码流 码率 比特率 帧速率 分辨率 高清的区别
- 格式:docx
- 大小:40.43 KB
- 文档页数:9
视频监控中的帧率、码流、分辨率是什么?录像存储空间如何
计算
做网络视频监控系统,一定绕不开帧率、码流、分辨率、录像大小、存储空间。
帧率、码流、分辨率不仅决定着图像清晰度,同时也决定着网络负载和存储空间的大小。
在大规模的监控系统中,以上参数需要精算,才能使系统达到最优状态。
下面介绍什么是帧率、码流、分辨率以及三者之间的关系。
帧率就是指每秒显示图像数量,比如25帧/每秒,通常用FPS(Frames Per Second)表示。
分辨率指每图像的尺寸,也就是像素数量。
常见的分辨率有D1分辨率704X576,CIF352X288,VGA640X480,百万像素1920X1080,1280X720等,即图片的长度和宽度,长宽相乘计算出图片的像素数量。
码流表示的是数据流量。
表示视频数据在单位时间内的数据流量大小,用bps表示,即bit/ps,每秒传输多少比特位。
帧率、码流、分辨率之间的关系可以简单描述为,视频帧率越大、图像分辨率越大,码流越大,即帧率、分辨率与码流成正比。
码流大小决定录像占用空间的大小,码流与录像文件大小的关系见下表,通常2Mbps码流,每小时录像占用空间900M,一天24小时占用21.6G的磁盘空间。
⾳视频编码⼀些参数解析:码流、码率、⽐特率、帧速率、分辨率、⾼清的区别GOP/ 码流 /码率 / ⽐特率 / 帧速率 / 分辨率GOP(Group of picture)关键帧的周期,也就是两个IDR帧之间的距离,⼀个帧组的最⼤帧数,⼀般的⾼视频质量⽽⾔,每⼀秒视频⾄少需要使⽤ 1 个关键帧。
增加关键帧个数可改善质量,但是同时增加带宽和⽹络负载。
需要说明的是,通过提⾼GOP值来提⾼图像质量是有限度的,在遇到场景切换的情况时,H.264编码器会⾃动强制插⼊⼀个I帧,此时实际的GOP值被缩短了。
另⼀⽅⾯,在⼀个GOP中,P、B帧是由I帧预测得到的,当I帧的图像质量⽐较差时,会影响到⼀个GOP中后续P、B帧的图像质量,直到下⼀个GOP开始才有可能得以恢复,所以GOP值也不宜设置过⼤。
同时,由于P、B帧的复杂度⼤于I帧,所以过多的P、B帧会影响编码效率,使编码效率降低。
另外,过长的GOP还会影响Seek操作的响应速度,由于P、B帧是由前⾯的I或P帧预测得到的,所以Seek操作需要直接定位,解码某⼀个P或B帧时,需要先解码得到本GOP内的I帧及之前的N个预测帧才可以,GOP值越长,需要解码的预测帧就越多,seek响应的时间也越长。
CABAC/CAVLCH.264/AVC标准中两种熵编码⽅法,CABAC叫⾃适应⼆进制算数编码,CAVLC叫前后⾃适应可变长度编码,CABAC:是⼀种⽆损编码⽅式,画质好,X264就会舍弃⼀些较⼩的DCT系数,码率降低,可以将码率再降低10-15%(特别是在⾼码率情况下),会降低编码和解码的速速。
CAVLC将占⽤更少的CPU资源,但会影响压缩性能。
帧:当采样视频信号时,如果是通过逐⾏扫描,那么得到的信号就是⼀帧图像,通常帧频为25帧每秒(PAL制)、30帧每秒(NTSC 制);场:当采样视频信号时,如果是通过隔⾏扫描(奇、偶数⾏),那么⼀帧图像就被分成了两场,通常场频为50Hz(PAL制)、60Hz(NTSC制);帧频、场频的由来:最早由于抗⼲扰和滤波技术的限制,电视图像的场频通常与电⽹频率(交流电)相⼀致,于是根据各地交流电频率不同就有了欧洲和中国等PAL制的50Hz和北美等NTSC制的60Hz,但是现在并没有这样的限制了,帧频可以和场频⼀样,或者场频可以更⾼。
视频的基础参数:分辨率,帧率和码率视频是由连续的图像构成的。
每一张图像,我们称为一帧(frame)。
图像则是由像素(pixel)构成的。
一张图像有多少像素,称为这个图像的分辨率。
比如说1920×1080的图像,说明它是由横纵1920×1080个像素点构成。
视频的分辨率就是每一帧图像的分辨率。
一个视频,每一秒由多少图像构成,称为这个视频的帧率(frame-rate)。
常见的帧率有24000/1001=23.976, 30000/1001=29.970, 60000/1001=59.940, 25.000, 50.000等等。
这个数字是一秒钟内闪过的图像的数量。
比如23.976,就是1001秒内,有24000张图像。
视频的帧率是可以是恒定的(cfr, Const Frame-Rate),也可以是变化的(vfr, Variable Frame-Rate)码率的定义是视频文件体积除以时间。
单位一般是Kbps(Kbit/s)或者Mbps(Mbit/s)。
注意1B(Byte)=8b(bit)。
所以一个24分钟,900MB的视频:体积:900MB = 900MByte = 7200Mbit时间:24min = 1440s码率:7200/1440 = 5000 Kbps = 5Mbps当视频文件的时间基本相同的时候(比如现在一集番大概是24分钟),码率和体积基本上是等价的,都是用来描述视频大小的参数。
长度分辨率都相同的文件,体积不同,实际上就是码率不同。
码率也可以解读为单位时间内,用来记录视频的数据总量。
码率越高的视频,意味着用来记录视频的数据量越多,潜在的解读就是视频可以拥有更好的质量。
(注意,仅仅是潜在,后文我们会分析为什么高码率不一定等于高画质)。
【绘声绘影新手必学】画质、码率、帧数、分辨率、体积的基础编码知识很多新手对这方面的概念都比较模糊,这是我在绘声绘影吧精品贴整理出来的,当然也加入一些自己的内容,在排版上也更加直观一些。
原文链接/p/1636481831?see_lz=1只要认真看完,基本就对这方面有个全面基础的了解了。
什么是视频编码率?可以简单的理解为,衡量文件体积大小的关键参数,表示每秒钟多少KB的参数。
观察会发现他的单位是Kbps,其实Kbps是Kbit/s的意思,8Kbit/s=1KB/s。
也就是说800Kbps意思就是每秒视频就要占用100KB磁盘空间(当然这里没有加上音频所占的体积)。
上面举例只是让你对视频编码率(以下简称为:码率)有一个具体的形象,其实不用自己算,WisMencoder都已经帮你算好了,就在软件的右下角显示了当前配置每小时和每分钟所需要占用的磁盘空间。
(只是理论值,实际压缩后的编码率可能有一定误差)所以你可以理解为压缩同一个视频,视频编码率越大,文件体积越大。
和画质的关系:文件体积大了,价值何在?可以认为:视频编码率越大,画质越好,马赛克越少。
什么是帧数?我们都知道电影是由一张张的图片组成的,播放电影时,一张张画面快速连续的出现。
这里其中的每张画面称之为“帧”。
帧数在WisMencoder的单位其实是fps,即全称应为每秒的帧数。
也就是每秒含有多少张画面。
显然,每秒含有的画面数越多,则画面显得越连续,越少,则画面越“卡”。
和画质的关系:帧数也与画质有关!在同一视频,同一码率的情况下,帧数越大,则画质越不好。
尤其是运动的画面。
因为每张画面会分担每秒有限的文件体积,如果画面越多,那么每张画面所能表现的内容就越有限。
什么是画面大小?这里的画面大小,单位是像素,而不是英寸和厘米。
这要弄清楚。
画面大小也称为分辨率。
每个像素就是一个点,640x480就表示该视频的每张画面是由宽640点,高480点组成的。
现在相机所说的像素也是这个概念,只不过相机所说的像素是宽和高的乘积值。
分辨率和码流的关系随着视频技术的不断发展,视频分辨率和码流也逐渐成为了人们日常生活中的普遍概念。
而且在选择设备或观看视频时,对于分辨率和码流的了解可以帮助我们更好地选择和使用设备,享受更好的观看体验。
一、分辨率分辨率是指图像宽度和高度像素的总数,它是视频画质的一项重要指标。
在现代视频技术中,常见的分辨率有720p、1080p、2K、4K等。
对于绝大多数人来说,720p和1080p的分辨率已经足够了。
而如果我们需要更高的画质体验,2K和4K则会更符合我们的需求。
720p和1080p的分辨率是指指定的数量的像素数,即720或1080个像素。
这些像素被分配在垂直线和水平线上,形成栅格图像。
分辨率越高,则图像质量越清晰,显示的图像越细腻。
同时,高分辨率也需要更高的设备要求,比如更高的CPU和显卡性能,更高的带宽等。
二、码流码流是指在一定时间内传输的数据量,通常用Mbps或Kbps来表示。
具体来说,码流越高,传输数据量就越大,视频播放时也就越流畅。
而当我们的网络或设备不支持足够高的码流时,视频的播放就会出现卡顿、卡顿和画面毛刺等情况。
码流和分辨率是密切相关的。
当我们需要观看高分辨率的视频时,需要高的码流来传输更多的数据,以保证视频的播放效果。
在一些在线视频网站中,通过调整视频的码流大小,可以适应用户的网络环境和设备环境。
所以,在选择设备或观看视频时,建议大家注意分辨率和码流之间的关系,以获得更好的观看体验。
三、总结在视频观看方面,分辨率和码流是视频质量的两个重要因素。
分辨率越高,画面效果越好;而码流越高,则视频播放越流畅。
因此,在购买设备或者观看视频时,应该综合考虑分辨率和码流的因素,以获得最佳的观看体验。
总而言之,分辨率和码流是视频技术中的两个关键指标,它们直接影响到我们在视频播放时的画质清晰度和视频播放的流畅程度。
要想获得更好的观看体验,我们应该加强对于这两个指标的了解,以便选择最适合自己需求的设备和服务。
关键帧的周期,也就是两个IDR 帧之间的距离,一个帧组的最大帧数,一般而言,每一秒视频至少需要使用 1 个关键帧。
增加关键帧个数可改善质量,但是同时增加带宽和网络负载。
需要说明的是,通过提高GOP 值来提高图像质量是有限度的,在遇到场景切换的情况时,H.264 编码器会自动强制插入一个I 帧,此时实际的GOP 值被缩短了。
另一方面,在一个GOP 中,P 、B 帧是由I 帧预测得到的,当I 帧的图像质量比较差时,会影响到一个GOP 中后续P、B 帧的图像质量,直到下一个GOP 开始才有可能得以恢复,所以GOP 值也不宜设置过大。
同时,由于P、B 帧的复杂度大于I 帧,所以过多的P 、B 帧会影响编码效率,使编码效率降低。
另外,过长的GOP 还会影响Seek 操作的响应速度,由于P、B 帧是由前面的I 或P 帧预测得到的,所以Seek 操作需要直接定位,解码某一个P 或B 帧时,需要先解码得到本GOP 内的I 帧及之前的N 个预测帧才可以,GOP 值越长,需要解码的预测帧就越多,seek 响应的时间也越长。
CABAC/CAVLCH.264/AVC 标准中两种熵编码方法,CABAC 叫自适应二进制算数编码,CAVLC 叫前后自适应可变长度编码,CABAC :是一种无损编码方式,画质好,X264 就会舍弃一些较小的DCT 系数,码率降低,可以将码率再降低10-15% (特别是在高码率情况下),会降低编码和解码的速速。
CAVLC 将占用更少的CPU 资源,但会影响压缩性能。
帧:当采样视频信号时,如果是通过逐行扫描,那么得到的信号就是一帧图像,通常帧频为25 帧每秒(PAL 制)、30 帧每秒(NTSC 制);场:当采样视频信号时,如果是通过隔行扫描(奇、偶数行),那么一帧图像就被分成了两场,通常场频为50Hz (PAL 制)、60Hz (NTSC 制);帧频、场频的由来:最早由于抗干扰和滤波技术的限制,电视图像的场频通常与电网频率(交流电)相一致,于是根据各地交流电频率不同就有了欧洲和中国等PAL 制的50Hz 和北美等NTSC 制的60Hz ,但是现在并没有这样的限制了,帧频可以和场频一样,或者场频可以更高。
视频的分辨率、码率、帧率你都了解吗,如何设置才更好?720P、1080P、4K和MP等经常是用来表示视频的分辨率,但是如此多的称呼难免会让人混淆和困惑,现在小沃这带大家一起了解下其具体含义:“P”720P、1080P表示的是“视频像素的总行数”,例如:720P表示的是视频有720行像素,1080P则表示视频总共有1080行的像素数。
1080P分辨率的摄像机像素数是1920*1080。
“P”(Progressive的缩写)本身表示的是“逐行扫描”。
如今,摄像机基本都是逐行扫描模式,相对于隔行扫描(Interlaced),”P”的意义已经不大了。
“K”2K、4K等是表示“视频像素的总列数”;例如4K, 表示的是视频有4000列的像素数,具体是3840列或4096列。
4K分辨率的摄像机像素数有两种,第一种是:4096*2160;第二种是:3840*2160。
“MP”MP代表的是像素总数,指像素的行数(P)与列数(K)相乘后的一个结果(百万像素)。
在高清网络摄像机中,我们通常叫成百万或者两百万像素的摄像机:1080P 分辨率为1920*1080像素,实际像素为2073600,所以通常大家都会将1080p或1080i叫200万像素分辨率;960P 分辨率为1280*960像素,实际像素为228800,所以通常大家都会将960p或960i叫130万像素分辨率;720P 分辨率为1280*720像素,实际像素为921600,所以通常大家都会将720p或720i叫百万像素分辨率;码流:码流(Data Rate)也叫码率,指的是视频文件在单位时间内使用的数据流量,对视频编码画面质量的控制起到重要作用。
在同样分辨率下,视频文件码流越大,压缩比就越小,画面质量就越好;几乎所有编码格式都比较重视如何用最低的码率达到最少的失真。
主码流和子码流:一般的高清摄像头产品,编码器可同时产生两个不同编码格式,我们将这两种编码格式统称为主码流和子码流。
直播视频码流、码率、采样率、比特率、帧速率、分辨率、高清视频的概念高清视频主要编码480P格式:720×480720P格式:1280×720【表现体育节目、快速运动的视频时,720P更明显】1080P格式:1920×1080【适合普通电视节目、电影等慢速运动的视频时,1080P更明显】1、码流(码率)码流(Data Rate)是指视频文件在单位时间内使用的数据流量,也叫码率或码流率,通俗一点的理解就是取样率,是视频编码中画面质量控制中最重要的部分,一般我们用的单位是kb/s或者Mb/s。
一般来说同样分辨率下,视频文件的码流越大,压缩比就越小,画面质量就越高。
码流越大,说明单位时间内取样率越大,数据流,精度就越高,处理出来的文件就越接近原始文件,图像质量越好,画质越清晰,要求播放设备的解码能力也越高。
当然,码流越大,文件体积也越大,其计算公式是文件体积=时间X码率/8。
例如,网络上常见的一部90分钟1Mbps码流的720P RMVB文件,其体积就=5400秒×1Mb/8=675MB。
通常来说,一个视频文件包括了画面及声音,例如一个RMVB的视频文件,里面包含了视频信息和音频信息,音频及视频都有各自不同的采样方式和比特率,也就是说,同一个视频文件音频和视频的比特率并不是一样的。
而我们所说的一个视频文件码流率大小,一般是指视频文件中音频及视频信息码流率的总和。
以以国内最流行,大家最熟悉的RMVB视频文件为例,RMVB中的VB,指的是VBR,即Variable Bit Rate的缩写,中文含义是可变比特率,它表示RMVB采用的是动态编码的方式,把较高的采样率用于复杂的动态画面(歌舞、飞车、战争、动作等),而把较低的采样率用于静态画面,合理利用资源,达到画质与体积可兼得的效果。
码率和取样率最根本的差别就是码率是针对源文件来讲的。
2、采样率采样率(也称为采样速度或者采样频率)定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数,它用赫兹(Hz)来表示。
视频图像知识分享关键字:码流、码率、比特率、帧速率、分辨率、高清。
●码流(Data Rate)✓视频比特率、码流、码率是同一个概念只是不同领域不同人群不同的叫法。
码流(Data Rate)是指视频文件在单位时间内使用的数据流量(Kbps),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,画面质量就越好。
✓比特率:数字信道传送数字信号的速率称为数据传输速率。
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单位,要么是0,要么是1。
✓视频文件大小计算公式:码流* 时间=文件大小。
例如1:以100Mbps的码流就是每秒12.5MB的内存,一分钟就是100/8*60=750MB。
其中b就是比特位(bit),s就是秒(second)p就是每(per)。
例如2:1080p@30fps 1分钟是1920*1080*3*30*60约10GB,它的码流就是1920*1080*3*30*8=1.4Gbit/sec。
●多码流多码流技术是通过在编码过程中同时产生多种不同码流及分辨率的流媒体数据,根据用户实际网络带宽条件为之自动分配相对最佳解码画质的解决方案。
在实际网络直播应用中,由于位于不同网络位置的访问者所在网络环境存在差异,而仅以某种固定码流分辨率进行网络直播流媒体传送往往会导致网速较高的用户看到的画质仍不够清晰,网速较低的用户解码时间过长而使得画面不够流畅,为解决二者的矛盾使访问者浏览到尽可能看到兼顾清晰和流畅的直播内容,采用多码流技术成为了一个最简单最有效的办法。
●帧率(Frame Rate)一帧就是一副静止的画面,连续的帧就形成动画,如电影等。
我们通常所说的帧数就是在秒钟时间里传输的图片的帧数,通常用fps(Frames Per Second)表示。
每一帧都是静止的图像,快速连续地显示帧便形成了运动的假象,还原了物体当时的状态。
视频带宽计算公式(码流_分辨率_帧率) (自己整理过的.)码流码流(Data Rate)是指视频文件在单位时间内使用的数据流量,也叫码率或码流率,是视频编码中画面质量控制中最重要的部分,一般我们用的单位是Kb/s或者Mb/s。
一般来说同样分辨率下,视频文件的码流越大,压缩比就越小,画面质量就越高。
码流越大,说明单位时间内取样率越大,数据流,精度就越高,处理出来的文件就越接近原始文件,图像质量越好,画质越清晰,要求播放设备的解码能力也越高。
帧率一帧就是一副静止的画面,连续的帧就形成动画,如电视图象等。
我们通常说帧数,简单地说,就是在1秒钟时间里传输的图片的帧数,也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次,通常用fps(Frames Per Second)表示。
每一帧都是静止的图象,快速连续地显示帧便形成了运动的假象。
高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。
每秒钟帧数(fps) 愈多,所显示的动作就会愈流畅。
分辨率视频分辨率是指视频成像产品所成图像的大小或尺寸。
常见的视像分辨率有352×288,176×144,640×480,1024×768。
在成像的两组数字中,前者为图片长度,后者为图片的宽度,两者相乘得出的是图片的像素,长宽比一般为4:3. 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。
D1是数字电视系统显示格式的标准,共分为以下5种规格:D1:480i格式(525i):720×480(水平480线,隔行扫描),和NTSC模拟电视清晰度相同,行频为15.25kHz,相当于我们所说的4CIF(720×576)D2:480P格式(525p):720×480(水平480线,逐行扫描),较D1隔行扫描要清晰不少,和逐行扫描DVD规格相同,行频为31.5kHzD3:1080i格式(1125i):1920×1080(水平1080线,隔行扫描),高清方式采用最多的一种分辨率,分辨率为1920×1080i/60Hz,行频为33.75kHzD4:720p格式(750p):1280×720(水平720线,逐行扫描),虽然分辨率较D3要低,但是因为逐行扫描,市面上更多人感觉相对于1080I(实际逐次540线)视觉效果更加清晰。
1920x1080 全特效最高GTX460 基本上能维持在60,场景复杂一点会掉到50左右另外,40 50 60 的区别不是谁都看不出来,至少我的眼睛对帧数非常敏感不过超过60之后确实就没办法分辨了分辨率比特率帧速比特率:也就是码率,指单位时间传输的或解码的位数,当然也可以换算成字节,数值越大越好,但是体积会变大的。
采样率:指每秒采集的次数,这个是指音频的,采的越多,声音质量越好,当然体积也会大。
视频分辨率:指每一帧画面的大小,宽乘高等于若干像素。
帧速:指播放时每秒移动多少帧。
一般NTSC是30,PAL是25,帧速太低画面不连续.所以要愉到好处才行。
1、码率的单位是bps,这是一个表征通信速率的基本参数,属于通信范畴,和图像清晰度无关;2、分辨率的乘值就是像素,直接关系图像清晰度。
分辨率越高=像素越高=图像越清晰。
80万像素的dc,就是最大成像画面为(1024*768)大小的图像。
其它的都可依此类推;3、像素的层次:黑白图像有不同梯级的灰度,彩色图像有不同位数的色彩空间。
看事物要用发展的眼光来看而不能用老眼光来看,以前的30甚至40毫秒响应时间的液晶确实不适合玩游戏.随着科技的发展,目前液晶的响应时间都已经达到主流的8毫秒,可以用公式算一下,所谓8毫秒响应时间就是动态画面从上一帧画面变到下一帧画面所需要的时间是8毫秒,1秒钟等于1000毫秒,那么可以算出8毫秒液晶理论可以显示的帧数就是125帧/秒,人的眼晴能感觉到的是18帧/秒以下的动态画面,也就是说18帧/秒以下的动态画面我们才会觉得不流畅,我们平时看的电影也就是24帧/秒,已经觉得很流畅了,目前玩游戏瓶颈并不在于是液晶还是CRT,而是CPU、显卡等硬件的好坏,当然用6600GT玩DOOM3跑50帧/秒跟用7900GT玩DOOM3跑100帧/秒感觉是一样的,因为人眼无法分辨出50帧/秒与100帧/秒动态画面的区别,CRT的响应时间接近于0MS,但你用9550跑DOOM3,场面同样将会惨不忍睹,跟播放幻灯片差不多。
关键帧的周期,也就是两个IDR帧之间的距离,一个帧组的最大帧数,一般而言,每一秒视频至少需要使用1 个关键帧。
增加关键帧个数可改善质量,但是同时增加带宽和网络负载。
需要说明的是,通过提高GOP值来提高图像质量是有限度的,在遇到场景切换的情况时,H.264编码器会自动强制插入一个I帧,此时实际的GOP值被缩短了。
另一方面,在一个GOP中,P、B帧是由I帧预测得到的,当I帧的图像质量比较差时,会影响到一个GOP中后续P、B帧的图像质量,直到下一个GOP开始才有可能得以恢复,所以GOP值也不宜设置过大。
同时,由于P、B帧的复杂度大于I帧,所以过多的P、B帧会影响编码效率,使编码效率降低。
另外,过长的GOP还会影响Seek操作的响应速度,由于P、B帧是由前面的I 或P帧预测得到的,所以Seek操作需要直接定位,解码某一个P或B帧时,需要先解码得到本GOP内的I帧及之前的N个预测帧才可以,GOP值越长,需要解码的预测帧就越多,seek响应的时间也越长。
CABAC/CAVLCH.264/AVC标准中两种熵编码方法,CABAC叫自适应二进制算数编码,CAVLC叫前后自适应可变长度编码,CABAC:是一种无损编码方式,画质好,X264就会舍弃一些较小的DCT系数,码率降低,可以将码率再降低10-15%(特别是在高码率情况下),会降低编码和解码的速速。
CAVLC将占用更少的CPU资源,但会影响压缩性能。
帧:当采样视频信号时,如果是通过逐行扫描,那么得到的信号就是一帧图像,通常帧频为25帧每秒(PAL制)、30帧每秒(NTSC制);场:当采样视频信号时,如果是通过隔行扫描(奇、偶数行),那么一帧图像就被分成了两场,通常场频为50Hz(PAL制)、60Hz(NTSC制);帧频、场频的由来:最早由于抗干扰和滤波技术的限制,电视图像的场频通常与电网频率(交流电)相一致,于是根据各地交流电频率不同就有了欧洲和中国等PAL制的50Hz和北美等NTSC制的60Hz,但是现在并没有这样的限制了,帧频可以和场频一样,或者场频可以更高。
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,画面质量就越好。
因工作关系,经常会遇到“一套节目需要多大的带宽?”这类问题,这个问题,看似简单,但要准确回答并不容易,因为有几个容易纠结东西搅在一起,不了解它们,就无法准确回答类似问题。
这几个纠结东西是是:分辨率、视频格式、视频编码、帧率、码流(也称为码率)。
视频实际上是一个个连续呈现的图片,本着这个理解,就容易了解它们的概念。
1.分辨率视频分辨率实际是指图片的分辨率,一个视频是由无数的相同分辨率图片组成,分辨率大小决定了视频清晰度,分辨率越高,视频质量也就越高。
这是我们常见视频分辨率目前,IPTV系统常见的分辨率为480P、720P、1080P,未来将向4K发展(市面上机顶盒和智能电视大多数都已支持4K了)2.视频格式与视频编码视频格式是指视频文件的存在形式,也就是视频封装格式,不同封装格式对视频文件大小基本没有影响,但不同视频播放器对视频格式支持是不同的。
原始视频文件都很大,要想在网络上传输就必须要进行压缩,所谓视频编码就是指视频文件压缩过程中的运算方法,视频编码对视频文件大小影响甚大。
同一格式的视频文件其视频编码和音频编码可能不同,以下是常见的视频编码及视频格式。
3.帧率与码流帧率(FPS):表示每秒钟出多少帧画面,这个影响画面流畅度,与画面流畅度成正比:帧率越大,画面越流畅;帧率越小,画面越有跳动感。
一般网络视频的帧率为24,电视PAL 制式为25,NTSC制式为30。
码流(Data Rate)是指视频文件在单位时间内使用的数据流量,通俗一点的理解就是取样率,是视频编码中画面质量控制中最重要的部分,一般我们用的单位是kb/s或者Mb/s。
码流决定了视频占用带宽大小,码流计算公式是:文件体积=时间X码率/8在回看时也可以根据这个计算所需磁盘空间。
视频码率,帧率和分辨率到底哪一个影响电影的清晰度码率:影响体积,与体积成正比:码率越大,体积越大;码率越小,体积越小。
码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般我们用的单位是kbps即千位每秒。
也就是取样率(并不等同与采样率,采样率的单位是Hz,表示每秒采样的次数),单位时间内取样率越大,精度就越高,处理出来的文件就越接近原始文件,但是文件体积与取样率是成正比的,所以几乎所有的编码格式重视的都是如何用最低的码率达到最少的失真,围绕这个核心衍生出来cbr(固定码率)与vbr(可变码率),“码率”就是失真度,码率越高越清晰,反之则画面粗糙而多马赛克。
下面是通过一个wav文件的采样率来计算码率和文件大小,通过MediaInfo工具显示的文件信息如下:概要完整名称:audio\wav\adele-rolling_in_the_deep.wav文件格式: Wave文件大小: 38.3 MiB长度: 3分47秒平均混合码率: 1 411 Kbps音频ID : 0文件格式: PCM格式设置,Endianness : Little编码设置ID : 1编码设置ID/提示信息: Microsoft长度: 3分47秒码率: 1 411.2 Kbps声道: 2声道采样率: 44.1 KHz位深度: 16位大小: 38.3 MiB (100%)1.码率计算公式:码率=采样率x 位深度x 声道所以,上面文件的码率= 44.1Khz x 16位x 2声道= 1411.2 Kbps2.文件大小= 码率x 时长 = 1411.2 Kbps x (3 x 60 + 47 )s = 1411.2Kbps x 227s=38102.4 Kb38102.4 Kb / 1024 Kb/M = 37.2M近似等于mediainfo工具显示的文件大小38.3M。
注:此计算公式对未压缩的wav格式文件有效,不适用于mp3等被压缩的文件。
帧率:影响画面流畅度,与画面流畅度成正比:帧率越大,画面越流畅;帧率越小,画面越有跳动感。
视频监控系统存储容量计算及分辨率、帧率、分辨率、码流的关系1、如何计算录像容量?注:A 为所需硬盘容量,B 为码率大小,N 为录像通道数,D 为录像天数。
单路图像每小时录像文件大小:A=B÷8÷1000×3600N 路图像每天(24 小时)录像文件大小:A=B÷8÷1000×3600×24×NN 路图像录像D 天文件大小:A=B÷8÷1000×3600×24×D×N 一般H.264编解码,100万摄像机24小时录像存储为13G左右,130万为17G左右,200万为23G左右。
2、几种常见码流值对应的存储容量(参考理论值)3、帧率、分辨率、码流的关系帧率概念一帧就是一副静止的画面,连续的帧就形成动画,如电视图像等。
我们通常说帧数,简单地说,就是在1秒钟时间里传输的图片的帧数,也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次,通常用fps(Frames Per Second)表示。
每一帧都是静止的图象,快速连续地显示帧便形成了运动的假象。
高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。
每秒钟帧数(fps)愈多,所显示的动作就会愈流畅。
码流的概念码流(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,是他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。
分辨率概念视频分辨率是指视频成像产品所成图像的大小或尺寸。
常见的视像分辨率有352×288,704×576,1280×720,1920×1080。
在成像的两组数字中,前者为图片长度,后者为图片的宽度,两者相乘得出的是图片的像素,长宽比一般为4:3或16:9。
因此,对于静止的场景,可以用很低的码流获得较好的图像质量,而对于剧烈运动的场景,可能用很高的码流也达不到好的图像质量,所以结论是设置帧率表示您要的实时性,设置分辨率是您要看的图像尺寸大小,而码率的设置取决于摄像机及场景的情况,通过现场调试,直到取得一个可以接受的图像质量,就可以确定码流大小。
安防网络高清视频监控系统中几个容易混淆的参数一、分辨率和码率的关系•分辨率:是图像精细程度的度量方法,指单位长度内包含像素点的数量。
录像编码分辨率与IP设备有关。
分辨率是图像的大小或者尺寸。
分辨率影响图像大小,与图像大小成正比。
分辨率越高,图像越大;分辨率越低,图像越小。
•码率:将图像压缩后形成的数据,单位是kbps。
码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般我们用的单位是kbps即千位每秒。
通俗一点的理解就是取样率或者比特率(并不等同与采样率,采样率的单位是Hz,表示每秒采样的次数),单位时间内取样率越大,精度就越高,处理出来的文件就越接近原始文件,但是文件体积与取样率是成正比的,所以几乎所有的编码格式重视的都是如何用最低的码率达到最少的失真,围绕这个核心衍生出来cbr(固定码率)与vbr(可变码率),“码率”就是失真度,码率越高越清晰,反之则画面粗糙而多马赛克。
举例来看,对于一个音频,其码率越高,被压缩的比例越小,音质损失越小,与音源的音质越接近。
常见的分辨率与码率的关系:注:上表仅供参考,smart264\smart265是海康独有的编码方式,需要后端支持对应方式解码。
如果码率过低,会影响画面清晰度,大家可以看下下面两张对比图效果:分辨率1080P,匹配的码率上限效果码率过低,画面出现马赛克二、变码率与定码率的区别在设备的配置中,码率类型可设置为变码率或者定码率。
•定码率:视频码率在设定值附近相对固定,不会大范围波动,在分辨率与码率匹配的情况下,可以保证较好的成像效果,推荐使用。
•变码率:视频码率在设定值以下根据环境复杂度波动,相对节省存储空间,但在环境有较大变化的情况下,可能会有马赛克。
三、光学变倍和数字变倍的区别变倍分为光学变倍和数字变倍。
•光学变倍:焦距变大,变倍的同时像素总数不变,图像清晰度不会下降,看得更远。
•数字变倍:焦距不变,变倍的同时像素总数减少,图像清晰度下降,只是电子放大。
视频监控系统基础,读懂摄像头帧率、码流、分辨率的关系在配置摄像头参数时,我们会经常看到帧率、码流、分辨率等概念,对于该入行的弱电新人来说,可能都不太了解这几个概念,今天我们就一起来聊聊摄像头帧率、码流、分辨率之间的关系。
1、帧率、码流、分辨率定义帧率是每秒显示图像的数量,在摄像头参数经常会看到这个概念,比如一个摄像头帧率参数25fps,其实表示的就是1秒钟显示25个画面;分辨率表示每副图像的尺寸,即像素数量,常见的比如200W像素的摄像头,那它的分辨就是指的1920X1080;码流指的是视频数据的流量,而压缩则是去掉了图像的空间冗余和时间冗余。
对于基本上静态的画面场景,可以使用很低的码流获取较好的图像质量,对于剧烈运动的场景,可能很高的码流也得不到好的图像质量。
帧率则表示每秒钟传输,数据的画面,设置帧率表示想要视频的连续和实时性,设置分辨率表示是想要看到监控画面的尺寸大小,而码流的场景取决于存储、网络及视频应用场景的具体情况。
2、码流的作用码流就是指视频数据在单位时间内的数量大小,也叫码率,是视频编码画面质量控制中最重要的部分,同样的分辨率和帧率下,视频码流越大,画面质量越高,对应的存储容量也就越大。
帧率、分辨率与码流的关系①视频监控存储容量计算视频监控的存储容量跟码流有着密切的关系,现在主流摄像头编码技术主要有H.264和H.265两种编码格式,一般一个130W像素H.264编码的摄像头码流为2M,200W像素的码流为4M,而H.265编码格式摄像头为H.264摄像头码流的一半,那么200W像素的摄像头码流大概为2M。
计算公式:录像容量(1天)(单位为G)=码流X3600X24÷8÷1024;举个例子,1个200w像素H.264编码的摄像头存储一天需要存储录像占用硬盘多少容量?4MX3600X24÷8÷1024=42.19G;举个例子,1个200w像素H.265编码的摄像头存储一天需要存储录像占用硬盘多少容量?2MX3600X24÷8÷1024=21.1G;接下来再说说和高清摄像头密切相关的三码流技术。
码流/ 码率/ 比特率/ 帧速率/ 分辨率/ 高清的区别GOP/ 码流/码率/ 比特率/ 帧速率/ 分辨率GOP(Group of picture)关键帧的周期,也就是两个IDR帧之间的距离,一个帧组的最大帧数,一般而言,每一秒视频至少需要使用1 个关键帧。
增加关键帧个数可改善质量,但是同时增加带宽和网络负载。
需要说明的是,通过提高GOP值来提高图像质量是有限度的,在遇到场景切换的情况时,H.264编码器会自动强制插入一个I帧,此时实际的GOP值被缩短了。
另一方面,在一个GOP中,P、B帧是由I帧预测得到的,当I帧的图像质量比较差时,会影响到一个GOP中后续P、B帧的图像质量,直到下一个GOP开始才有可能得以恢复,所以GOP值也不宜设置过大。
同时,由于P、B帧的复杂度大于I帧,所以过多的P、B帧会影响编码效率,使编码效率降低。
另外,过长的GOP还会影响Seek操作的响应速度,由于P、B帧是由前面的I或P帧预测得到的,所以Seek操作需要直接定位,解码某一个P或B帧时,需要先解码得到本GOP内的I帧及之前的N个预测帧才可以,GOP值越长,需要解码的预测帧就越多,seek响应的时间也越长。
CABAC/CAVLCH.264/AVC标准中两种熵编码方法,CABAC叫自适应二进制算数编码,CAVLC叫前后自适应可变长度编码,CABAC:是一种无损编码方式,画质好,X264就会舍弃一些较小的DCT系数,码率降低,可以将码率再降低10-15%(特别是在高码率情况下),会降低编码和解码的速速。
CAVLC将占用更少的CPU资源,但会影响压缩性能。
帧:当采样视频信号时,如果是通过逐行扫描,那么得到的信号就是一帧图像,通常帧频为25帧每秒(PAL制)、30帧每秒(NTSC制);场:当采样视频信号时,如果是通过隔行扫描(奇、偶数行),那么一帧图像就被分成了两场,通常场频为50Hz(PAL制)、60Hz(NTSC制);帧频、场频的由来:最早由于抗干扰和滤波技术的限制,电视图像的场频通常与电网频率(交流电)相一致,于是根据各地交流电频率不同就有了欧洲和中国等PAL制的50Hz和北美等NTSC制的60Hz,但是现在并没有这样的限制了,帧频可以和场频一样,或者场频可以更高。
帧编码、场编码方式:逐行视频帧内邻近行空间相关性较强,因此当活动量非常小或者静止的图像比较适宜采用帧编码方式;而场内相邻行之间的时间相关性较强,对运动量较大的运动图像则适宜采用场编码方式。
Deblocking开启会减少块效应。
FORCE_IDR是否让每个I帧变成IDR帧,如果是IDR帧,支持随机访问。
frame,tff,bff--frame 将两场合并作为一帧进行编码,--tff Enable interlaced mode (开启隔行编码并设置上半场在前),--bff Enable interlaced mode。
PAFF 和MBAFF:当对隔行扫描图像进行编码时,每帧包括两个场,由于两个场之间存在较大的扫描间隔,这样,对运动图像来说,帧中相邻两行之间的空间相关性相对于逐行扫描时就会减小,因此这时对两个场分别进行编码会更节省码流。
对帧来说,存在三种可选的编码方式:将两场合并作为一帧进行编码(frame 方式)或将两场分别编码(field 方式)或将两场合并起来作为一帧,但不同的是将帧中垂直相邻的两个宏块合并为宏块对进行编码;前两种称为PAFF 编码,对运动区域进行编码时field 方式有效,对非运区域编码时,由于相邻两行有较大的相关性,因而frame 方式会更有效。
当图像同时存在运动区域和非运动区域时,在MB 层次上,对运动区域采取field 方式,对非运动区域采取frame 方式会更加有效,这种方式就称为MBAFF,预测的单位是宏块对。
码流/ 码率码流(Data Rate)是指视频文件在单位时间内使用的数据流量,也叫码率或码流率,通俗一点的理解就是取样率,是视频编码中画面质量控制中最重要的部分,一般我们用的单位是kb/s或者Mb/s。
一般来说同样分辨率下,视频文件的码流越大,压缩比就越小,画面质量就越高。
码流越大,说明单位时间内取样率越大,数据流,精度就越高,处理出来的文件就越接近原始文件,图像质量越好,画质越清晰,要求播放设备的解码能力也越高。
当然,码流越大,文件体积也越大,其计算公式是文件体积=时间X码率/8。
例如,网络上常见的一部90分钟1Mbps码流的720P RMVB文件,其体积就=5400秒×1Mb/8=675MB。
通常来说,一个视频文件包括了画面及声音,例如一个RMVB的视频文件,里面包含了视频信息和音频信息,音频及视频都有各自不同的采样方式和比特率,也就是说,同一个视频文件音频和视频的比特率并不是一样的。
而我们所说的一个视频文件码流率大小,一般是指视频文件中音频及视频信息码流率的总和。
以以国内最流行,大家最熟悉的RMVB视频文件为例,RMVB中的VB,指的是VBR,即Variable Bit Rate的缩写,中文含义是可变比特率,它表示RMVB采用的是动态编码的方式,把较高的采样率用于复杂的动态画面(歌舞、飞车、战争、动作等),而把较低的采样率用于静态画面,合理利用资源,达到画质与体积可兼得的效果。
码率和取样率最根本的差别就是码率是针对源文件来讲的。
采样率采样率(也称为采样速度或者采样频率)定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数,它用赫兹(Hz)来表示。
采样率是指将模拟信号转换成数字信号时的采样频率,也就是单位时间内采样多少点。
一个采样点数据有多少个比特。
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,音质越好.比特率=采样率x 采用位数x声道数.采样率类似于动态影像的帧数,比如电影的采样率是24赫兹,PAL制式的采样率是25赫兹,NTSC制式的采样率是30赫兹。
当我们把采样到的一个个静止画面再以采样率同样的速度回放时,看到的就是连续的画面。
同样的道理,把以44.1kHZ采样率记录的CD 以同样的速率播放时,就能听到连续的声音。
显然,这个采样率越高,听到的声音和看到的图像就越连贯。
当然,人的听觉和视觉器官能分辨的采样率是有限的,基本上高于44.1kHZ采样的声音,绝大部分人已经觉察不到其中的分别了。
而声音的位数就相当于画面的颜色数,表示每个取样的数据量,当然数据量越大,回放的声音越准确,不至于把开水壶的叫声和火车的鸣笛混淆。
同样的道理,对于画面来说就是更清晰和准确,不至于把血和西红柿酱混淆。
不过受人的器官的机能限制,16位的声音和24位的画面基本已经是普通人类的极限了,更高位数就只能靠仪器才能分辨出来了。
比如电话就是3kHZ取样的7位声音,而CD是44.1kHZ取样的16位声音,所以CD就比电话更清楚。
当你理解了以上这两个概念,比特率就很容易理解了。
以电话为例,每秒3000次取样,每个取样是7比特,那么电话的比特率是21000。
而CD是每秒44100次取样,两个声道,每个取样是13位PCM编码,所以CD的比特率是44100*2*13=1146600,也就是说CD每秒的数据量大约是144KB,而一张CD的容量是74分等于4440秒,就是639360KB=640MB。
码率和取样率最根本的差别就是码率是针对源文件来讲的。
比特率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。
在视频领域,比特率常翻译为码率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。
比特率是指将数字声音、视频由模拟格式转化成数字格式的采样率,采样率越高,还原后的音质、画质就越好。
常见编码模式:VBR(Variable Bitrate)动态比特率也就是没有固定的比特率,压缩软件在压缩时根据音频数据即时确定使用什么比特率,这是以质量为前提兼顾文件大小的方式,推荐编码模式;ABR(Average Bitrate)平均比特率是VBR的一种插值参数。
LAME针对CBR不佳的文件体积比和VBR生成文件大小不定的特点独创了这种编码模式。
ABR在指定的文件大小内,以每50帧(30帧约1秒)为一段,低频和不敏感频率使用相对低的流量,高频和大动态表现时使用高流量,可以做为VBR和CBR的一种折衷选择。
CBR(Constant Bitrate),常数比特率指文件从头到尾都是一种位速率。
相对于VBR和ABR来讲,它压缩出来的文件体积很大,而且音质相对于VBR和ABR不会有明显的提高。
帧速率帧速率也称为FPS(Frames PerSecond)的缩写——帧/秒。
是指每秒钟刷新的图片的帧数,也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次。
越高的帧速率可以得到更流畅、更逼真的动画。
每秒钟帧数(FPS)越多,所显示的动作就会越流畅。
分辨率就是帧大小每一帧就是一副图像。
640*480分辨率的视频,建议视频的码速率设置在700以上,音频采样率44100就行了一个音频编码率为128Kbps,视频编码率为800Kbps的文件,其总编码率为928Kbps,意思是经过编码后的数据每秒钟需要用928K比特来表示。
计算输出文件大小公式:(音频编码率(KBit为单位)/8 +视频编码率(KBit为单位)/8)×影片总长度(秒为单位)=文件大小(MB为单位)2,高清视频目前的720P以及1080P采用了很多种编码,例如主流的MPEG2,VC-1以及H.264,还有Divx以及Xvid,至于封装格式更多到令人发指,ts、mkv、wmv以及蓝光专用等等。
720和1080代表视频流的分辨率,前者1280*720,后者1920*1080,不同的编码需要不同的系统资源,大概可以认为是H.264>VC-1>MPEG2。
VC-1是最后被认可的高清编码格式,不过因为有微软的后台,所以这种编码格式不能小窥。
相对于MPEG2,VC-1的压缩比更高,但相对于H.264而言,编码解码的计算则要稍小一些,目前来看,VC-1可能是一个比较好的平衡,辅以微软的支持,应该是一只不可忽视的力量。
一般来说,VC-1多为“.wmv”后缀,但这都不是绝对的,具体的编码格式还是要通过软件来查询。
总的来说,从压缩比上来看,H.264的压缩比率更高一些,也就是同样的视频,通过H.264编码算法压出来的视频容量要比VC-1的更小,但是VC-1 格式的视频在解码计算方面则更小一些,一般通过高性能的CPU就可以很流畅的观看高清视频。