Современные системы видеонаблюдения работают с видеокодеками h.264 и h.265, а также с расширенными их версиями, которые отображаются знаком «+».
При этом каждый видеокодек имеет два режима кодирования — CBR и VBR. О них и пойдет речь в этой статье.
Данные режимы кодирования по сути определяют, какого размера поток будет выдавать IP-камера. Он бывает постоянным CBR и переменным VBR. В этом их различие.
CBR или constant bit rate, в переводе означает «постоянный поток данных». Это значит, что камера выдаёт видеопоток одной и той же, не зависящей от других параметров величины, которая определяется в настройках камеры. Обычно поток для CBR составляет 2, 3 или 4 Мбит/с.
Такой поток удобен тем, что он позволяет без проблем посчитать объем необходимого дискового пространства и подобрать необходимые коммутаторы. Также нужно обратить внимание на связанную с режимом CBR опцию задания приоритета (Priority). Это позводит получить следующие сценарии работы:
- Приоритет скорости (speed или rate), когда в зоне действия камеры появляется движение или помехи из-за снижения освещенности. При этом камера будет стремиться сохранить заданную скорость и при достижении потоком определенной величины — начнет увеличивать степень сжатия изображения, а значит, и его качество. Что не есть хорошо, ибо можно получить видео, где вообще ничего не видно.
- Приоритет качества (quality), когда при изменении картинки в сторону увеличения нагрузки, камера будет стремиться сохранять качество изображения, но при этом количество кадров в секунду может начать уменьшаться. Однако по этой причине снижается FPS, но самое главное часть видео может быть утеряно из-за снижения количества кадров.
- Без приоритета (none), когда при достижении заданного порога передачи данных начнуть ухудшаться оба параметра, но до того, как порог будет достигнут, работа системы будет нормальной.
Также нужно помнить, что режим CBR снижает максимальную нагрузку на сеть, но не снижает нагрузку на ЦП видеосервера.
VBR расшифровывается «variable bit rate» или в переводе — «переменный поток данных». Включается режим в меню камеры, где задаётся конкретное значение качества изображения, т.е.степень сжатия, после чего видеопоток генерируется обычным образом, и файл имеет размер пропорциональный сложности изображения. В этом режиме при появлении движеня в кадре или ухудшении изображения из-за помех видеопоток увеличится пропорционально, без уменьшения скорости записи или качества видеоизображения.
Но есть и сложности, например, если у вас PTZ камера, то при повороте или зуммировании видеопоток возрастает весьма существенно, из-за чего возможна:
- перегрузка сетевых соединений и/или коммутаторов, что приводит к остановке картинки, пропускам кадров и т.п.;
- перегрузка видеосерверов вплоть до зависаний, из-за чего данные не будут записаны в видеоархив;
- уменьшение глубины архива.
Во избежание значительных перегрузок многие производители сделали в VBR дополнительную настройку, ограничивающую максимальный размер видеопотока. То есть поток не вырастет выше определённой величины из которой надо будет исходить при расчёте трафика.
Сегодня появились IP-камеры, у которых автоматика выделяет в пределах одного и того же кадра статичные и динамичные участки, производит их раздельное сжатие, а также на лету корректирует параметры потока, меняя частоту опорных кадров, кол-во FPS и т.д.
У поворотных управляемых камер при этом учитывается наличие/отсутствие движения самой камеры и зум. Благодаря этому можно максимально снизить поток без ущерба качественной фиксации и детализации движущихся объектов.
Исходя из этих данных подбирается режим кодирования для конкретной системы видеонаблюдения. Делается это в специальном меню программного обеспечения вашей системы.
Правда, бывает, что термины CBR и VBR в нем вообще отсутствуют. Однако эти параметры все же есть, вам лишь нужно найти параметры: «constant», «fixed», «maximum», «bit rate», «encoder», «quality» и на окна ввода значений размеров потока.
Приведем примеры, как это реализовано в различных программах для видеонаблюдения.
Здесь, если «галочка» у «enable» отсутствует, то камера работает в режиме VBR. Если «галочка» установлена, то камера работает в CBR с указанным размером потока. Функции ограничения потока «сверху» для VBR и функции задания приоритета «скорость или качество» у данной камеры нет.
В этой камере «Fixed quality» означает выбор режима VBR. Функций ограничения потока «сверху» для VBR и задания приоритета для CBR у данной камеры тоже нет.
Здесь есть всё: и «Constant…», и «Variable…», и приоритет выбрать можно, и ограничения. Даже пределы качества для CBR можно задавать. Правда данная программа давно устарела и кодеки, данные в ней уже не используются.
В данном случае, CBR обозначен как «Constant Bitrate Control», VBR — как «Variable Bitrate Control». Ограничить VBR «сверху» можно через параметр «Enable Rate Limit». Выбора приоритета «скорость или качество» нет.
У этой камеры выбор режима CBR/VBR находится в строке «Encoder Mode». Виден ограничитель («Maximum Bitrate»), но возможности его изменить нет. Зато есть «комбинированный» CVBR. По сути тот же VBR, но с ограничением не только «сверху» («Maximum Bitrate»), но ещё и «снизу» («Bitrate»). Функции же выбора приоритета «скорость или качество» опять нет.
Исходя из всего вышесказанного отметим, что режимы кодирования CBR и VBR очень важны для организации видеопотока. Они позволяют настроить систему для получения качественного и устойчивого видеоизображения.
