Что такое fps в видеонаблюдении
Руководство по частоте кадров для видеонаблюдения
Выбор правильной частоты кадров для системы видеонаблюдения важен, но понимание того, когда использовать 10, 15, 20, 30 или даже 60 кадров в секунду, может быть неясным. 
В качестве исходных данных вам нужно знать скорость объектов, чаще всего людей.
Скорость передвижения людей
Человек, идущий неторопливым шагом, преодолевает
1,2 метра в секунду, проходя через поле зрения шириной 6 метров за
Бегущий человек проходит через 6 метров поля обзора за
1,5 секунды, то есть он покрывает
4,9 метров всего за одну секунду:
Например, если использовать только 1 кадр в секунду, то человек может легко переместиться на 1,5–5 метров за этот период времени. Мы должны помнить об этом при оценке выбора частоты кадров.
Примеры ходьбы
Когда наш объект проходит в поле обзора, мы видим дальность его перемещений от кадра к кадру. В потоке, со скоростью 30 кадров в секунду, объект не делает даже полный шаг, перемещаясь между кадрами всего на несколько сантиметров.
В потоке со скоростью 10 кадров в секунду объект переместился еще на несколько сантиметров, но все-равно был захвачен примерно с таким же шагом.
Однако, в примере с 1 кадром в секунду объект продвинулся на
1,5 метра между кадрами, что соответствует нашей измеренной скорости ходьбы
1,5 метра в секунду.
Примеры бега
Когда наш объект бежит, поток 30 кадров в секунду все еще ловит его на половине шага:
Находясь в потоке со скоростью 10 кадров в секунду, он прошел примерно 60-90 сантиметров между кадрами.
Однако, в примере с 1 кадром в секунду, объект пролетает почти все поле зрения между кадрами, при этом видна только часть его тела, когда он входит слева, и его задняя ступня видна, когда он выходит.
Захват лица
Когда люди в кадре двигаются, получить четкое изображение лица достаточно трудно, потому что они, естественно, часто поворачивают голову. В этой демонстрации мы попросили испытуемых качать головой вправо и влево, идя по коридору, чтобы показать влияние разной частоты кадров. Смотрите сами:
Обратите внимание, что при 1 кадре в секунду получаются только 1-2 кадра с четким изображением лица, но при 10 кадрах в секунду вы получаете намного больше. Наконец, при 30 кадрах в секунду вы можете получить дополнительно еще пару кадров, где лицо четкое.
Игральные карты
В этом тесте наш испытуемый сдавал игральные карты от туза до пятерки на камеру, с выдержкой 1/30 сек.
В примерах, при 30 и 10 кадрах в секунду, мы можем видеть каждую карту, когда она снимается с верха колоды и кладется на стол. Однако, в примере с 1 кадром в секунду мы видим только карты, появляющиеся на столе, а не движения дилера, так как частота кадров слишком низкая.
Скорость затвора и частота кадров
Высокая частота кадров не вызывает размытости. Это заблуждение. Автоматическая регулировка выдержки камеры не допустит размытия.
Снова сдавая карты от туза до пятерки, мы увеличили минимальную выдержку камеры до 1/4000 секунды. На изображении ниже сравнивается размытость движения руки и карты дилера, причем 2 карты гораздо более разборчивы в примере с короткой выдержкой.
Выдержка 1/4000 с полностью устранила все следы размытия движения. Выдержка 1/1000 и 1/2000 секунды значительно снижает размытость, но она все еще была заметна вокруг пальцев дилера и по краям карточек при покадровом просмотре записей.
Если у вас есть размытие, то это проблема с настройкой скорости затвора, а не с частотой кадров.
Медленный затвор и частота кадров
С другой стороны, иногда пользователи хотят, либо производители камер по умолчанию устанавливают, максимальную выдержку, меньшую, чем частота кадров (например, выдержка 1/4 с для камеры 1/30 с). Это не только приводит к размытию движущихся объектов, но и к потере кадров.
Частота кадров в секунду не может превышать количество кадров в секунду. Если у вас затвор на 1/4 сек, то экспозиция открывается и закрывается только 4 раза в секунду (т.e. 1/4 с + 1/4 с + 1/4 с + 1/4 с = 1 с). Так как это происходит только 4 раза, то в эту секунду может быть только 4 кадра.
Некоторые производители подделывают кадры с медленным затвором, просто копируя один и тот же кадр снова и снова. Например, если у вас выдержка 1/15 с, у вас может быть только 15 экспозиций и, следовательно, 15 кадров. Чтобы казалось, что у вас 30 кадров, каждый кадр повторяется дважды.
Пропускная способность vs. частота кадров
Частота кадров влияет на пропускную способность, но для современных кодеков, таких как H.264 и H.265, эта зависимость менее линейна. Таким образом, если вы увеличите частоту кадров в 10 раз (например, с 1 до 10 кадров в секунду), увеличение пропускной способности, вероятно, будет намного меньше, часто только в 2-3 раза. Мы регулярно видим эту ошибку в отрасли.
Причиной является межкадровое сжатие, которое уменьшает потребность в полосе пропускания для частей сцены, которые остаются неизменными во всех кадрах.
Чтобы проиллюстрировать этот момент, мы провели измерения 30, 10 и 1 кадров в секунду, чтобы продемонстрировать изменение скорости передачи данных в контролируемых условиях в нашем конференц-зале. Средние битрейты были следующие:
Эти измерения были выполнены с частотой 1 I кадр в секунду, что является наиболее распространенной настройкой в профессиональном видеонаблюдении.
Средняя используемая частота кадров
Средняя отраслевая частота кадров составляет
15 кадров в секунду, что свидетельствует о том, что этот уровень обеспечивает детальный захват большинства действий при минимальных затратах на хранение.
Как показано в предыдущем разделе, переход с 10 или 15 кадров в секунду на 30 кадров в секунду может заметно увеличить затраты на хранение, но лишь незначительно улучшить получаемые детали.
Оптимальная частота кадров для камер видеонаблюдения
Данный обзор является самой обширной инструкцией по настройке частоты кадров средств видеонаблюдения. Для начала нам необходимо будет узнать скорость движения объектов за которыми следят камеры, обычно ими являются люди.
Какую частоту кадров выбрать для видео
Чем быстрее движется человек, тем больше вероятность, что вы пропустите действие. Вы знаете, что такое «скорость» частоты кадров – 1 кадр в секунду, 10 кадров в секунду, 30 и т.д., но сколько кадров вам необходимо для того, чтобы получить качественное изображение?
Человек, идущий прогулочным шагом, проходит около 1,2 м/сек, проходя через поле зрения шириной 6м примерно за 5 секунд. Бегущий человек покрывает 6-метровое поле примерно за 1, 25 сек, т.е. за секунду он пробегает расстояние в 4,6 м.
Например, если у вас установлена скорость 1 кадр/сек, то за это время человек легко может покрыть расстояние от 1,2 м до 4,6 м. Этот факт необходимо держать в уме при выборе частоты кадров.
В данной инструкции мы рассмотрим:
Прогулочный шаг
По мере того, как наш объект проходит через поле зрения мы наблюдаем насколько далеко он продвигается от одного кадра к другому. На уровне 30 и 10 кадр/сек он успевает завершить полный проход. Однако при частоте 1кадр/сек он прошел около 1,2 м между кадрами, что соответствует нашим расчетам прогулочной скорости – 1,2 м/сек. 
Бег
Когда наш объект пробегает через поле обзора на уровне 30 кадр/сек камера еще улавливает его в середине пути, тогда как на уровне 10 кадр/сек он пробегает 0,3 м между кадрами. В примере с 1 кадр/сек только один кадр зафиксировал человека, между кадрами поле обзора оставалось пустым, во втором кадре мы смогли увидеть лишь его ногу.
Карточная игра
В данном тесте наш объект выполняет раздачу карт, при этом спуск затвора настроен по умолчанию(1/30).
В примерах с частотой 30 и 10 кадр/сек можно увидеть как каждая карта снимается с колоды и выкладывается на стол. Однако в примере с 1кадр/сек мы успеваем увидеть только тот момент, как карты появляются на столе, а не само движение раздающего, поскольку частота кадров слишком низкая.
Утверждение, что частота кадров вызывает размытость является заблуждением. На размытость изображения влияет скорость спуска затвора.
Для новой раздачи карт мы подняли минимальный уровень спуска до 1/4000 секунды. Внизу можно увидеть размытое движение руки на левом снимке и 2 читаемых карты на снимке, выполненном с максимальной скоростью.
Скорость 1/4000 сек полностью исключает размытость. Скорость на уровне 1/1000 и 1/2000 значительно снижает размытость, но при этом размытость присутствует вокруг пальцев раздающего и по краям карт при просмотре записей кадр за кадром.
Если ваши снимки размыты, то необходимо настроить скорость спуска затвора, а не частоту кадров.
На что влияет частота кадров в видео
Медленный спуск затвора
С другой стороны некоторым пользователям необходимо снизить скорость спуска, а не частоту кадров (например, ¼ сек для камеры с настройками 1/30 сек). Это не только является причиной размытия движущихся объектов, но так же вызывает потерю кадров.
Основной вывод: частота кадров в секунду не может быть выше, чем число выдержки в секунду. Если у вас установлена скорость спуска затвора ¼ сек, то затвор/выдержка открывается и закрывается только 4 раза/сек (т.е. ¼сек + ¼ сек + ¼ сек + ¼ сек = 1 сек). И поскольку это происходит только 4 раза, то вы можете получить только 4 кадра в эту секунду.
Некоторые производители выпускают камеры с медленным спуском, просто копируя одну и ту же частоту снова и снова. Например, если у вас спуск равен 1/15 сек, вы сможете получить только 15 выдержек и, следовательно, 15 кадров. В данном случае увеличивая частоту кадров вы получите 30 кадров, но каждый кадр будет записан дважды.
Будьте осторожны с медленным спуском. Помимо размытого изображения вы можете также потерять кадры или зря потратить гигабайты хранилища.
Диапазон частот видеосигнала
Для иллюстрации данного момента мы взяли результаты при частоте 30, 10 и 1 кадр/сек, чтобы продемонстрировать изменение битрейта при регулировке настроек в условиях нашего конференц-зала. Средние показатели битрейта были следующие:
При 10 кадр/сек с увеличенным в 10 раз количеством кадров использовалось в 4 раза больше объема диапазона, чем при 1 кадр/сек (0.693 Мбит/сек)
Данные измерения были проведены на уровне 1 кадр/сек – самая распространенная настройка профессиональных камер наблюдения.
Частота кадров в секунду какая лучше для видео
Средний показатель в данной сфере
8-10кадр/сек, т.е. основываясь на этом показателе можно сказать, что подобный уровень обеспечивает достаточное количество кадров, чтобы четко передать большинство действий и одновременно минимизировать объем хранилища данных.
Как было сказано выше повышение частоты кадров с 10 до 30 может увеличить объем использования памяти и при этом не слишком повлияет на детали.
Из нашего обзора с редняя частота кадров, используемая для записи следует (см. таблицу):
Перевод с сайта www.ipvm.com.
Перевел: Труш Борис Викторович
ООО «Единые Электронные Системы»
Кадровая частота (англ. Frames per Second (FPS), Frame rate, Frame frequency) — количество сменяемых кадров за единицу времени в компьютерных играх, телевидении и кинематографе. Понятие впервые использовано фотографом Эдвардом Майбриджем, осуществлявшим эксперименты по хронофотографической съёмке движущихся объектов несколькими фотоаппаратами последовательно. Общепринятая единица измерения — кадры в секунду. Википедия.
Какое оптимальное количество кадров в секунду требуется в видеонаблюдении? Всё зависит от задач. Практически во всех регистраторах по умолчанию стоит максимально возможная частота, это 25/30 кадров в секунду. За секунду видеокамера может сделать к примеру 25 кадров, «фотографий», «снимков».
25 быстро сменяющихся кадров дают человеческому глазу плавно меняющуюся картинку и мозг воспринимает их как непрерывное движение.
Чем больше кадров, тем плавнее движение, но и запись занимает больше места на диске. Когда речь идёт о фильме, то снижение кадров не целесообразно. В видеонаблюдении задача стоит наоборот, найти оптимальный компромисс по качеству изображения и глубиной архива.
Уменьшение кадров в записи на камерах позволяет сэкономить место на диске, не теряя в качестве.
Камеры работают 24 часа в сутки, а если у нас их 16, то это 16 постоянно пишущих фильмов на диск. Видеоинформация очень ёмкая, поэтому снижение кадров может дать значительный прирост.
Разницу можно посчитать с помощью Калькулятора архива видеонаблюдения.
К примеру при 16 камерах, 25 кадрах в секунду, архив в 5 дней займёт жёсткий диск на 8 ТБ.
А при 6 кадрах в секунду, в тот же диск на 8 терабайт, влезет уже 21 день. Это грубый подсчёт, зависит от многих параметров, но для примера.
Для кассовых камер, проходных, дорог, шлагбаумов, казино, важных и государственных объектов частоту кадров можно не уменьшать, чтобы сохранить максимум информации.
Но для большинства других локаций, где картинка в большем времени статична, можно применить такой подход.
Снизив частоту кадров с 25, до 6-10, можно практически в 2 раза сэкономить место и увеличить запись к примеру с 10 до 20 дней, в зависимости от количества камер, качества записи и объёма жёстких дисков.
Мы рекомендуем использовать этот параметр для наших клиентов. На записи разницы практически не видно, качество камер мы не уменьшаем, а всего лишь меняем запись с 25 фотографий в секунду, до 8-12.
Далее можно посмотреть пример и разницу в записи:
Как настроить битрейт системы видеонаблюдения?
Как настроить битрейт системы видеонаблюдения?
Существует два типа скоростей кодирования аудио и видеоинформации: переменная и постоянная скорость. Измеряется она в битрейтах. Бит (англ. binary digit – двоичное число) – это наименьшая возможная единица информации в цифровой электронной технике (1 байт =8 бит). А вот скорость передачи битов за определенный период времени называется битрейт.
Величина битрейта исчисляется в битах за секунду (бит/c, bps) или в производных от этой величины – килобитах за секунду (кбит/с, kbit/s, kbps), мегабитах за секунду (мбит/с, Mbit/s, Mbps) и так далее.
Битрейт аудио и видеоинформации чаще всего измеряется в килобитах за секунду. Он влияет на качество видео, а именно на его детализацию. Чем битрейт выше, тем лучше качество, но одновременно требуется больше памяти, так как размер файла будет большим.
Основными типами скорости передачи данных являются: постоянный битрейт (CBR) и переменный битрейт (VBR). При видеозаписи разнообразных сценариев, битрейт существенно влияет на качество полученного в итоге видеофайла. Съемка динамичных сцен, постоянного потока людей или автомобилей и насыщенных цветов существенно отличается от съемки квартиры или пустого офисного коридора.
Мы не будем рассказывать о типах битрейта, ибо уже говорили об этом в данной статье. Сегодня поговорим о том, как настроить битрейт для видеорегистратора.
Управление битрейтом рекомендуется устанавливать постоянным. С ним картинка не будет периодически «сыпаться», как это было бы с VBR. Сжатие же с помощью ABR позволяет установить минимальное и максимальное значение битрейта, за которые система не будет выходить.
Для каждого видеорегистратора настройка битрейта выглядит по разному. Например в видеорегистраторах Hikvision для настройки битрейта нужно в панели управления зайти в раздел «Видео и аудио» и в пункте «Тип скорости данных» выбрать тип битрейта, а также его максимальную величину.
В видеорегистраторах Аzimuth аналогично, только делается это в разделе «Компрессия». Причем сжатие (или «компрессия») напрямую указывает регистратору в каком качестве необходимо оцифровывать сигнал от видеокамер.
Кроме того имеется возможность настройки двух потоков: основного — для записи на локальный HDD, и дополнительного (мобильного) — для удаленного доступа через низкоскоростное подключение по сети.
Для настройки сжатия выполните переход: Главное меню —> Настройка —> Компрессия.
Здесь можно выбрать тип битрейта, его цифровое значение и качество видео.
Если настроить слишком четкое изображение с высоким количеством кадров в секунду, то просматривать видео в режиме реального времени будет не комфортно из-за нехватки скорости интернета или мощности процессора Вашего смартфона. Ниже приведен пример настройки качества записываемого видеопотока (битрейта) у видеорегистратора Polyvision с описанием параметров. Здесь также битрейт выставляется в разделе «Компрессия».
Видеорегистраторы Polyvision позволяют записывать в высоком качестве — Основной поток (левая колонка), а просматривать и Основной поток и в более низком качестве — Экстра поток (правая колонка).
FPS — частота кадров в секунду. Увеличивая частоту кадров видео будет становиться более плавным, но при этом увеличивается Битрейт и место занимаемое на жестком диске.
Качество — условное обозначение количества килобит в одну секунду (Кбит/с). Чем выше качество, тем лучше будут видны мелкие детали на видеокадрах: лица, номера машин и т.п., но при этом также увеличивается Битрейт и место занимаемое на жестком диске.
Битрейт — количество занимаемого места на жестком диске одной секунды записанного видеофайла.
В видеорегистраторах Dahua настройка битрейта также осуществляется основного и субпотоков.
При этом настраивать просмотр в дополнительном потоке нужно для просмотра общей сетки камер, выводимых на мониторе. Переход же на основной поток осуществляется при увеличении изображения камеры на весь экран.
На видеорегистраторах Dahua можно максимально ужать доп поток до 40Кб/сек для одной видеокамеры, если их в системе видеонаблюдения больше, то например для 30 камер эта цифра увеличится до 2Мбит/сек.
Как видим от настроек битрейта зависит как качество видео, так и место, занимаемое им на жестком диске. Поэтому это очень важный показатель, который при настройке видеорегистратора обязательно нужно правильно выставить.
Ну а мы напоминаем, что наша компания «Запишем всё» с 2010 года занимается монтажом, модернизацией и обслуживанием любых систем видеонаблюдения в Москве и Подмосковье.
Мы работаем быстро, качественно и по доступным ценам. Перечень услуг и цены на их вы можете посмотреть здесь.
Звоните +7 (499) 390-28-45 с 8-00 до 22-00 в любой день недели, в том числе и в выходные. Мы будем рады Вам помочь!
Частота кадров в секунду на видеонаблюдении
Частота кадров также влияет на размер ваших видеофайлов. Если ваше хранилище или полоса пропускания ограничены, контролируя частоту кадров, вы можете уменьшить использование полосы пропускания за счет исключения ненужных кадров. Распространенным методом является настройка системы камер видеонаблюдения таким образом, чтобы скорость фотографий определяла движение. Другой метод заключается в передаче с более высокой частотой кадров для локального дисплея и меньшей через Интернет для удаленного просмотра. Во многих случаях при более низкой частоте кадров видео будет записываться плавно, экономя место и полосу пропускания.
Как управление частотой кадров может помочь вашей системе безопасности
Когда дело доходит до управления настройками частоты кадров вашей камеры, есть много вариантов, которые следует учитывать, в том числе:
• Ограничена ли ваша пропускная способность? Видео с более низкой частотой кадров, скажем, 15 кадров в секунду, меньше, поэтому их менее интенсивно загружать и просматривать в реальном времени.
• Можно ли настроить несколько видеопотоков? Если это так, вы можете настроить потоки удаленного просмотра на более низкую частоту кадров, в то время как локальный просмотр может передавать потоковое видео с более высокой частотой кадров.
• Будете ли вы использовать обнаружение движения? Вы можете настроить камеру на запись видео с низкой частотой кадров, чтобы уменьшить влияние на пропускную способность сети, и использовать более высокую частоту кадров только при обнаружении движения и необходимости четкого видео.
Большинство камер и систем наблюдения позволяют настраивать параметры кадров в секунду, но имейте в виду, что большинство камер имеют максимальную настройку 30 кадров в секунду.