Entienda como funciona bitrate para CCTV

El bitrate para CCTV es muy importante para las cámaras IP que deben proporcionar calidad sin sacrificar el uso del ancho de banda. El equilibrio entre fotogramas por segundo (FPS), resolución e impacto de compresión de imagen afecta ​el bitrate.

En este artículo, explicaré bitrate para CCTV de una manera muy fácil de entender, para que aprenda cuáles son los factores que lo afectan y cómo configurarlo correctamente en su cámara IP.

Sé que los profesionales que visitan este blog están dedicados e interesados en aprender sobre nuevas tecnologías, por lo que es importante que lea el artículo completo para comprender los detalles del bitrate para CCTV.

Estoy seguro de que ya ha notado en su cámara IP o DVR un menú para la configuración de bitrate y ciertamente también notó algunos valores y unidades como 96 Kbps, 128 Kbps o algo así como 2 Mbps.

Eche un buen vistazo a la imagen de arriba y verá algunos valores y unidades de medidas como esta. No se preocupe porque ahora comprenderá lo que significan y será el mejor en la configuración de bitrate para CCTV.

​Cuando ve la información como 96 Kbps, significa que la cámara está generando 96,000 bits por segundo. ​Vamos entender mejor eso...

Pero, ¿qué son los bits?

Cuando una cámara IP o DVR captura imágenes, se convierten en paquetes de datos digitales que viajan por la red. Este tipo de datos es lo que las computadoras y los dispositivos de red conocen como 0 (cero) o 1 (1). Entonces, bits = 0 o 1

Entonces, ahora sabe qué bits son cero y unos que salen de su cámara IP cuando conectamos el cable de red a un enrutador.

Múltiplos de bits - Kilobit e Megabit

Los múltiplos del bit son Kilobit y Megabit, que son una mayor cantidad de bits. (También hay Gbit y otros más)

K = Kilo = 1.000

M = Mega = 1.000.000

Entonces, eso significa que 1Kbps es igual a 1,000 bits por segundo

Y 96 Kbps equivalen a 96,000 bits por segundo

Obviamente, 1 Mbps equivale a 1.000.000 bits por segundo

* En lenguaje de computadora 1 Kbps equivale a 1024 bps, pero deje la comparación simple

Importante: no confundas bit y Byte

​Quieres ser un gran profesional, ¿verdad? Entonces, debes entender algunos detalles básicos sobre bits y bytes, no te preocupes, es bastante simple.

En la publicación de blog estoy hablando de bits con minúscula b.

NO use la letra B cuando tenga la intención de hablar sobre bits.

​No hable ni escriba MBPS ni MBS, incluso puede encontrar material escrito de esa manera, pero no es el correcto.

En otro artículo explicaré más sobre la diferencia entre bits y bytes, pero por ahora, solo tenga en cuenta que estoy hablando de bits, bits por segundo, kilobits por segundo, Megabits por segundo, etc. (vea la imagen abajo)

Es hora de aprender sobre bitrate para CCTV

Bitrate es la medida de la cantidad de datos que se mueve de un punto a otro en un período de tiempo determinado.

​Lo que se mueve en este caso son los bits (b) y la unidad de tiempo utilizada es el segundo (s). Así que estoy hablando de una cantidad de bits que se mueven en un tiempo determinado medido en segundos.

Por eso el bps significa: "bits per second" (En Inglés)​

Entonces, cuando usamos el término bitrate para CCTV estamos hablando del concepto de mover bits de la cámara IP o DVR al enrutador ya Internet, por ejemplo, y cuanto mayor es la velocidad de bits, más ancho de banda se usa y se necesita más espacio de almacenamiento. en la tarjeta SD de la cámara DVR o NVR.

Comparando con un ejemplo de la vida real

​Quiero que entiendas realmente el concepto, así que lo compararé con algo simple de nuestra actividad diaria.

Imagínese a dos personas cargando cajas en un camión. El primer hombre arroja la caja al segundo en una proporción de una caja por segundo.

Dado que el índice de carga es de 1 caja por segundo, acortamos la forma en que hablamos usando las iniciales, por lo que decimos: 1 ​cps

Si estos hombres aumentan la tasa a 2 cajas por segundo, diremos: trabajan a una tasa de 2 ​cps

Ahora que está claro qué es la tasa de bits, veamos cómo usarla para cámaras IP, DVR, NVR, etc.

Comprender qué afecta el bitrate en CCTV

¿Desea tener más calidad de video en sus cámaras de CCTV? Por lo tanto, debe dejar espacio para que la cámara funcione; es decir, al aumentar la resolución, la velocidad de fotogramas y disminuir la compresión de imágenes, la calidad del video aumenta, pero también aumenta la necesidad de más tráfico de datos.

Cosas que afectan la tasa de bits

Hay otras cosas a considerar para aumentar la velocidad de bits, como el algoritmo de compresión (H.264, H.264+, H.265, etc.) y la variación de la actividad de la escena y discutiré más sobre más tarde.

​Para simplificar, consideraré las cosas más básicas al configurar una cámara: resolución, velocidad de cuadro y compresión. Ver más detalles abajo.

Resolución

​La resolución es sin duda uno de los factores que cambia la calidad de imagen en su sistema CCTV, por lo que cuanto mayor sea la resolución de su cámara IP, DVR o NVR, mayor será la tasa de bits necesaria para transmitir la imagen a través de la red e Internet.

Frame rate (FPS)

​Cuanto mayor sea la cantidad de fotogramas en la red, mejor será el movimiento sin "robotización". La velocidad de cuadros aparece en los menús de la cámara IP con la nomenclatura abreviada (FPS).

​El aumento de la velocidad de cuadros provoca el aumento de la velocidad de bits.

Compresión de video

​Cuanto más se comprime el video, menos ancho de banda se necesita para el espacio de transmisión y almacenamiento, pero también hay una reducción en la calidad.

​Existen diferentes algoritmos de compresión de video y ajustes que se pueden realizar para optimizar la relación entre la calidad y el uso de los recursos.

Configuración de bitrate para cámara IP

​Ahora le mostraré el uso de la velocidad de bits en una cámara IP con diferente resolución, velocidad de cuadros (FPS) y valores de configuración de compresión.

Tenga en cuenta que cuando hay un cambio en uno de estos parámetros, también hay una reducción en el uso del bitrate de la cámara, no hay un valor perfecto y universal para usar, todo dependerá de su proyecto de CCTV. Necesita saber qué desea ajustar los parámetros en consecuencia.

La cámara utilizada en este ejemplo es el modelo SNB-6004 2MP fabricado por Hanwha Techwin (anteriormente Samsung Techwin). El software utilizado para la medición se llama Wisenet Device Manager y se puede encontrar en el siguiente enlace: Wisenet Device Manager

​En este primer ejemplo, los valores de configuración se cambian en la cámara IP y el uso del software muestra los cambios.

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Pruebas con diferente velocidad de cuadros

Configuración de la cámara IP

Resolución 1920 x 1080 (2MP)

Frame Rate: 30FPS

Nivel de compresión: 10

Bitrate máximo: 30.720

Tenga en cuenta que el bitrate puede ajustarse de 64 a 30,720 Kbps; en este ejemplo, se dejó en el valor máximo, la cámara tiene un límite amplio para funcionar. No hay limitación de velocidad de bits.

​Con la ayuda del software, es posible observar los valores de tasa de bits utilizados de acuerdo con la configuración. Tenga en cuenta que con una resolución de 1080p y una velocidad de cuadros de 30 FPS, el valor de la tasa de bits está en 3.015 Kbps (o 3 Mbps)

Configuración de la cámara IP

Resolución 1920 x 1080 (2MP)

Frame Rate: 15FPS

Nivel de compresión: 10

Bitrate máximo: 30.720

​Con la ayuda del software, es posible observar los valores de tasa de bits utilizados de acuerdo con la configuración. Tenga en cuenta que con una resolución de 1080p y una velocidad de cuadros de 15 FPS, el valor de la tasa de bits está en 1,593 Kbps (o 1.5Mbps)

Configuración de la cámara IP

Resolución: 1920 x 1080 (2MP)

Frame Rate: 10FPS

Nivel de compresión: 10

Bitrate máximo: 30.720

​Con la ayuda del software, es posible observar los valores de tasa de bits utilizados de acuerdo con la configuración. Tenga en cuenta que con una resolución de 1080p y una velocidad de cuadros de 10 FPS, el valor de la tasa de bits es de 1,086 Kbps (o 1Mbps)

Pruebas con diferentes resoluciones de video

Configuración de la cámara IP

Resolución: 1280 x 720 (720p)

Frame Rate: 30FPS

Nível de compresión: 10

Bitrate máximo: 30.720

​Con la ayuda del software, es posible observar los valores de tasa de bits utilizados de acuerdo con la configuración. Tenga en cuenta en la imagen que con una resolución de 720p y una velocidad de cuadros de 30 FPS, el valor de la tasa de bits está en 1,476 Kbps (o 1Mbps)

Configuración de la cámara IP

Resolución 1280 x 720 (720p)

Frame Rate: 15 FPS

Nivel de compresión: 10

Bitrate máximo: 30.720

​Con la ayuda del software, es posible observar los valores de tasa de bits utilizados de acuerdo con la configuración. Tenga en cuenta en la imagen que con una resolución de 720p y una velocidad de cuadro de 15 FPS, el valor de la tasa de bits es de 769 Kbps (o 0.7 Mbps)

Configuración de la cámara IP

Resolución: 1280 x 720 (720p)

Frame Rate: 10 FPS

Nivel de compresión: 10

Bitrate máximo: 30.720

​Con la ayuda del software, es posible observar los valores de tasa de bits utilizados de acuerdo con la configuración. Tenga en cuenta en la imagen que con una resolución de 720p y una velocidad de cuadro de 10 FPS, el valor de la tasa de bits es de 536 Kbps (o 0.5 Mbps)

Voy a mostrarle un ejemplo de configuración que es muy utilizado para enviar video a teléfonos móviles. Cambiaré 3 parámetros en la configuración de la cámara IP para reducir la velocidad de bits al máximo.

​La idea principal es que los teléfonos celulares tienen pantallas mucho más pequeñas que las computadoras o las tabletas, y podemos reducir la calidad del video que se enviará al teléfono móvil y, en consecuencia, reducir la velocidad de bits.

Tenga en cuenta la variación en el tamaño de las pantallas, en esta prueba supondré un valor de resolución intermedio de 640x360. Entonces eso se usará para configurar la cámara.

​En este ejemplo, la velocidad de cuadros se reduce a 10 FPS y hay un aumento en la compresión de video, que no se usó en los ejemplos anteriores. En este modelo particular de cámara IP, al cambiar la relación de compresión de 10 a 15, el video se comprime y utiliza un valor de velocidad de bits inferior, por lo que se requiere menos ancho de banda.

Configuración de la cámara IP

Resolución: 640 x 360

Frame Rate: 10 FPS

Nivel de compresión 15

Bitrate máximo: 30.720

​Con la ayuda del software, es posible observar los valores de tasa de bits utilizados de acuerdo con la configuración. Tenga en cuenta en la imagen que con una resolución de 640x360 10 FPS y una compresión de 15, el valor de la tasa de bits está en 188 Kbps (o 0.18 Mbps)

​Observe a continuación un ejemplo de acceso a un teléfono celular, la imagen tiene suficiente calidad para mostrarse en el Samsung S8 + sin consumir gran parte del ancho de banda disponible, ya que la resolución, la velocidad de cuadros y la configuración de compresión redujeron la velocidad de bits a 188 Kbps.

Consideraciones finales sobre bitrate para CCTV

Ahora que ha aprendido los detalles sobre bitrate y cómo ajustar su cámara IP, es hora de poner ese conocimiento en práctica. Para hacer esto, simplemente vaya al menú de su cámara IP y juegue con la configuración.

​En los ejemplos utilizados en este artículo no hubo limitación de velocidad de bits, tenga en cuenta que el valor siempre se dejó al máximo (30.720 Kbps) para que la cámara pueda usar tanto como sea necesario según la configuración de los parámetros (resolución, velocidad de cuadros y compresión).

​Obviamente, es posible hacer lo contrario y ajustar la tasa de bits máxima que la cámara IP puede usar y habrá un "cuello de botella" para la calidad de imagen, ya que la cámara reducirá los parámetros mencionados para ajustarse a la tasa de bits elegida.

​Este tipo de configuración es para cuando realmente necesita controlar la cantidad máxima de ancho de banda utilizada porque tiene un pequeño enlace de Internet, por ejemplo.

​Para simplificar, otro factor importante que no se consideró en este artículo es la variación de la velocidad de bits, hay cómo configurar los parámetros de VBR y CBR, pero este es el tema de otro artículo.