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        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,其單位通常是太原億維訊達安防監控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   階數 碼流 時間 小時
        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