如下：地方监控点：CIF视频格式每路摄像头的比特率为512Kbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为512Kbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为：512Kbps（视频格式的比特率）10（摄像机的路数） 5120Kbps = 5Mbps（上行带宽）即：采用CIF视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为5Mbps；D1视频格式每路摄像头的比特率为1.5Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为1.5Mbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为：1.5Mbps（视频格式的比特率）10（摄像机的路数）= 15Mbps（上行带宽）即：采用D1视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为15Mbps；720P（100万像素）的视频格式每路摄像头的比特率为2Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为2Mbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为：2Mbps（视频格式的比特率）10（摄像机的路数）= 20Mbps（上行带宽）即：采用720P的视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为20Mbps；1080P（200万像素）的视频格式每路摄像头的比特率为4Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为4Mbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为：4Mbps（视频格式的比特率）10（摄像机的路数）= 40Mbps（上行带宽）即：采用1080P的视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为40Mbps；监控中心：CIF视频格式的所需带宽：512Kbps（视频格式的比特率）50（监控点的摄像机的总路数之和）=25600Kbps = 25Mbps（下行带宽）即：采用CIF视频格式监控中心所需的网络下行带宽至少25MbpsD1视频格式的所需带宽：1.5Mbps（视频格式的比特率）50（监控点的摄像机的总路数之和）= 75Mbps（下行带宽）即：采用D1视频格式监控中心所需的网络下行带宽至少75Mbps720P（100万像素）的视频格式的所需带宽：2Mbps（视频格式的比特率）50（监控点的摄像机的总路数之和） = 100Mbps（下行带宽）即：采用720P的视频格式监控中心所需的网络下行带宽至少100Mbps1080P（200万像素）的视频格式的所需带宽：4Mbps（视频格式的比特率）50（监控点的摄像机的总路数之和） = 200Mbps（下行带宽）即：采用1080P的视频格式监控中心所需的网络下行带宽至少200Mbps存储空间计算： 码流大小（单位：kB/s；即：比特率8）3600（单位：秒；1小时的秒数）24（单位：小时；一天的时间长）30（保存的天数）50（监控点要保存摄像机录像的总数）0.9（磁盘格式化的损失10%空间）=所需存储空间的大小（注：存储单位换算1TB=1024GB; 1GB=1024MB; 1MB=1024KB） 50路存储30天的CIF视频格式