碼率、幀率、分辨率
為了了解視頻的碼率、幀率、分辨率。我們先來看看視頻編碼的基本原理:視頻圖像數據有極強的相關性,也就是說有大量的冗余信息。其中冗余信息可分為空域冗余信息和時域冗余信息。壓縮技術就是將數據中的冗余信息去掉(去除數據之間的相關性),壓縮技術包含幀內圖像數據壓縮技術、幀間圖像數據壓縮技術和熵編碼壓縮技術。視頻文件一般涉及到三個參數:幀率、分辨率和碼率。1、碼率:把每秒顯示的圖片進行壓縮后的數據量(單位時間內,單個錄像通道所產生的數據量,其單位通常是bps、Kbps或Mbps。)。影響體積,與體積成正比:碼率越大,體積越大;碼率越小,體積越小。 (體積=碼率×時間) 幀率X分辨率=壓縮前的每秒數據量(單位應該是若干個字節) 壓縮比=壓縮前的每秒數據量/碼率 (對于同一個視頻源并采用同一種視頻編碼算法,則:壓縮比越高,畫面質量越差。)可以根據錄像的時間與位率估算出一定時間內的錄像文件大小。 位率是一個可調參數,不同的分辨率模式下和監控場景下,合適的位率大小是不同的!
碼率類型,共有兩種——動態碼率(VBR)和固定碼率(CBR)。所謂動態碼率是指編碼器在對圖像進行壓縮編碼的過程中,根據圖像的狀況實時調整碼率高低的過程,例如當圖像中沒有物體在移動時,編碼器自動將碼率調整到一個較低的值。但當圖像中開始有物體移動時,編碼器又自動將碼率調整到一個較高的值,并且實時根據運動的劇烈程度進行調整。這種方式是一種圖像質量不變,數據量變化的編碼模式。
固定碼率是指編碼器在對圖像進行編碼的過程中,自始至終采用一個固定的碼率值,不論圖像情況如何變化。這種方式是碼率量不變,而圖像質量變化的編碼模式。在動態碼率模式下,我們在硬盤錄像機上設置的位率值稱為“位率上限”。意思是我們人為設定一個編碼碼率變化的上限,可以低于,但不能高于。根據這個位率值,我們可以估算出一定時間內的存儲容量的上限值。
在固定碼率模式下,在硬盤錄像機上設置的位率值就是編碼時所使用的位率值,根據這個數值,我們可以精確地估算出一定時間內的存儲容量。
2、分辨率
分辨率是決定位率(碼率)的主要因素,不同的分辨率要采用不同的位率?傮w而言,錄像的分辨率越高,所要求的位率(碼率)也越大,但并不總是如此,不同分辨率的合理的碼率選擇范圍。所謂“合理的范圍”指的是,如果低于這個范圍,圖像質量看起來會變得不可接受;如果高于這個范圍,則顯得沒有必要,對于網絡資源以及存儲資源來說是一種浪費。
3、場景
監控的場景是設置碼率時要考慮的第二個因素。在視頻監控中,圖像的運動劇烈程度還與位率有一定的關系,運動越劇烈,編碼所要求的碼率就越高。反之則越低。因此在同樣的圖像分辨率條件下,監控人多的場景和人少的場景,所要求的位率也是不同的。
4、存儲空間
最后需要考量的因素是存儲空間,這個因素主要是決定了錄像系統的成本。位率設置得越高,畫質相對會越好,但所要求的存儲空間就越大。所以在工程實施中,設置合適的位率即可以保證良好的回放圖像質量,又可以避免不必要的資源浪費。
5、幀率:每秒顯示的圖片數。影響畫面流暢度,與畫面流暢度成正比:幀率越大,畫面越流暢;幀率越小,畫面越有跳動感。由于人類眼睛的特殊生理結構,如果所看畫面之幀率高于16的時候,就會認為是連貫的,此現象稱之為視覺暫留。并且當幀速達到一定數值后,再增長的話,人眼也不容易察覺到有明顯的流暢度提升了!
所謂“清晰”,是指畫面十分細膩,沒有馬賽克。并不是分辨率越高圖像就越清晰! 『唵握f:在碼率一定的情況下,分辨率與清晰度成反比關系:分辨率越高,圖像越不清晰,分辨率越低,圖像越清晰。在分辨率一定的情況下,碼率與清晰度成正比關系,碼率越高,圖像越清晰;碼率越低,圖像越不清晰。
D1:480i格式(525i):720×480(水平480線,隔行掃描),相當于我們所說的4CIF(720×576)
D3:1080i格式(1125i):1920×1080(水平1080線,隔行掃描)
1080P:對應的碼率是3500kpbs
視頻的清晰度與視頻的碼率是一一對應的,視頻碼率超過1024kbps的統稱為超清視頻
流暢:碼率---256kbps,分辨率---480*360,俗稱360P
高清:碼率---512kbps,分辨率---640*480,俗稱480P
超清:碼率---1024kbps,分辨率---1280*720,俗稱720P
如果視頻文件為250MB,播放時長為30min,那么我們可以通過公式計算視頻碼率:視頻碼率=(視頻文件大小*8)/時間,這里視頻的碼率的單位為(kbps),視頻文件大小的單位為KB,時間單位為s,那么我們可得到視頻的大小為1111kbps
常用壓縮分辨率建議碼率對照表(近似值) | |||||
分辨率 幀率 | 25 fps | 22 fps | 20 fps | 18 fps | 15 fps |
1080P(1920×1080) | 3Mbps-9Mbps | 6144Kbps | 5120Kbps | 5120Kbps | 4096Kbps |
UXGA(1600×1200) | 3Mbps-8Mbps | 6144Kbps | 5120Kbps | 5120Kbps | 4096Kbps |
1600×912 | 3Mbps-7Mbps | 4096Kbps | 3072Kbps | 3072Kbps | 3072Kbps |
1280×960 | 2Mbps-6Mbps | 3072Kbps | 3072Kbps | 3072Kbps | 2048Kbps |
720P(1280×720) | 2Mbps-6Mbps | 3072Kbps | 2048Kbps | 2048Kbps | 1792Kbps |
VGA(640×480) | 1280Kbps-1536Kbps | 1280Kbps | 1280Kbps | 1024Kbps | 896Kbps |
4CIF(704×576) | 1536Kbps-2048Kbps | 1536Kbps | 1280Kbps | 1280Kbps | 1024Kbps |
2CIF(704×288) | 768Kbps-1024Kbps | 768Kbps | 640Kbps | 512Kbps | 512Kbps |
CIF(352×288) | 512Kbps-768Kbps | 512Kbps | 512Kbps | 384Kbps | 320Kbps |
視音頻數據存儲空間對照表(單路) | ||||||||||||
階數 | 碼流 時間 | 小時 | 天 | 周 | 月 | 階數 | 碼流 時間 | 小時 | 天 | 周 | 月 | |
1 | 32Kbps | 14MB | 338MB | 2.3GB | 10GB | 13 | 448Kbps | 197MB | 4.6GB | 32.2GB | 138GB | |
2 | 48Kbps | 21MB | 500MB | 3.4GB | 15GB | 14 | 512Kbps | 225MB | 5.3GB | 37GB | 159GB | |
3 | 64Kbps | 28MB | 675MB | 4.6GB | 20GB | 15 | 640Kbps | 281MB | 6.6GB | 46.2GB | 198GB | |
4 | 80Kbps | 35MB | 845MB | 5.8GB | 25GB | 16 | 768Kbps | 337MB | 8GB | 56GB | 240GB | |
5 | 96Kbps | 42MB | 1GB | 7GB | 30GB | 17 | 896Kbps | 394MB | 9.2GB | 64.4GB | 276GB | |
6 | 128Kbps | 56MB | 1.3GB | 9.1GB | 39GB | 18 | 1024Kbps | 450MB | 10.5GB | 73.5GB | 315GB | |
7 | 160Kbps | 70MB | 1.6GB | 11.2GB | 48GB | 19 | 1280Kbps | 562MB | 13.2GB | 92.4GB | 396GB | |
8 | 192Kbps | 84MB | 2GB | 14GB | 60GB | 20 | 1536Kbps | 675MB | 15.8GB | 110.6GB | 474GB | |
9 | 224Kbps | 98MB | 2.3GB | 16GB | 70GB | 21 | 1792Kbps | 788MB | 18.5GB | 130GB | 555GB | |
10 | 256Kbps | 112MB | 2.6GB | 18.2GB | 78GB | 22 | 2048Kbps | 900MB | 21GB | 147GB | 630GB | |
11 | 320Kbps | 140MB | 3.3GB | 23GB | 100GB | 23 | 3072Kbps | 1.32GB | 32GB | 224GB | 960GB | |
12 | 384Kbps | 169MB | 4GB | 28GB | 120GB | 24 | 4096Kbps | 1.76GB | 42GB | 294GB | 1.23TB |