برای نمایش، آنالیز و انتقال داده های دوربین مدار بسته، لازم است اطلاعات به صورت صفر و یک دیجیتال تبدیل شود. کوچک ترین واحد اطلاعات در محاسبات دیجیتال و شبکه بیت (Bit) ست که می تواند مقادیر 0 یا 1 را در برگیرد. سرعت انتقال این اطلاعات دیجیتال در آنالیز تصاویر و کیفیت آنها تاثیر مستقیم دارد.
بیت ریت (Bit Rate)
بیت ریت نرخ ارسال اطلاعات در واحد زمان است. به عبارت ساده تر، تعداد بیت های حامل اطلاعات در یک ثانیه را بیت ریت می گوییم. بدیهی است که هر چه نرخ ارسال داده در دوربین های IP یا دستگاه های ضبط کننده بالاتر باشد، تصاویر با کیفیت تری خواهیم داشت و قدرت آنالیز تصاویر بالاتر خواهد بود. البته بیت ریت بالاتر مستلزم پردازنده قوی تری است که باعث افزایش هزینه و قیمت تمام شده محصولات خواهد شد. واحد رایج اندازه‌گیری آن bps، Kbit/s و Mbps است که به ترتیب به معنای بیت در ثانیه، کیلوبیت در ثانیه و مگابیت در ثانیه است.
عوامل موثر بر Bit Rate
از جمله مهم ترین عوامل موثر بر بیت ریت می توان به رزولوشن، نرخ فریم و فشرده سازی تصویر اشاره کرد.
– وضوح یا رزولوشن
یکی از عواملی مهم و تاثیر گذار در تعیین کیفیت تصویر در سیستم مداربسته وضوح یا رزولوشن تصویر می‌باشد. هرچه رزولوشن دوربین یا ضبط کننده های آن بالاتر باشد، اطلاعات بیشتری را ضبط و پردازش می کنند و نرخ بیت بالاتری برای انتقال تصویر در بستر شبکه نیازمند است. اگر دوربین مدار بسته شما از نظر فنی با کیفیت ۱۰۸۰p ضبط کنند، بسته به میزان بیت خروجی، تصویر کاملا متفاوتی خواهید داشت.
– نرخ فریم FPS
یک ویدئوی دیجیتال از نمایش پشت سرهمِ رشته ای از تصاویر تشکیل شده است. هر کدام از این تصاویر فریم نامیده می شود. نرخ فریم یک ویدئو نشان می دهد در هر ثانیه از ویدئو چند فریم استفاده شده است.فریم ریت بالاترباعث روانی تصویر و جلوگیری از ایجاد هاله اطراف سوژه متحرک می شود. مشخصا هر چه تعداد فریم ها بالاتر باشد داده های ما بیشتر است و نیازمند نرخ انتقال داده بالاتری هستیم و ظرفیت ذخیره سازی و پهنای باند بیشتری برای انتقال نیاز داریم.
– فشرده سازی ویدئو
همانطور که در مقاله فشرده سازی به تفضیل توضیح دادیم، افزایش وضوح و نرخ فریم بالای تصاویر نیازمند ظرفیت ذخیره سازی و پهنای باند انتقال تصاویر بالاتری هستند. با وجود هزینه بالای هارد دیسک ها و نوسانات پهنای باند افزایش بیت ریت مشکلاتی را در زمینه ذخیرهو انتقال تصاویر ایجاد می کند. دستگاه های ضبط کننده با فشرده سازی های هوشمند H.264 ، H.265 و H.265+ ، بیت ریت تصاویر را بدون کاهش کیفیت تصویر، کاهش می دهند.
انواع بیت ریت
اکثر دستگاه های ضبط کننده و دوربین های IP داری تنظیمات مجزا برای استفاده از بیت ریت ثابت و متغیر هستند.
بیت ریت ثابت ( CBR)
CBR مخفف کلمه Constant Bit Rate یا همان نرخ انتفال ثابت می باشد. با تنظیم CBR درصورت ثابت بودن حرکت درصحنه،تصاویر خروجی یک کیفیت یکنواخت و ثابت را خواهد داشت. در این حالت تصویر ضبط شده با هر تحرکی، کم یازیاد پهنای باند ثابتی استفاده خواهد کرد. از مزایای این روش، قابل تخمین بودن ظرفیت مورد نیاز برای ذخیره اطلاعات است.
بیت ریت متغیر ( VBR)
VBR مخفف کلمه Variable Bit Rate است یا همان بیت ریت متغیر می باشد. نرخ ارسال اطلاعات دوربین مدار بسته در این حالت به دلایل مختلف می تواند کم یا زیاد شود از این رو به آن بیت ریت متغیر گفته می شود. در این حالت پردازنده زمانی که تحرک در تصویر افزایش پیدا کند از پهنای باند بالاتری برای ارسال تصاویر استفاده می کند. برای مثال دوربین های نصب شده در چهارراه با استفاده از قابلیت تشخیص حرکت، درصورت افزایش تردد بیت ریت بالاتر و در صورت کاهش تردد از بیت ریت کمتری برای ارسال داده ها استفاده می کند.
CBR یا VBR؟ از کدامیک استفاده کنیم؟
به طور کلی نمی توان گفت کدام روش بهتراست. اگر محل موردنظر ما دارای تحرک کمی است مانند دوربین راه پله ساختمان یا راهرو یا هر مکانی که تردد کمتری دارد می توان از بیت ریت ثابت استفاده کرد. ولی در صورت افزایش تحرک و نوسان پهنای باند، امکان پرش ، قطع شدن تصویر، تاخیر در نمایش و کاهش کیفیت تصویر وجود دارد.
در مکان هایی که افزایش یا کاهش تحرک محسوسی داریم با استفاده از بیت ریت متغیر، پردازنده بیت ریت مورد استفاده را با توجه به میزان پیچیدگی تصویر و نوسان پهنای باند مدیریت می کند. کیفیت تصویر با بیت ریت متغیر نسبت به بیت ریت ثابت بالاتر و پایدارتر است. اما حجم هارد مورد نیاز در این روش کمتر قابل پیش بینی است و سیستم پر قدرتی برای پردازش اطلاعات نیاز دارد.
در بستر شبکه با توجه به نوسانات و محدودیت های پهنای باندی که ما در کشورمان داریم ما باید متناسب با پهنای باند خود نرخ انتقال را برای کانال های دستگاه تنظیم کنی. در این شرایط VBR یک مزیت به حساب می آید تا بتوانیم تصاویری مطلوب تر و تاخیر کمتر را برای ارسال داشته باشیم.
حداکثر میزان بیت ریت MBR
MBR مخفف واژه لاتین Maximum Bit Rate می باشد که به معنی ارسال متغیر بیت ریت با حداکثر مقدار مشخص می باشد .در واقع ترکیبی از هر دو روش ثابت و متغییر است و مزایای هر دو روش را شامل می شود.در این روش همچون بیت ریت ثابت، سقف مشخصی برای انتقال بیت ریت تعریف می شود و در آن واحد همانند روش بیت ریت متغیر ، استفاده از پهنای باند را در پیچیدگی های مختلف تصویر مدیریت می کند
مزایای کد گذاری MBR
- پهنای باند مورد استفاده کدگذاری MBR در مقایسه با CBR تقریبا 40 تا 70 درصد و در مقایسه با VBR مابین 30 تا 50 درصد کاهش می یابد،
- همانگونه که در تصویر بالا مشاهده می کنید، MBR یک بیت ریت را به عنوان حد نصاب مشخص می کند و اجازه انتقال اطلاعات بیشتر از این حد نصاب را نمی دهد. یکی از کاربرد های این نوع بیت ریت ، هنگام شب است ، تصویر دوربین ها در شب به علت افزایش پیچیدگی سیستم از بیت ریت بیشتری برخوردار خواهد بود و استفاده از بیت ریت MBR می تواند مشکل مصرف بیش از اندازه بیت ریت را حل کند.
