интервал кадров видеонаблюдения что это
Оборудование для организации видеонаблюдения видеокамеры, видеорегистраторы
Каталог
Новости
Как настроить компрессию H264 в IP-видеокамере
Себестоимость проекта можно снизить правильной настройкой компрессии и шумоподавления. Снижается количество используемых жёстких дисков и требования к сетевой и воспроизводящей аппаратуре.
1)Шумоподавление
Цифровые алгоритмы шумоподавления компенсируют (заменяют на подходящие) быстро появляющиеся и исчезающие единичные пиксели (или небольшие группы), которые не несут в себе информации.
IP-видеокамеры TBC-I1421IR и TBC-I2422IR имеют гибкие настройки встроенного в процессор ISP, что позволяет настроить шумоподавление, настроить камеру на нужную освещённость, отрегулировать насыщенность цвета и т.д.
Чтобы войти в меню настроек ISP, нажмите на изображении (в программе NVMS или в браузере) правой кнопкой мыши, и выберите в контекстном меню пункт «Настр. видеокамеры».
Затем, чтобы войти в суб-меню шумоподавления, выберите вкладку «Шумопонижение». Обязательно переключите режим в «Ручн».
Отрегулируйте параметры «Врем» и «Спец», визуально оценивая изображение, и отображаемую скорость потока.
Обратите внимание на битрейт на изображениях в этой статье до и после настроек шумоподавления : было 5926 кбит/с, стало 214 кбит/с.
Тема шумоподавления актуальна и для аналоговых видеокамер, кроме того к шумам матрицы добавляются ещё помехи в канале связи. В оборудовании ТВТЕС шумы матрицы аналоговой видеокамеры компенсируются на нескольких участках тракта: сначала выполняется шумоподавление DNR в процессоре видеокамеры, затем происходит дополнительное шумоподавление 3DNR на входе видеорегистратора в микросхеме Nextchip, когда сигнал PAL преобразуется в ITU-R BT.656, до попадания в процессор.
Помехи в канале связи хорошо устраняются пассивными приёмопередатчиками по витой паре ТВТЕС с дифференциальной технологией передачи и частотным фильтром: без каких-либо потерь качества изображения скорость потока снизится до 1.8 раз.
2) Настройки профиля H264.
Профиль кодека – это совокупность скрытых настроек H264, которые определяют преимущество кодирования: оно может быть в высокой степени сжатия, в простоте обработки процессором, или чем-то средним.
1) Профиль Base – это минимальная нагрузка на процессор декодирующего устройства при несильной компрессии. Подходит для просмотра видеокамеры в локальной сети на персональном компьютере.
2) Профиль Main – это средняя нагрузка на процессор при высокой компрессии, профиль универсален для достаточно производительных ПК и для большинства видеорегистраторов.
3) Профиль High – это максимальная компрессия с сильной нагрузкой на декодирующее устройство. Скорость потока будет в 2-3 раза ниже чем при использовании профиля Base. В случае использования сервера видеонаблюдения, основанного на процессоре архитектуры компаний Intel или AMD, в отличие от видеорегистратора, нагрузка будет действовать на работу всей системы (или существенной её части). В процессорах видеорегистраторов ТВТЕС (Hisilicon 35 серии) есть отдельное специальное ARM-ядро, созданное для работы с кодеком H264 «на уровне железа», и созданное из соображений стабильной работы: если будут проблемы с декомпрессией одного канала – это не распространится на другие каналы и всю работу системы (запись, работа автофункций).
Все видеорегистраторы ТВТЕС работают исправно с High-профилем H264 (до уровня 4.0 включительно).
3) VBR или CBR
CBR (constant bit rate, «постоянный битрейт») означает, что на выходе устройства будет поддерживаться определённая, заданная пользователем скорость потока. Недостаток режима в том, что поскольку в моменты сильных перемен изображения в кадре скорость потока возрастает, если она начнёт превышать установленное пользователем значение, в эти моменты качество видео будет заметно ухудшаться.
В режиме VBR (variable bit rate, «переменный битрейт») скорость потока определяется настройками качества изображения, установленными пользователем, и динамичностью сцены, сжимаемой H264 с данными настройками. В моменты, когда в кадре происходит большое количество движения, выходная скорость потока может увеличиваться в 1.5-2 раза по-сравнению со сценами, в которых этого движения нет совсем.
4) Интервал I-кадра
Интервал I-кадра выбирается в зависимости от частоты возникновения движения в кадре. Например, если камера направлена на оживлённую улицу – движения много, тогда интервал стоит взять минимальным – 1с. Если же камера смотрит на спокойный двор, или висит в коридоре помещения, где редко проходят люди, – тогда интервал I-кадра нужно установить на максимальное значение – 3с.
5) Кодирование звука (G.711 ULAW/ALAW, RAW PCM)
Кодеки звука G.711 ULAW и G.711 ALAW отличаются лишь действующим алгоритмом, а с точки зрения пользователя не отличаются совсем. В общем выходном битрейте битрейт кодированного звука – 64 кбит/с. Битрейт RAW PCM – 128 кбит/с, в этом стандарте кодирование звука происходит без потери качества.
В видеорегистраторах ТВТЕС используется кодек RAW PCM.
Заключение: у H264 есть некоторое количество скрытых от глаз пользователя настроек, поэтому итоговые скорость потока и нагрузка на процессор у разных производителей могут отличаться для одних и тех же профилей.
Интервал кадров видеонаблюдения что это
02.09.2013 Сайт https://anteh.ru
Изложена суть вопроса. Приводятся личные домыслы. Основное окно настройки видео первичного потока приведено на изображении ниже и ещё ниже нагрузка и изображение, соответствующее настройкам. Если настройки задать неправильно, то получите нестабильную, и в некоторых случаях нерабочую систему. 
Bitrate можно назвать ключевым параметром, если его не будет хватать для передачи видео с заданным разрешением, fps, качеством и I Frame Rate, то получим проблемы, по крайней мере для этой камеры с передачей данных. Например если будет испотльзоваться udp, используется по умолчанию. То будут теряться кадры и ffmpeg будет постоянно отваливаться. ffmpeg1 будет продолжать работать, но будет выводить ошибки передачи. Если будет использован tcp, то ошибок не будет, но изображение будет кратковременно замирать, не все кадры будут доходить до сервера. Замирания можно наблюдать через web интерфейс камеры. Это совсем плохо, можно потерять важные кадры события.
Попробуем посчитать и проверить полученные значения:
Задаваемые параметры всецело зависят от решаемой задачи. Если нужно получать поток для целей видеонаблюдения, или для трансляции живого видео потребителям, то параметры могут различаться весима существенно.
После bitrate следует обратить внимание на параметр ‘Интервал I кадра’ или I Frame Interval. Это интервал между ключевыми кадрами. Например, если =50, то только каждый 50й кадр будет ключевым, остальные разностные, содержашие информацию только о разнице между текущим и предыдущим изображением. Ключевой кадр полный и содержит всю информацию о текущем снимке. Т.е. если fps =10, то ключевой кадр будет передаваться раз в 5 секунд. Если I Frame Interval = 1, то каждый кадр будет ключевым. Мсысл этого параметра заключается в существенной экономии трафика, что можно проилюстрировать так: 
Отсюда видим, что этот параметр существенно влияет на трафик.
Возвращаемся к случаю настройки IP камеры для видеонаблюдения. В видеонаблюдении большую роль играет достоверность кадра. И как правило используется mjpeg поток. Это важно для юридической силы видео, возможности увеличения кадра для более детального рассмотрения. Mjpeg представляет поток отдельных jpeg кадров, без межкадрового сжатия. Каждый кадр достоверный. Чтобы получить поток достоверных кадров без межкадрового сжатия для целей видеонаблюдения параметр I Frame Interval нужно установить в 1. Соответственно нагрузка на канал будет существенной и максимальным разрешением и fps уже не побалуешся. Так, на вышеприведённых изображениях были показаны максимально допустимые настройки для целей видеонаблюдения при цветном изображении. Если установить ночной режим, то fps можно поднять до 15. Параметр Quality для видеонаблюдения желательно установить максимальным. Разумеется всё зависит от количества камер, которое нужно завести на сервер, если это несколько, то параметры ставим получше, если за десяток, то похуже.
Если камеру настраиваем для прямой трансляции потребителям, то с настройками можно не стесняться. При помощи I Frame Interval и Quality трафик всегда можно подогнать под приемлемый. Причём для глаз особой разницы между quality среднее и максимальное не видно. Поэтому Quality для трансляции потока для просмотра не критично.
Назначение остальных параметров более менее понятно по смыслу.
Скриншоты демонстрирующие максимальные настройки для трансляции видео максимального качества напрямую потребителю человеку: 
Для DS-2CD2012-I прошивка V5.0.2, как и V5.0.0 не пригодна, слишком сильно тормозит передача, наблюдаются множественные ошибки передачи потока. Нужно использовать только V4.0.9 версии ниже не проверял, с этой прошивкой и ffmpeg с udp работает без сбоев, но на всякий лучше использовать tcp. И в Zoneminder 1.25.0_2 с прошивкой V5.0.2 заметно наблюдались тормоза. В общем Hikvision как-то не очень, правда это суждение по одному текущему экземпляру камеры, но эту модель и все остальные, для которых предназначена эта прошивка покупать больше желания нет тем более за 8т.р.
Особенности настройки кодирования в видеорегистраторах Dahua
Компания Dahua в своих регистраторах использует кроме стандартных параметров настройки кодирования H.264 ещё и расширенные, обозначенный как режим SMART.
Smart H.264 не является новой технологией, это оптимизированная реализация технологии кодирования H.264. Smart H.264 представляет собой набор интеллектуальных алгоритмов кодирования, разработанных компанией Dahua на основе кодека H.264. Чтобы соответствовать особенностям записи при видеонаблюдении, Smart264 использует некоторые ключевые методы кодирования видео. Smart H.264 кодек может повысить эффективность кодирования видео в соответствии с особенностями различных мест наблюдения, кроме того, он может значительно снизить объем записи и потока для передачи данных по сети.
Технология Smart H.264 представляет собой набор интеллектуальных алгоритмов кодирования.
Разработанный компанией Dahua технология Smart H.264, включает в себя следующие три ключевых аспекта:
— Алгоритм расширенного управления скоростью передачи битов потока;
— Видеокодирование на основе аналитического контента видео (включая динамический ROI, динамический GOP(Интервал между опорными кадрами), гибкую структуру опорных кадров);
— Технология подавления шума.
Структура записи видеопотока при фиксированном интервале I-кадров
Типичные настройки видеорегистратора реализует фиксированную структуру GOP (Интервал между опорными кадрами, I-кадр), что означает, что интервал между двумя I-кадрами постоянен и, как правило, установлен 2 секунды.
Наиболее рационально выбирать переменный битрейт, при котором кодек видеорегистратора уменьшает или увеличивает поток данных, в зависимости от детализации или движения объектов в поле зрении видеокамеры.
В видеонаблюдении, в большинстве случаев, видео статично, а движущийся объект или общее движение появляются в определенные периоды, таким образом, мы можем увеличить интервал GOP, чтобы уменьшить количество I-кадров за период времени. I-кадр имеет гораздо больший объём в видеопотоке по сравнению с P-кадром. Уменьшение кол-ва I-кадров позволит уменьшить размер видеопотока, либо увеличить размер P-кадров, тем самым увеличить качество картинки при записи.
В CVI видеорегистраторах Dahua при выборе режима Smart H.264 реализуется гибкая структура опорных кадров, использующая технологию двух-кадровой ссылки и технологию виртуального опорного I-кадра.
Технология двух-кадровой ссылки.
Технология виртуального I кадра.
Как правило, только через I-кадр можно реализовать функцию обрезки/вставки видеопотока. Реализация виртуальной технологии I-кадра гарантирует, что определённый P-кадр может назначить I-кадр как ближайший опорный кадр, не учитывая с 1-го по 4-й P-кадр (на рисунке 5-й P-кадр ссылается только на 0-й I-кадр), таким образом, он становиться, как бы, 1-м кадром для следующих за ним P-кадрами. Эта технология уменьшает время доступа к случайному кадру в видеопотоке, поскольку для получения нужного кадра нет необходимости полностью распаковать всю цепочку P-кадров от ближайшего опорного I-кадра.
Протестируем различные настройки кодирования на видеорегистраторе XVR5104HE-S2 с прошивкой вер. 3.218.0000002.1. Видеопоток с разрешением 1920х1080 и частотой кадров 15 кадров в секунду. Сравним обычный режим и режим Smart H.264.
Сначала используем базовые настройки с фиксированным интервалом I-кадров в 2 секунды,с переменным битрейтом VBR, с максимальным потоком 4096 кБит и настройками Качество 4,5,6. Записывать будем уличную картинку с минимальным движением в кадре. Значение среднего битрейта при разном параметре Качество занесём в таблицу.
Таблица битрейта при разном качестве. Интервал опорного кадра I=2 cек. Максимальный битрейт= 4096 кБит/сек.
Опорный кадр в H.264. Маленький параметр с большими последствиями
Структура кодека H.264
Прежде чем говорить об опорном кадре, нужно понимать структуру потока и принципы работы кодека H.264. Для начала немного теории.
Спецификация H.264 была опубликована еще в 2003 году. Кодек стал настоящей революцией в телевидении высокой четкости. Он позволил хранить и передавать изображение высокого разрешения с высоким качеством и битрейтом в несколько раз меньшим, чем другие форматы сжатия. Давайте рассмотрим структуру потока формата H.264.
IP-камера передает полные кадры (JPEG)а, между ними передаются только кодированные изменения изображения относительно опорного кадра. В этом и заключается суть межкадрового сжатия. Полные кадры получили название I-кадры. Далее следуют P и B-кадры. P-кадры содержат информацию об изменениях относительно I-кадра. B-кадры связаны как с I-кадрами, так и с P-кадрами. Все это нацелено на более эффективное сжатие и низкий поток с высоким качеством, но за это приходится расплачиваться высокими затратами на вычислительные мощности и оперативную память сервера при декодировании.
Из схемы структуры потока можно также заметить, что при декодировании невозможно восстановить изображение из B-кадра пока не будет получен P-кадр. В связи с этим мы и видим задержку в отображении потока с IP-камеры в H.264.
Существуют различные профили H.264, которые отличаются возможностями по кодированию. Чтобы не углубляться в теорию стоит отметить, что чем выше спецификация профиля, тем выше степень сжатия с сохранением высокого качества, но тем больше нагрузка на процессор камеры для кодирования и на ресурсы сервера по декодированию потоков. Так же, у старших профайлов больше упомянутая задержка в отображении потока с IP-устройства. Современные камеры в большинстве своем поддерживают Baseline Profile и Main Profile. Профессиональным IP-камерам доступен High Profile.
Что такое «опорный кадр»?
Оптимальная частота следования опорных кадров
Оптимальное значение периода следования опорных кадров средней сцены и типовых задач видеонаблюдения выбирает производитель IP-камеры и выставляет по умолчанию в настройках кодека. Встречаются IP-камеры со значением GOP length от 32 до 120 и более. В то же время, значение частоты опорного кадра (GOP length) оказывает значительное влияние на работу систем видеоанализа, и об этом мало кто задумывается, а точнее никто и не знает. Вот об этом поговорим подробно.
Значение опорного кадра для видеонаблюдения
Это связано с тем, что для восстановления дополнительных кадров из потока H.264 для работы видеоаналитики пришлось бы задействовать значительные вычислительные ресурсы ПЭВМ.
А вот теперь представьте себе, что для темпа видеоввода 25 к/с и значения GOP=100 мы получаем опорный кадр для работы видеоаналитики каждые 4 секунды. Какая точность и задержка у нас будет, хотя бы в детекции движения? За 4 секунды может произойти многое, а алгоритмы видеоанализа этого могут и не заметить, т.к. опорные кадры до возникновения происшествия и после будут одинаковыми. Для проверки этой теории мы даже сняли видеоролик и разместили его на нашем канале в YOUTUBE:
Как это ни странно, но об этом практически никто не говорит. В редких рекомендациях на форумах техподдержки можно встретить совет по уменьшению частоты следования опорных кадров (уменьшения GOP) в IP-камере для решения проблем с детекцией движения.
Самое опасное в этой ситуации, что проблемы в детекции характерны на быстродвижущихся объектах и при определенном стечении обстоятельств. А по всеми известному закону эти обстоятельства возникнут в самый неподходящий момент, и в архиве не будет информации о том, кто поцарапал директорскую машину или куда пропал портфель важного гостя. И разобраться в первоисточнике проблемы практически невозможно. Проще сказать, что это глюк ПО видеонаблюдения, хотя заказчику от этого не легче.
Некоторые производители решают эту проблему через изменение настроек IP-устройств при их подключении к VMS. Семейство продуктов ITV|AxxonSoft (Интеллект, AxxonNext) автоматически меняет значение частоты следования опорных кадров в IP-камере и устанавливает GOP=8, но это возможно только в том случае, если камера качественно интегрирована. Если же мы подключаемся по RTSP или Onvif, то этого не происходит, и в детекции возможны проблемы и пропуски. При этом следует помнить, что изменение «опорника» сильно сказывается на потоке с IP-устройства и увеличивает размер видеоархива. Как решить эту проблему мы рассказывали в статье Настройка детектора движения в ПО Интеллект.
Другие производители восстанавливают недостающие кадры путем частичной декомпрессии H.264 и получения промежуточных кадров для работы видеоаналитики. Так делает, например, Macroscop. Но, как мы уже заметили, это не дается даром и приходится расплачиваться высокой нагрузкой на видеосервер. Об этом рассказывается в статье Особенности работы ПО IP-видеонаблюдения.
Резюме
Внимательно изучая значение и влияние различных параметров IP-устройств, открываешь для себя много интересного, а порой и крайне важного для работы систем видеонаблюдения. Кто бы мог подумать, что незаметный GOP в IP-камере может оказывать столь существенное влияние на такие базовые функции системы видеонаблюдения, как запись видеоархива по детекции движения.
В построении систем видеонаблюдения нет несущественных параметров. В определенных ситуациях любая функция или настройка может стать определяющей. Специалисты компании Видеомакс постоянно изучают возможности программных продуктов и функционал современных IP-камер на реальных стендах, изучая спецификации производителей и опираясь на фундаментальные принципы и знания, полученные в лучших технических вузах страны.
Результатами этих исследований мы делимся со своими партнерами, помогая создавать эффективные системы видеонаблюдения, которые не подведут и будут долгие годы решать поставленные заказчиком задачи. Линейка оборудования VIDEOMAX вобрала в себя все последние достижения в компьютерной индустрии и оптимизирована для обработки видеопотоков с IP-камер в системах видеонаблюдения.
Впереди еще много полезного для инженеров и проектировщиков систем видеонаблюдения. Зарегистрируйтесь на нашем сайте, чтобы оперативно получать новости о всем самом важном, что происходит на рынке систем безопасности.
Требования и советы по настройкам и проверке видеокамер
Видеокамера должна поддерживать передачу видео по RTSP (RTP поверх TCP)
На видео-поток обязательно должны быть выведены дата и время, которые легко читаются в любое время суток.
На камере обязательно должна быть включена синхронизация даты и времени с NTP сервером
Должен быть открыт доступ на чтение с IP адресов: Список IP-адресов серверов РосДомофон
Пояснения к требованиям
При выборе камеры обязательно убедитесь, что она поддерживает передачу видео по RTSP (англ. Real Time Streaming Protocol, или, потоковый протокол реального времени)
Опыт показал, что при битрейте камеры более 1024Кбит/с начинаются проблемы проигрывания видео на мобильных устройствах конечных пользователей. Сказываются ограничения как каналов мобильной связи, так и самих устройств.
Для абонентов, просматривающих видео в архиве важно знать точное время происходящих событий. Это особенно важно при разборе инцидентов. Поэтому на кадре всегда должно отображаться в хорошо видимой части дата и время. Пожалуйста, учитывайте, что это индивидуальное требование для каждой камеры.
Камеру могут перезагрузить в любой момент, например, при отключении питания в доме. Поэтому дата и время должны восстанавливаться автоматически. Для этого необходимо использовать синхронизацию с NTP сервером.
Если не привязать локальный IP-адрес к MAC адресу приватной камеры, то при перезагрузке роутера у камеры сменится IP-адрес. В этом случае РДА не сможет получить видео-поток, так как в личном кабинете RDEA будет указан предыдущий IP-адрес. Как это сделать: найдите настройку на роутере «Привязка IP к МАС». Укажите свободный локальный IP-адрес и МАС адрес камеры, затем сохраните настройку и перезагрузите роутер.
На стороне, где размещены видеокамеры, может быть ограничен доступа по IP. В этом случае необходимо добавить IP адреса серверов РосДомофон в white list. Это требование не относится к так называемым «приватным» камерам, у которых не локальный IP.
Как правильно выставить значение опорного кадра ( I Frame Interval, I-Frame, frame rate ).
Особенность заключается в том, что одни производители камер привязывают значение опорного кадра к единице времени, секунде. (от 1 до 20). Если производитель в настройках камеры дает нам возможность выбрать значение от 1 до 20, следовательно, в этом поле необходимо выставить значение равное количеству опорных кадров, которое мы хотим получать с камеры за 1 секунду.
В нашем случае необходимо выставить значение 1, что соответствует 1 кадру в секунду. ( см. скриншот ниже).
Другие производители камер привязывают значение опорного кадра к количеству простых кадров, через которое происходит опорный кадр (от 1 до 200). Если производитель в настройках камеры дает нам возможность выбрать значение от 1 до 200, следовательно, в этом поле необходимо выставить значение равное количеству простых кадров через которое будет происходить опорный кадр.
В нашем случае необходимо выставить значение от 10 до 15, что соответствует 10-15 кадрам между опорными кадрами . ( см. скриншот ниже).
Как проверить камеру?
После установки плеера выполните:
Нажать сохранить и закрыть окно с настройками.
После этого необходимо открыть пункт Инструменты > Сообщения, в разделе Детализация: выставить 2(отладка)
Затем перейти в раздел Медиа > Открыть URL.
Обратите внимание на качество изображения, задержку, пропуск кадров, возникающие артефакты, а также на выводимые сообщения.
Например если видите сообщение «main warning: picture is too late to be displayed (missing > 300 ms)«, то необходимо снизить настройки камеры понизив разрешение, FPS, битрейт, можно попробовать переключиться на дополнительный поток с более низкими настройками.
Какие параметры настроить, чтобы битрейт (bitrate) камеры не превышал 1Мбит/с?
Битрейт (bitrate) камеры не должен превышать 1024 Кбит/с. Это связано с ограничениями мобильных устройств.
Если такой опции нет, то bitrate настраивается с помощью изменения параметров:
Управляя этими параметрами, необходимо подобрать оптимальный баланс между качеством изображения и потреблением трафика.
Настройки потоков
Чаще всего у камеры имеется 2 потока:
Для каждого потока можно выставить индивидуальные настройки. Чаще всего встречается такой набор:
Добавление RTSP ссылки в личном кабинете RDEA:
Отдельные поля «логин» и «пароль» заполняются, если RTSP ссылка их не содержит.
Как узнать RTSP поток с IP-камеры?
Как узнать RTSP поток с помощью Onvif Device Manager?
Примеры создания RTSP ссылок от разных производителей:
RTSP ссылки для оборудования RVI
RTSP ссылки для оборудования HIKVISION
RTSP ссылки для оборудования DP5000.B2-xxT/IP-CVBS
RTSP ссылка для оборудования других производителей
Особенности конкретных моделей камер, видеорегистраторов:
Камера Vizit c70
Инструкция по отключению шифрования на оборудовании HiWatch
Примеры по настройке камер:
Пример настройки китайской камеры через VMS
При данных настройках камеры задержка видео-потока составляла более 5 сек, что является ошибкой. ( см. скриншот ниже)
Данные настройки камеры считаются отпимальными и имеют наименьшую задержку видео-потока. ( см. скриншот ниже)
Пример настройки камеры с админ-панелью IPC ( например HEROSPEED ):
Настройка при которой задержка более 6 секунд: