Berechnung der Festplattenkapazität (HDD) für die DVR/microSD-Karte der IP-Kamera
Warum wird eine Videoüberwachungsberechnung benötigt?
Die Berechnung eines Videosystemes ist notwendig, um zu bestimmen, welches Kameramodell verwendet werden kann, wo die Kamera installiert werden soll und wie groß die Festplatte, für den DVR oder die microSD Karte für die IP-Kamera dimensioniert werden muss. Spezialisierte Rechner beantworten diese Fragen und helfen Ihnen bei der Bestimmung, welche Parameter für Ihr Videoüberwachungssystem geeignet sind.
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Was beeinflusst die Größe des Videoüberwachungs Archiv.
In diesem Artikel analysieren wir die Berechnung des Videoarchivs. Die Berechnung zeigt, wie viel Festplattenspeicher (HDD) benötigt werden, um das Videoüberwachungsarchiv auf einem Server, Videorecorder oder auf einer microSD-Karte zu speichern.
Anzahl der Kameras
Ein Videoüberwachungssystem kann aus einer oder mehreren Kameras bestehen. Jede Kamera hat eine Aufgabe innerhalb des Systems. Beispielsweise kann eine Kamera am Eingang erforderlich sein, um Besucher zu identifizieren. Eine Kamera an der Einfahrt zu einem Parkplatz könnte die Aufgabe haben, das Kennzeichen eines Autos zu erkennen. In der Regel verfügt das System über mehrere Kameras des gleichen Typs, die ähnliche Aufgaben lösen. Abhängig von den technischen Daten und Einstellungen der Kamera ändert sich die Menge der aufzuzeichnenden Informationen. Um das Systemarchiv zu berechnen, müssen Sie die technischen Eigenschaften, Hintergründe und Betriebsbedingungen für alle spezifischen Kameragruppen berücksichtigen.
Kameraauflösung
Die Kameraauflösung wird in Megapixeln gemessen und zeigt an, wie viele Pixel (die kleinsten Details) des Bildes sich auf den horizontalen und vertikalen Seiten der Videokameramatrix befinden – zum Beispiel 1920 × 1080 (2MP 16:9). Wenn wir 1920 Pixel mit 1080 Pixel multiplizieren, erhalten wir 2.073.600 Pixel, also dieselben 2 Megapixel. 16:9 gibt das Seitenverhältnis des Bildes an.
Die derzeit gängigste Einstellung ist die Auflösung von 2 Megapixel. Je höher die Bildauflösung, desto mehr Details können gespeichert werden, um Informationen über den Vorfall zu analysieren. Allerdings ist es nicht so einfach. Die Bildqualität wird durch Linsenoptik, Sensorempfindlichkeit, Videokomprimierungscodec und Bildkomprimierungsrate beeinflusst. Je höher die Auflösung der Matrix bei gleicher physikalischer Größe, desto geringer ist ihre Lichtempfindlichkeit (die Fähigkeit der Kamera, bei schwachem Licht im Dunkeln zu „sehen“).
Außerdem gilt zu bedenken, dass je höher die Auflösung der Kamera ist, desto mehr „belastet“ diese das lokale Netzwerk für die IP-Videoüberwachung. Je mehr Speicherplatz erforderlich ist, desto höher sind die Kosten des Systems. Es gibt allerdings Situationen, in denen eine Kamera mit einer niedrigeren Auflösung die gleiche Aufgabe besser und billiger lösen kann als eine Kamera mit einer höheren Auflösung.
Daher werden bei der Berechnung des Bedarfs eines Videoüberwachungssystems spezielle Kriterien verwendet.
Pixeldichte
Die Pixeldichte zeigt die Anzahl der Pixel pro Meter eines realen Objekts. Diese Berechnung hilft, die Ressourcen des Rekorders effizient zu verwalten. Es ist wichtig, ein Gleichgewicht zu finden, um die minimale Kameraauflösung zu finden, die ausreicht, um die Kriterien für die Lösung einer bestimmten Ziel-Videoüberwachungsaufgabe zu erfüllen.
Um den Installationsort und die Leistungsmerkmale der Kamera auszuwählen, können Sie die professionelle Software IP VIDEO SYSTEM DESIGN TOOL für die Entwurfsskizze des Videoüberwachungssystems verwenden.
Codec für die Videokomprimierung
Identische Kameras mit gleicher Auflösung können einen deutlich unterschiedlichen Datenfluss besitzen. Dies hängt von der Effizienz der Komprimierung sowie der von der Kamera übertragenen Informationen ab. Verwenden Sie hierzu die Komprimierungs-Codec-Einstellungen.
Codecs werden unterteilt in Frame-basierte (frame by frame), wobei die Komprimierung nur innerhalb jedes Bildframes erfolgt, und Stream-basierte, hierbei werden nicht alle frames übertragen, sondern nur einige und Frame-Änderungen sind relativ zum Referenzframe. Die derzeit gängigsten Codecs mit Interframe-Komprimierung sind H.264 und H.265. Ihr Vorteil ist eine hohe Videokomprimierung, die den komplexen Aufbau lokaler Netzwerke für die Videoüberwachung erspart und Platz im Archiv einspart. Von den Frame-basierten Formaten wird weiterhin Motion JPEG (MJPG) verwendet. Da der Frame-basierte Codec alle Frames überträgt (was zu einer Erhöhung des Datenflusses von der Kamera führt), funktionieren Videobildanalysealgorithmen viel besser auf MJPG (automatische Erkennung von Nummernschildern, Gesichtern usw.). Daher können Sie bei modernen Kameras auswählen, welcher Codec verwendet werden soll. Außerdem können Sie die Komprimierungsrate des Codecs anpassen.
Bei solchen Kameras, welche die Aufgabe der Bewegungserkennung oder der allgemeinen Überwachung einer Situation lösen, können Sie Abstriche bei der Bildqualität machen und Speicherplatz einsparen. Bei Identifizierungs- oder Erkennungsaufgaben lohnt es sich, eine niedrigere Komprimierungsrate zu wählen, damit Sie keine wesentlichen Informationen verlieren. Für Aufgaben, bei denen eine minimale Latenz erforderlich ist, ist es besser, Frame-basierte Komprimierungscodecs wie MJPG zu verwenden. Sie liefert Softwarealgorithmen unverzerrte Informationen zur Analyse, welche die Erkennungswahrscheinlichkeit erheblich beeinflussen.
Bildrate
Die Bildrate ist die Aufzeichnungsrate oder die Anzahl der Bilder pro Sekunde. Frames pro Sekunde (FPS) beeinflusst, wie ein sich bewegendes Ziel aufgezeichnet wird. Je höher die FPS, desto besser wird das Video; es wird sogar registriert, wenn sich ein Objekt schnell bewegt. Gleichzeitig müssen aber auch mehr Daten über das lokale Netzwerk übertragen und im Videoüberwachungsarchiv erfasst werden. Mit sinkenden FPS nimmt nicht nur der Datenfluss der Kamera ab, sondern es wird auch schwieriger, ein sich schnell bewegendes Objekt zu erkennen. Die minimale Bildrate für ein flüssiges Bewegungsgefühl beträgt ~ 12-18 Bilder pro Sekunde. Um das Nummernschild eines Autos zu erkennen, welches sich mit einer Geschwindigkeit von ca. 95 km/h oder mehr bewegt, kann eine FPS-Rate von 25-30 fps erforderlich sein. Für allgemeine Situationsbeobachtungen reichen oft 6 fps aus.
Speicherdauer (Aufbewahrung)
Die Speicherdauer gibt an, in wie vielen Tagen, bei einer zyklischen Aufzeichnungsart, die älteste Aufzeichnung durch die neueste ersetzt wird. Bei einigen Arten von Anlagen/Gebäuden kann die Speicherdauer gesetzlich festgelegt werden. Dies können beispielsweise Gebäude mit Anforderungen an die Terrorabwehr sein, darunter Sportanlagen, Einrichtungen mit Menschen Ansammlungen und die Verkehrsinformationsstruktur.
Je länger die Speicherdauer, desto mehr Festplatten werden zum Speichern benötigt. Die Reduzierung des Volumens von Festplatten bei gleichbleibender Speicherdauer, kann nur durch eine Verschlechterung der Qualität der gespeicherten Aufzeichnungen erfolgen: durch Verringerung der Videoauflösung, der Bildrate, der Verwendung effizienterer Stream-basierter Komprimierungscodecs und der Erhöhung des Komprimierungsverhältnisses.
Aufzeichnungstyp: Kontinuierlich oder Ereignisbasiert
Die Archivaufzeichnung kann kontinuierlich, nach Zeitplan und ereignisbezogen erfolgen. Kontinuierlich bedeutet, dass die Kamera im 24/7-Modus aufzeichnet. Planmäßig könnte beispielsweise nur während der Geschäftszeiten oder umgekehrt (nur an Feiertagen und in arbeitsfreien Zeiten) bedeuten.
Mit Ereignis bedeutet, nur wenn ein bestimmtes Ereignis eintritt. Zum Beispiel, wenn der Bewegungsmelder der Kamera ausgelöst wird, wenn ein Sicherheitssensor einer Einbruchmeldeanlage ausgelöst wird (bei Verwendung in einem integrierten Sicherheitssystem) oder wenn eine Zutrittskarte gelesen wird (bei Kombination mit einem Zutrittskontrollsystem).
In der Regel verfügt das System über eine Vor- und Nachaufzeichnungszeiteinstellung, sodass kleine Fragmente vor und nach dem Ereignis aufgezeichnet würden. Es erleichtert die Wahrnehmung dessen, was zum Zeitpunkt des Ereignisses passiert ist.
Aufnahmearten können kombiniert werden. Beispielsweise zeichnen wir Videos während der Arbeitszeit, außerhalb der Arbeitszeit, durch Bewegungsmelder oder durch Auslösen eines Sicherheitssensors auf. Eine gezielte Wahl des Aufzeichnungstyps könnte helfen, Archivplatz zu sparen, ohne die Qualität des Archivs zu beeinträchtigen. Zur Berechnung müssen wir den durchschnittlichen Prozentsatz der Videoaufzeichnung kennen.
Berechnung einer Festplattengröße für ein Videoüberwachungssystem
Um eine Festplatte für ein Videoüberwachungssystem auszuwählen, ist es notwendig, die erforderliche Kapazität unter Berücksichtigung der Speicherdauer, der Art der Aufzeichnung und der Parameter des aufgezeichneten Streams zu berechnen. Um diese Berechnungen zu vereinfachen, können Sie den Online-Rechner verwenden.
Nachdem wir alle Kameras nach den Aufzeichnungseigenschaften des Streams, der Speicherdauer und der Art der Aufzeichnung in Gruppen unterteilt haben, können wir die Berechnung des Datenverkehrs für die Aufnahme und des Gesamtvolumens bestimmen. Es wird uns helfen, über die Wahl einer Festplatte zu entscheiden.
Spezialisierte Software für die Gestaltung des Designs von Videoüberwachungssystemen verfügen über fortschrittliche Videoarchivrechner.
Jetzt, da wir die erforderliche Gesamtkapazität kennen, können wir die Festplatte auswählen, auf der das Archiv gespeichert werden soll. Um dies zu tun, müssen Sie sich für einige Parameter entscheiden:
- die Kapazität einer Festplatte (und damit die Anzahl solcher Festplatten im System)
- die Reihe der verwendeten Festplatten
- Ersatzteilbedarf
Wie wähle ich die Kapazität einer Festplatte und berechne die Anzahl der Festplatten im System?
Bei der Auswahl des Festplattentyps sind einige wichtige Punkte zu beachten:
- Wenn Sie ein Speichersystem verwenden, benötigen Sie je nach ausgewähltem RAID-Level zusätzliche Festplatten.
In der Regel verwenden sie RAID5-Level (+1 zusätzliche Festplatte),
RAID6 (+2 HDD) oder RAID10 (x2 für die Summe der Festplatten). Die Wahl des RAID-Typs bestimmt, wie viele Festplatten “sterben” können, ohne das Archiv zu verlieren. Es bestimmt auch die Systemleistung.
- Sie müssen die Arbeitsbelastung einer Festplatte (Videoaufzeichnung /Videoanzeige) und die unterstützte Anzahl von Streams pro Aufzeichnung berücksichtigen.
Selbst wenn Sie eine geringe Gesamtspeicherkapazität benötigen – die Wahl zwischen 1 Festplatte für 8 TB oder 8 Festplatten mit jeweils 1 TB ist nicht unerheblich. 1 Festplatte ist möglicherweise nicht in der Lage, eine große Anzahl von Aufzeichnungsdatenströmen zu verarbeiten. Bei modernen Festplatten liegt die Grenze bei 64 Kameras, vorausgesetzt, dass spezielle Laufwerke für Videoüberwachungssysteme verwendet werden (mehr dazu weiter unten).
- Zuverlässigkeitsanforderungen sind ebenfalls erforderlich
Der Standardparameter für Zuverlässigkeit ist die mittlere Betriebszeit zwischen Ausfällen (MTBF) (mean operating time between failures). Für MTBF Festplatten ist dieser Parameter aber unpraktikabel. Es macht mehr Sinn den AFT Parameter zu verwenden, welcher vom MTBF abgeleitet wird. Der AFR-Parameter kann für Laufwerke verschiedener Klassen erheblich abweichen: von 0,35% für Festplatten, die in Rechenzentren verwendet werden, bis zu 1,45% für Heimklassen-Laufwerke. Es scheint ein unbedeutender Wert zu sein und es gibt eigentlich keinen großen Unterschied. Jedoch gilt dies nur für kleine Systeme. Je mehr Festplatten, desto weniger zuverlässig ist das System als Ganzes. Dies bedeutet, dass die Anforderungen für jede Festplatte steigen.
- Die maximale Kapazität einer Festplatte, die vom Server/Recorder unterstützt wird (DVR oder NVR)
Solche Einschränkungen gibt es auch. Bei Festplatten hält die Software nicht immer mit dem technologischen Fortschritt Schritt. Die umfangreichsten Modelle werden möglicherweise nicht vom Videorecorder (was häufig vorkommt) oder der Serversoftware (die weniger verbreitet ist) unterstützt.
Daher ist ein Gleichgewicht zwischen der Gesamtzahl der Festplatten, ihren Kosten und ihrer Zuverlässigkeit erforderlich. Im Idealfall sollten Sie die massivste Festplatte wählen, die der Last in Bezug auf die Anzahl der darauf aufgezeichneten Streams von Kameras und die Arbeitsbelastung während des ganzen Jahres standhalten kann.
Zum Beispiel:
Die Gesamtsystemkapazität beträgt nach der Berechnung im Rechner 31,6 TB. Es gibt insgesamt 13 aufgezeichnete Streams. Wir werden nicht auf Einschränkungen stoßen, auch nicht auf einer Festplatte. Also nehmen wir die maximale Kapazität, die vom Registrar unterstützt wird: 8 TB. 31,6 / 8 = 4 Festplatten. Wenn wir RAID5 verwenden würden, müssen wir eine weitere Festplatte hinzufügen: 4 + 1 = 5.
Gibt es einen Unterschied zwischen den Festplatten-Produktlinien?
Zuvor haben wir das Thema der Unterschiede in den Produktlinien von Festplatten angesprochen. Kurz gesagt, es gibt Unterschiede vor allem in der Zuverlässigkeit der Informationsspeicherung (Ausfallrisiken) und der Haltbarkeit der Festplatte bei bestimmten Lasten, die für die Videoüberwachung typisch sind. Überwachungsfestplatten unterstützen einige spezifische Funktionen. Beispielsweise speichert die Bildung einer Schreibwarteschlange im Cache vor dem Schreiben auf die Platte das Bild ohne Pixilation. Es verhindert Frame-Verlust während der Aufnahme mehrerer Streams. Überwachungsfestplatten arbeiten in der Regel in sehr rauen Umgebungen. Die Verwendung in einem RAID-Array ist immer noch die beste Option. Schwingungskompensationstechnologien müssen eingesetzt werden, um die Integrität der aufgezeichneten Daten zu gewährleisten.
Der Bedarf an Ersatzteilen
Denken Sie daran, dass eine Festplatte ein Verschleißteil eines Videoüberwachungssystems ist. Früher oder später wird es ausfallen. Es ist ratsam, diese rechtsseitig zu ersetzen noch bevor es zu einem Ausfall kommt. Da dies ein schleichender Prozess ist. Dedizierte Software kann regelmäßig den Status des Laufwerks überprüfen und Sie über mögliche Probleme informieren. Die Verfügbarkeit von Ersatzteilen und Zubehör ermöglicht den rechtzeitigen Austausch von Festplatten.
Videoarchivrechner auf einer microSD-Speicherkarte für eine IP-Kamera
Es gibt IP-Kameras mit einem microSD-Kartensteckplatz. Eine Speicherkarte ermöglicht es Ihnen, das Archiv direkt auf der Kamera selbst zu speichern oder die Aufzeichnung zu duplizierenVMS-Systeme (Software für das Videoüberwachungsmanagement) im Falle eines Verbindungsabbruchs zwischen Server und Kamera das fehlende Archiv von der Kamera kopieren, nachdem die Speicherkarte der Netzwerkbetriebsfähigkeit wiederhergestellt wurde, wenn ein Fehler im lokalen Netzwerk auftritt. Gleichzeitig können viele.
Die Wahl des Typs der microSD-Karte ist noch einfacher als die Auswahl einer Festplatte – schließlich schreiben wir nur einen Stream. Es gibt jedoch auch unterschiedliche Versionen von microSD-Karten für Videoüberwachungssysteme.
Schlussfolgerung
Die Berechnung des Videoüberwachungsarchivs ist keine so einfache Aufgabe. Glücklicherweise stehen Ihnen spezielle Rechner für die Auswahl einer Festplatte oder microSD-Karte zur Verfügung. Es lohnt sich, sowohl die Parameter der Streams von Kameras als auch die erforderliche Speicherdauer und den Aufnahmetyp zu berücksichtigen. Wenn Sie sich für ein Festplattenmodell entscheiden, müssen Sie die Kapazität, Leistung, die unterstützte Anzahl der Aufzeichnungsströme und die Zuverlässigkeit berücksichtigen. Es lohnt sich, RAID-Arrays von Festplatten zu verwenden, um Archivdaten zu schützen und eine spezielle Serie von Festplatten auszuwählen. Mit einer großen Auswahl an verfügbaren microSD-Karten kann das Speichern von Kameradaten einfacher sein, aber sie sollten nur als Backup-Speicher verwendet werden, wenn das lokales Netzwerk ausfällt.
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