Kinh nghiệm tính toán để tối ưu băng thông/dung lượng lưu trữ hệ thống giám sát an ninh

Kinh nghiệm tính toán để tối ưu băng thông/dung lượng lưu trữ hệ thống giám sát an ninh

Kinh nghiệm tính toán để tối ưu băng thông/dung lượng lưu trữ hệ thống giám sát an ninh

Kinh nghiệm tính toán để tối ưu băng thông/dung lượng lưu trữ hệ thống giám sát an ninh

Kinh nghiệm tính toán để tối ưu băng thông/dung lượng lưu trữ hệ thống giám sát an ninh

ATD - MAKE.SUCCESS TOGETHER

0901369658

info@atdc.com.vn

Kinh nghiệm tính toán để tối ưu băng thông/dung lượng lưu trữ hệ thống giám sát an ninh


Thứ bảy , ngày 12 tháng 06 năm 2021

Việc tính toán băng thông giám sát rất phức tạp và người thiếu kinh nghiệm có thể dễ dàng đánh giá thấp về thông số  băng thông, dẫn đến việc làm giảm thời lượng lưu trữ hoặc làm hệ thống mạng quá tải.

Cách phổ biến nhất mà các kỹ thuật viên tính toán dung lượng lưu trữ là sử dụng các công cụ máy tính của nhà sản xuất hoặc bên thứ ba. Tuy nhiên, các công cụ này quá đơn giản đối với các yếu tố phức tạp ảnh hưởng đến băng thông / bộ nhớ, một lỗ hổng cơ bản không phản ánh được các điều kiện thực tế. Trong hướng dẫn này, chúng tôi giải thích các vấn đề chính này và đưa ra các khuyến nghị của chúng tôi về cách tính toán chính xác nhất bộ nhớ giám sát cần thiết.

Tuy nhiên, việc sử dụng máy móc hoặc công cụ hỗ trợ  gần như không thể phản ánh nhiều điều kiện mà camera được lắp đặt, cũng như sự khác biệt giữa các kiểu camera . Ví dụ: chúng tôi đã hỏi người dùng máy ảnh H.264 1080p sử dụng bao nhiêu băng thông. Lưu ý rằng các ước tính băng thông rộng rãi khác nhau như thế nào, ngay cả khi sử dụng cùng độ phân giải, tốc độ khung hình và CODEC:

Tất cả những người được hỏi đều có thể 'đúng' mặc dù các câu trả lời khác nhau hơn 300%. Sự khác biệt về camera được sử dụng và địa điểm được triển khai có thể dễ dàng dẫn đến sự khác biệt lớn về băng thông / dung lượng thực tế được tiêu thụ.Công cụ tính toán không phản ánh đúng thực tế .

Phương pháp chính xác nhất:

Để tính toán chính xác băng thông / dung lượng, có ba khuyến nghị chính:

· Kiểm tra camera và ghi lại băng thông trong các ngữ cảnh khác nhau.

· Ghi lại độ phức tạp của cảnh cho mỗi chế độ xem camera được đề xuất.

· Hiểu cách cài đặt máy ảnh chính ảnh hưởng đến mức tiêu thụ băng thông / bộ nhớ.

Ba điểm này rất quan trọng để ước tính đúng và sẽ giúp người dùng phát hiện những sai lầm nghiêm trọng trong tính toán băng thông / dung lượng .

Ví dụ: máy tính có thể ước tính 2 Mb / giây cho một cảnh nhất định, nhưng dựa trên lịch sử trước đây và kiến ​​thức về hiệu suất của một camera cụ thể, tốc độ bit có nhiều khả năng là 4 Mb / giây, tăng 100%.

Kiểm tra Camera:

Do đó, điều quan trọng là phải tìm hiểu mức tiêu thụ băng thông của từng kiểu camera mà bạn sử dụng trong các cảnh từ đơn giản đến phức tạp, chẳng hạn như:

· Đơn giản nhất: Bức tường trống

· Đơn giản: Hành lang trống

· Trung bình: Khu vực tiếp tân / sảnh đợi được chiếu sáng tốt

· Khu phức hợp: Bãi đậu xe

· Phức tạp hơn: Giao lộ đông đúc

Ghi lại tốc độ bit cho từng mức độ phức tạp này, mức độ ánh sáng và ảnh chụp màn hình từ (các) camera. Sau này có thể dễ dàng gọi chúng là cơ sở dữ liệu đo lường và ảnh chụp màn hình để dễ dàng tham khảo so sánh. Hãy nhớ ghi chú đặc biệt bất kỳ lúc nào băng thông tăng đột biến hoặc sụt giảm (thời gian cụ thể trong ngày, chuyển động mạnh, v.v.) và ghi lại các cài đặt cụ thể nếu cần.

Ghi hình phức tạp:

Khi xem xét các cài đặt camera được đề xuất, chúng tôi khuyên bạn nên theo dõi độ phức tạp của cảnh khi từng vị trí camera được khảo sát. Hãy dành một chút thời gian để quan sát mức độ giao thông, tán lá chuyển động, ánh sáng hoặc thiếu chúng và các yếu tố cảnh khác có thể ảnh hưởng đến băng thông.

Sau khi xem cảnh, hãy ghi lại chế độ xem dự định và mức độ phức tạp của máy ảnh và chụp ảnh để tham khảo. Điều này có thể đơn giản như biểu đồ dưới đây:

Camera

Góc Nhìn

Tần suất

CAM 01

Phía trước bãi xe

Cao

CAM 02

Phía trước sảnh

Vừa

CAM 03

Hành lang

Đơn giản


Sau khi tạo bảng này, bạn có thể so sánh nó với băng thông thực tế từ các cảnh đã thử nghiệm. Ảnh chụp nhanh từ máy ảnh đã thử nghiệm có thể dễ dàng so sánh với ảnh chụp từ cảnh được đề xuất để so sánh chính xác hơn.

Các thông số tính toán khác:

Các tính toán phức tạp hơn nữa, có nhiều yếu tố có thể gây ra sự khác biệt từ nhỏ đến cực đoan trong tốc độ bit.

  • Sự khác biệt về kiểu camera
  • Lượng tử hóa / Nén
  • CODEC thông minh
  • Phát hiện chuyển động / điều chỉnh phân tích
  • Ban đêm / ánh sáng yếu

Sự khác biệt về kiểu Camera:

Đừng cho rằng vì bạn đã kiểm tra băng thông cho một máy ảnh mà bạn có thể áp dụng những phát hiện này cho những máy khác có cùng độ phân giải và tốc độ khung hình. Ngay cả trong cùng một dòng của nhà sản xuất. Các mẫu máy ảnh khác nhau, thậm chí từ cùng một nhà sản xuất có thể tạo ra tốc độ bit rất khác nhau.

Ví dụ: hình ảnh sau đây cho thấy hai máy ảnh, Trục Q1604 và Trục M3004, cả hai đều 720p, 30 khung hình / giây, được đặt thành FOV ngang ~ 20 ', ở độ nén ~ Q28. Mặc dù các yếu tố này đã được tiêu chuẩn hóa, trong cảnh trong nhà có ánh sáng tốt này, bitrate của Q1604 là 488 Kb / giây trong khi M3004 tiêu thụ 1,33 Mb / giây, gần gấp 3 lần băng thông.

Khuyến nghị: Thử nghiệm Nhiều loại Máy ảnh

Sự khác biệt giữa nhà sản xuất và nhà sản xuất thậm chí còn khắc nghiệt hơn các ví dụ trên. Do đó, điều quan trọng là phải tìm hiểu mức tiêu thụ băng thông của từng kiểu máy ảnh bạn sử dụng.

Lượng tử hóa / Nén

Ngay cả khi hai Camera cùng kiểu được sử dụng, sử dụng H.264 và cùng độ phân giải, mức nén có thể khác nhau đáng kể, gây ra sự khác biệt đáng kể về mức tiêu thụ băng thông.

Hơn nữa, các nhà sản xuất mặc định các mức nén rất khác nhau (xem So sánh độ nén của nhà sản xuất Camera IP của chúng tôi), không có tiêu chuẩn hóa, khiến các tính toán chỉ dựa trên một kiểu máy là không chính xác.

Khuyến nghị: Chuẩn hóa nén

Dựa trên nhiều năm kinh nghiệm IPVM, lượng tử hóa 28-30 xấp xỉ là "điểm ngọt" giữa chất lượng hình ảnh và băng thông. Mức cao hơn có tác động tiêu cực đáng kể đến chất lượng hình ảnh, trong khi mức thấp hơn làm tăng băng thông mà ít tăng chất lượng hình ảnh thực tế. Tiêu chuẩn hóa máy ảnh ở cấp độ này cho phép các kết quả có thể kiểm soát được nhiều hơn so với giá trị mặc định của nhà sản xuất.

CODEC thông minh

Trước đây, Camera hầu như luôn sử dụng các cài đặt mặc định để nén hình ảnh, khoảng thời gian khung hình và tốc độ khung hình, giúp cho việc tính toán trở nên đơn giản hơn. Nhưng với sự ra đời của Smart CODECs trong vài năm qua, Camera  giờ đây có thể tự động quản lý các cài đặt này tùy thuộc vào những gì có trong hiện trường. Có ba kỹ thuật chính được sử dụng bởi các Smart CODEC (mặc dù không phải tất cả đều sử dụng cả ba):

Nén động: Thay vì áp dụng cùng một mức nén cho toàn bộ trường xem, các Smart CODEC có thể tăng độ nén trên các đối tượng tĩnh /nền phía sau và giảm độ nén trên các đối tượng chuyển động / nền trước, giảm băng thông tổng thể.

Khoảng thời gian I-frame động: Trong đó các luồng H.264 thường sử dụng khoảng I-frame cố định (ví dụ: 1 giây hoặc 30 khung hình), các Smart CODEC tăng khoảng cách giữa các I-frame khi không có chuyển động trong luồng và tăng ngay lập tức khi hoạt động bắt đầu. Kỹ thuật này làm giảm tốc độ bit đáng kể do kích thước khung P nhỏ hơn nhiều.

FPS động: Cuối cùng, một số Smart CODEC giảm tốc độ khung hình khi không có chuyển động nào trong cảnh, xuống tối thiểu 1 FPS hoặc áp suất do người dùng đặt.

Sử dụng một hoặc nhiều kỹ thuật này, việc tiết kiệm tốc độ bit lên đến 95% đã được minh chứng  trong các thử nghiệm IPVM. Ở mức tối thiểu, nén động đã giảm tốc độ bit xuống 10-15% trong những cảnh rất bận rộn.

Nguồn: https://ipvm.com

Quốc Nguyễn