Порівняння аналогових і цифрових камер відеоспостереження: переклад ТВЛ в пікселі

Порівняння аналогових і цифрових камер відеоспостереження: переклад ТВЛ в пікселі

Пропонуємо Вам з системами сигналізації з фотофіксацією — вони значно дешевші відеоспостереження, але пропонують цілісне вирішення охорони квартири, дачі або гаража.

Яку камеру для системи відеоспостереження вибрати – аналогову або цифрову? Та й взагалі, як їх порівняти, якщо врахувати, що їх якість вимірюється в різних показниках?

ТВЛ – це телевізійні вертикальні лінії. Іншими словами, чим більше ТВЛ, тим чіткіше зображення. Пікселі – це мінімальні елементи цифрової двовимірної растрової графіки, з яких будується зображення.
Ці показники досить складно порівнювати, проте ми склали приблизну таблицю відповідностей, яка допоможе Вам визначитися.

ТВЛ Пікселі Мегапікселі
380 640*480 0,3
420 720*576 0,36
480 800*600 0,5
560 933*700 0,65
600 1024*756 0,75
800 1280*960 1,23
1000 1600*1200 1,92

ялина цієї статті - усунути плутанину в позначеннях роздільної здатності камер відеоспостереження і допомогти зрозуміти обсяг пам'яті, необхідний для запису відео з тим чи іншим вирішенням.

Позначення якості зображення, що застосовується в сучасних стандартах відеосигналу (IP, HD-TVI, AHD)

Роздільна здатність («дозвіл» запису або «розмір кадру відео) визначається кількістю пікселів (точок) при оцифровывании зображення (по горизонталі і вертикалі відповідно).

Позначення «Mp, Mpx, Мп» (1 Mp; 1,3 Mpx; 2,1 Мп)

MP – це загальна кількість мегапікселів (мільйонів точок), отриманий перемножуванням числа стовпців (точок по горизонталі) на кількість рядків (точок по вертикалі). Наприклад, для камери 1080p: 1920 стовпців множимо на 1080 рядків і отримуємо 2МР (точніше, 2.07 МР, але зазвичай це позначають як 2MP чи 2.1 MP).

Позначення «р» (720p, 960p,1080p, 2160p)

Число з символом «p» відповідає повному числу рядків у цьому відео (кількість точок в кадрі по вертикалі). Наприклад, відео, позначається як 720p, містить 720 рядків пікселів (при загальній площі 1.3 Mp). Відео, що позначається як 1080p, містить 1080 рядків пікселів (при загальній площі 2.1 Mp). Нарешті, відео, позначається як 2160p, містить 2160 рядків пікселів (при загальній площі 8.3 Mp).

Сам по собі значок «р» вказує на прогресивну розгортку (на відміну від чересстрочной). В даний час практично всі камери для відеоспостереження мають прогресивну розгортку, так що значок «р» у цьому сенсі вже не має особливого значення.

Позначення «H і К» (960H, 2K, 4K)

Позначення «H і K» вказує на число стовпців (точок по горизонталі), виражене H - в одиницях, До - в тисячах і округлене. Наприклад, відео з позначення 4K містить близько 4000 стовпців пікселів. Реально відео «4К» містить або 3840 стовпців, або 4096 стовпців, хоча у відеоспостереженні це майже завжди 3840.

Позначення якості відео, що застосовувалися в застарілих аналогових системах відеоспостереження (D1, DCIF, 2CIF, CIF, QCIF, 380ТВЛ, 420ТВЛ, 480ТВЛ, 560ТВЛ, 600ТВЛ, 800ТВЛ, 1000ТВЛ) переклад в мегапікселі і їх відмінності

ТВЛ (телевізійні лінії) - це цікава одиниця виміру, визначається за випробувальним таблиць в ході тестування камер і позначає кількість вертикальних ліній (видимих переходів яскравості) в кадрі. По суті - це кількість пікселів по горизонталі кадру, помножене на коефіцієнт 0,65 (щоб врахувати неминучі втрати чіткості в процесі перетворення і обробки відеосигналу). Вертикальна роздільна здатність в пікселях жорстко задано кількістю рядків у телевізійному стандарті (576 в європейському і 480 в американському) і не змінюється в залежності від роздільної здатності, заявленого виробником. Тому дозволи понад 420 ТВЛ, що передаються у звичайному аналоговому телевізійному стандарті, можна назвати не зовсім чесними, так як вони дають підвищену чіткість тільки по горизонталі.

TVL (телевізійних ліній) Пікселі (горизонталь x вертикаль) Мегапікселі (Мп MPx)
380ТВЛ 640x480 px 0,3 Mp
420ТВЛ 720x576 px 0,36 Mp
чесне 480ТВЛ 800x600 px 0,5 Mp
чесне 560ТВЛ 933x700 px 0,65 Mp
чесне 600ТВЛ 1024x756 px 0,75 Mp
чесне 800ТВЛ 1280x960 px 1,23 Mp
чесне 1000ТВЛ 1600х1200 px 1,92 Mp
 

D1 — «повний» кадр, розмір зображення 704х576 — дозволяє отримати максимальну якість зображення при використанні аналогової камери високого дозволу (понад 540 ТВЛ)

DCIF — «розширений» кадр, розмір зображення 528х384. Порівняно з D1 характеризується 30% втратою вихідної інформації.

2CIF — «довгий» кадр, розмір зображення 704х288 — використовується одне поле зображення, але з максимальною роздільною здатністю по горизонталі. Характеризується хорошим горизонтальним дозволом і дозволяє майже в 2 рази зменшити обсяг створюваного архіву порівняно з D1. Однак низький вертикальне дозвіл, не дозволяє вести видеорегистрацию у вузьких зонах спостереження (спостереження вздовж коридору). Використовується в основному при панорамному огляді.

CIF — «чверть» кадр, розмір зображення 352х288 — обрізану полі. Зазвичай використовується тільки при спостереженні за мережі при обмеженою пропускною здатністю каналу, а також реєстрації загальної ситуації при малих зонах огляду (від 3 до 5 м). При цьому малий обсяг відеопотоку дозволяє різко збільшити тривалість архіву.

QCIF — розмір зображення 176х144 — використовується тільки при мережевому моніторингу по низькошвидкісних каналах зв'язку з потоком до 56-128 Кбіт/с. Про якість зображення можна сказати тільки те, що видно якийсь рух», і більше нічого.

Список всіх (основних і проміжних) форматів зображень із зазначенням горизонтального і вертикального розміру кадру в пікселях і повної площі зображення в килопикселях і мегапікселях

Назва формату (стандарту) відео Кількість відображуваних у кадрі точок Пропорції (співвідношення сторін кадру) Розмір зображення килопикселях (тисячах пікселів) і мегапікселях (мільйони пікселів)
QVGA 320×240 4:3 76,8 кпикс
SIF (MPEG1 SIF) 352×240 22:15 84,48 кпикс
CIF (MPEG1 VideoCD) 352×288 11:9 101,37 кпикс
WQVGA 400×240 5:3 96 кпикс
[MPEG2 SV-CD] 480×576 5:6 276,48 кпикс
HVGA 640×240 8:3 153,6 кпикс
HVGA 320×480 2:3 153,6 кпикс
nHD 640×360 16:9 230,4 кпикс
VGA 640×480 4:3 307,2 кпикс
WVGA 800×480 5:3 384 кпикс
SVGA 800×600 4:3 480 кпикс
FWVGA 848×480 16:9 409,92 кпикс
qHD 960x540 16:9 518,4 кпикс
WSVGA 1024×600 128:75 614,4 кпикс
XGA 1024×768 4:3 786,432 кпикс
XGA+ 1152×864 4:3 995,3 кпикс
WXVGA 1200×600 2:1 720 кпикс
HD 720p 1280×720 16:9 921,6 кпикс
WXGA 1280×768 5:3 983,04 кпикс
SXGA 1280×1024 5:4 1,31 Мпікс
WXGA+ 1440×900 8:5 1,296 Мпікс
SXGA+ 1400×1050 4:3 1,47 Мпікс
XJXGA 1536×960 8:5 1,475 Мпікс
WSXGA(?) 1536×1024 3:2 1,57 Мпікс
WXGA++ 1600×900 16:9 1,44 Мпікс
WSXGA 1600×1024 25:16 1,64 Мпікс
UXGA 1600×1200 4:3 1,92 Мпікс
WSXGA+ 1680×1050 8:5 1,76 Мпікс
FullHD1080p 1920×1080 16:9 2,07 Мпікс
WUXGA 1920×1200 8:5 2,3 Мпікс
2K qxga (2048x1080) 256:135 2,2 Мпікс
QWXGA 2048×1152 16:9 2,36 Мпікс
QXGA 2048×1536 4:3 3,15 Мпікс
WQXGA 2560×1440 16:9 3,68 Мпікс
WQXGA 2560×1600 8:5 4,09 Мпікс
QSXGA 2560×2048 5:4 5,24 Мпікс
WQXGA 3200x1800 16:9 5,76 Мпікс
WQSXGA 3200×2048 25:16 6,55 Мпікс
QUXGA 3200×2400 4:3 7,68 Мпікс
QHD 3440×1440 21:9 4.95 Мпікс
WQUXGA 3840×2400 8:5 9,2 Мпікс
UltraHD 3840×2160 16:9 8,3 Мпікс
4K 4096×2160 256:135 8,8 Мпікс
4128x2322 16:9 9,6 Мпікс
4128x3096 4:3 12,78 Мпікс
HSXGA 5120×4096 5:4 20,97 Мпікс
WHSXGA 6400×4096 25:16 26,2 Мпікс
HUXGA 6400×4800 4:3 30,72 Мпікс
Super Hi-Vision 7680×4320 16:9 33,17 Мпікс
WHUXGA 7680×4800 8:5 Мпікс 36,86
 

Якого обсягу потрібен жорсткий диск для відеореєстратора?

Керуючись таблицею, наведеною нижче, можна порахувати скільки гігабайт в годину будуть передавати на відеореєстратор всі камери.

Таблиця обсягу (Гб) години записи камер відеоспостереження для кодека H. 264 при дозволі D1, 1Mp (1280*720), 2Mp (1920*1080), 3Mp(2048*1536), 5M(2560x1920) при частоті кадрів 8, 12, 25 к/с і різної інтенсивності руху.

Для зменшення обсягу збереженої відеоінформації в відеореєстраторах застосовуються різні алгоритми її компресії.

Основным преимуществом алгоритма H.264 является межкадровое сжатие, при котором для каждого следующего кадра определяются его отличия от предыдущего, и только эти отличия после компрессии сохраняются в архиве. При работе алгоритма периодически в архиве сохраняются опорные кадры (I-кадры), представляющие собой сжатое полное изображение, а затем на протяжении 25-100 кадров сохраняются только изменения, называемые промежуточными кадрами (P- и B-кадрами). Такой способ компрессии позволяет получить высокое качество изображения при малом объеме, но требует большего объема вычислений, чем компрессия в стандарте MJPEG.

При использовании алгоритма MJPEG компрессии подвергается каждый кадр не зависимо от наличия в нем отличий от предыдущего. Поэтому единственным способом уменьшения объема сохраняемых данных является увеличение компрессии и тем самым снижение качества записи. Такой способ используется только в простых автономных видеорегистраторах, не требующих длительного хранения информации.

Ще однією перевагою алгоритму H. 264 є його можливість роботи в режимі постійного потоку (CBR — constant bit rate) при якому ступінь стиснення відеоінформації змінюється динамічно і таким чином чітко фіксується обсяг створюваного архіву за одну секунду. Така особливість алгоритму дозволяє однозначно визначити максимальний обсяг архіву за годину безперервної роботи системи, а також необхідний мережевий трафік при віддаленому доступі