视频监控存储空间大小与传输带宽计算方法

在数字视频监控系统设计与实际应用中，经常需要规划数字视频系统的存储空间大小及传输网络带宽，这对于整个系统的应用非常重要，而又较难规划。在此，从原理上及应用上略做说明。

一、首先需要明确如下概念：

1、分辨率：分辨率表示图像的尺寸大小（或像素数量），用于设置录像的图像尺寸。在监控中常用的分辨率有QCIF、CIF、HD1、2CIF、DCIF、4CIF和D1这几种。分辨率是决定位率（码

率）的主要因素，不同的分辨率要采用不同的位率。总体而言，录像的分辨率越高，所要求的位率（码率）也越大，但并不总是如此。所谓“合理的范围”指的是，如果低于这个范围，图像质量看起来会变得不可接受；如果高于这个范围，则显得没有必要，对于网络资源以及存储资源来说是一种浪费。

2、位率：位率又称为码率。指单位时间内，单个录像通道所产生的数据量，其单位通常是bps、Kbps或Mbps。可以根据录像的时间与位率估算出一定时间内的录像文件大小。位率类型又称为码率类型，共有两种——动态码率（VBR）和固定码率（CBR）。所谓动态码率是指编码器在对图像进行压缩编码的过程中，根据图像的状况实时调整码率高低的过程，例如当图像中没有物体在移动时，编码器自动将码率调整到一个较低的值。但当图像中开始有物体移动时，编码器又自动将码率调整到一个较高的值，并且实时根据运动的剧烈程度进行调整。这种方式是一种图像质量不变，数据量变化的编码模式。 

固定码率是指编码器在对图像进行编码的过程中，自始至终采用一个固定的码率值，不论图像情况如何变化。这种方式是码率量不变，而图像质量变化的编码模式。在动态码率模式下，我们在硬盘录像机上设置的位率值称为“位率上限”。意思是我们人为设定一个编码码率变化的上限，可以低于，但不能高于。根据这个位率值，我们可以估算出一定时间内的存储容量的上限值。在固定码率模式下，在硬盘录像机上设置的位率值就是编码时所使用的位率值，根据这个数值，我们可以精确地估算出一定时间内的存储容量。 

3、帧率：帧率表示单位时间内，从图像中所能获取的完整图片数量，单位是fps（帧每秒）。 

二、分辨率、码率和帧率之间的关系。

 首先看分辨率。从通常的认识来说，分辨率越高，图像质量越好，分辨率越低，图像质量越差。但如果抛开了码率来谈的话，上述观点是站不住脚的。实际上为了获得好的回放质量，除了提高分辨率以外，更重要的还要同时提高编码码率，否则效果可能适得其反。 

其次看码率。一般而言，码率越高，图像质量相对越好，码率越低，图像质量相对越差，但这个说法也只在一定范围内成立。因为图像质量的提升并不与码率的提升成线性关系。

 最后看帧率。事实上，帧率对图像质量并不起直接的作用，帧率的高低只是影响图像的连贯性。

在某些场合下，图像的连贯性也会被作为回放效果的评测标准之一（注意回放效果与图像质量的区别）。但在某些特殊情况下，通过调整帧率，也能在有限的码率下获得好的图像质量。

例如在ADSL线路上传输图像，上行带宽只有512Kbps，但要传输4路CIF分辨率的图像。按照常规，CIF分辨率建议码率是512Kbps，那么照此计算就只能传一路，降低码率势必会影响图像质量。那么为了确保图像质量，就必须降低帧率，这样一来，即便降低帧率也不会影响图像质量，但在图像的连贯性上会有影响。 

三、计算公式 

传输带宽计算：码率 ×摄像机的路数=网络带宽至少大小

存储空间计算：每小时每路容量（单位：M/小时路）=码率(单位：kb/s)×3600秒÷8÷1024

三、在数字摄像头设置中的注意事项：

1、如果在有限的带宽传输更多的视频。降低码率是根本的解决方法，降低码率的同时，要选择合理的分辨率，。为了在低码率的条件下显示好的图像质量，再降低帧率。通常我国的视频标准显示是25帧率，主要是考虑到动画的播放。因我们是视频的显示，实际上在16帧以上就不影响人的视觉连贯性，那我们设置16帧率就可以了。

 2、如果只重视视频显示和回放效果。提高分辨率和合理的高码率，帧率设置为16就可以了。

 3、存储容量的计算 

参照下图的图像质量最好就可以了。