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网络高清视频监控传输如何减少带宽消耗和减少存储空间-借助安讯士 Zipstream

2018-05-15 16:44:50      点击:

网络高清视频监控传输如何减少带宽消耗和减少存储空间-借助安讯士 Zipstream

在视频监控行业,每个人都想获得质量卓越的视频。 同时,其每个细节在网络传输及存储过程中将占用带宽和存储空间。 尽管(磁盘)存储空间的价格当前比较低廉,但仍是监控系统成本的一大组成部分。 而在带宽方面,虽然网络容量在持续增长,但在传输高品质视频时,仍常遭遇网络拥堵。 那么如何才能消除存储和带宽方面的这些限制呢?

有许多方法可以减少网络视频发送和存储所需的资源。 在考虑修改视频流本身之前,一种经典的方法是设定一个相对较短的视频保存时间,其中涉及覆盖最早的录制内容,这就为新录制内容腾出了空间。 然而,在某些情况下,这个方法可能不足以达到所需效果或者可能不适用。 当然,这种解决方案也不会节省带宽。

其他可供选择的方案全部都涉及一定的图像处理,以旨在降低视频流的比特率,所述比特率是对每秒传输的数据量的量度。 单位通常是兆比特/秒 (Mbit/s)。
要降低比特率,可以:

以更低的分辨率录制视频
不断降低帧速(帧/秒)
提高视频压缩程度。
无论选择哪种方法,始终都存在一个风险,即所录制的视频会缺失监控场景中的重要信息。 在较低帧速下,帧数会减少,而且由于分辨率降低并且/或者压缩过度,会导致细节丢失/模糊

无论使用其他哪种缩减方法来处理视频流,在传输和查看前对视频流进行编码和解码始终都需要一定的压缩。
H.264 是当前的 MPEG 标准 (MPEG-4 AVC),用于视频编码。 H.264 及其后代标准 H.265 (MPEG-4 HEVC) 可能是未来一段时间内可供选择的视频标准。 现在,安讯士以其 Zipstream 技术进一步推进了 H.264,这种技术基本上是 H.264 的更高效实施,较之于 H.264,将带宽和存储要求至少平均降低 50%。

Axis Zipstream 提供了各种降低视频比特率的方法:
动态兴趣区 (ROI)
动态 GOP
动态 FPS

动态兴趣区 (ROI)

借助动态兴趣区 (ROI),可以对视频流进行分析,以识别兴趣最大的区域,即包含细节或运动的区域。 这些区域以较小的程度压缩,以便保留细节,而其他区域则以更大的程度压缩。 在下面的示例图像中,包含人和文字的区域以 30 的压缩级别压缩,而图像的其余部分则以 60 的压缩级别更大程度地压缩。


Dynamic region of interest (ROI)

图 2:可能相关区域的压缩不严重

动态 GOP

借助动态图片组 (GOP),可以根据场景中的动态量来动态地调节 I 帧之间的间隔。 I 帧包含整个场景,通常比 P 帧大,后者仅包含与前一帧相比的变化。 在运动极少或没有运动的场景中,需要发送的新 I 帧非常少,因此极大地节省了总的位率和带宽,同时又仍保证了所需的细致程度。 据运动量实时调整压缩视频的 GOP 长度。

图 3:当场景中有活动时,GOP 长度较短,当运动较少时会明显增加,从而导致 I 帧更少。


动态 FPS

借助动态 FPS,摄像机能够以全帧速捕捉和分析视频,但在传输数据之前,将从流中省略不必要的视频帧。 静态场景将以显着降低的帧速进行编码。 当场景中发生变化时,将自动提高帧速以捕捉每个重要细节。 

图 4: 场景中发生变化时,将使用更高的帧速。 对于静态场景,则使用更少的帧。