مفهوم بیت ریت (Bitrate) در دوربین مداربسته

بیت ریت ( BitRate ) در دوربین‌ مداربسته

مفهوم بیت ریت ( BitRate ) دوربین مداربسته یا نرخ بیت، حجم داده‌ای است که در مدت زمانی مشخص از یک مکان به مکان دیگر منتقل می‌شود. این مشخصه در تجهیزات ضبط تصاویر سیستم مداربسته نشان‌دهنده تعداد بیت اطلاعات پردازش یا منتقل شده در واحد زمان است و 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. به‌طور کلی هر واحدی که در بیت ریت استفاده شود، عدد بالاتر نشان‌دهنده‌ی سرعت یا کیفیت بالاتر است.

مقدار بیت ریت ( BitRate ) در دوربین مداربسته

مقدار بیت ریت در تجهیزات مداربسته دیجیتال مانند دوربین تحت شبکه IP ، دستگاه DVR یا NVR مشخص کننده مقدار آنالیز تصاویر آن‌هاست و رابطه مستقیمی با کیفیت تصویر ایجاد شده دارد که میزان کیفیت تصویر تولید شده در دوربین را مشخص می‌کنند. زمانی که تصاویر به صورت دیجیتال در می‌آیند دارای مشخصه‌های دیجیتال نیز می‌شوند که BitRate  یکی از مشخصه‌های انتقال و آنالیز اطلاعات دیجیتال است. به معنی تعداد بیت ذخیره شده به ازای هر ثانیه از فیلم است.

با افزایش میزان Bitrate، میزان توانایی دستگاه در آنالیز تصاویر افزایش می‌یابد. در نتیجه نیاز به سخت افزار قوی تری برای پردازش تصاویر با نرخ داده بالاتر می‌باشد. که باعث افزایش هزینه و قیمت تمام شده دستگاه برای سازنده می‌شود. به دلیل عدم آشنایی اکثر مصرف کنندگان با مفهوم بیت ریت و قدرت آنالیز دستگاه‌ها، این افزایش قیمت تاثیر زیادی روی آمار فروش تولید کنندگان می‌گذارد. محصولات با Bitrate پایینتر به دلیل قیمت کمتر نسبت به محصولات با بیت ریت بالاتر، فروش بیشتری دارند. این نوع مشتریان پس از خرید دستگاه حتی با تهیه دوربین‌های با کیفیت، به آن کیفیت مورد نظر خود دست نمی‌یابند.

عوامل موثر بر میزان نرخ بیت

• رزولوشن:

یکی از عواملی مهم و تاثیر گذار در تعیین کیفیت تصویر در سیستم مداربسته می‌باشد. بنابراین هرچه رزولوشن دوربین تحت شبکه، DVR یا NVR بالاتر باشد، نرخ بیت مورد نیاز برای انتقال تصویر بر روی شبکه افزایش می‌یابد.

• فریم ریت یا نرخ فریم (FPS):

نرخ فریم یا فریم ریت در منوهای دوربین تحت شبکه با نام اختصاری (FPS) نشان داده می‌شود. هرچه مقدار نرخ فریم بیشتر باشد، بیت ریت نیز افزایش می‌یابد و تصویر روان‌تر و حرکت بهتری بدون رباتی شدن نمایش داده می‌شود. همچنین با افزایش میزان نرخ فریم، ظرفیت فیلم های ضبط شده در هارد بیشتر خواهد شد و برای انتقال اطلاعات نیز به پهنای باند بیشتری نیاز است.

• فشرده‌سازی ویدئو (video compression):

هرچه bitrate بالاتر باشد حجم تصاویر ارسالی نیز افزایش می‌یابد، اما از آنجا که پهنای باند شبکه و ظرفیت ذخیره‌سازی در دستگاه‌های ضبط NVR و DVR محدود است، می‌توان با استفاده از روش‌های فشرده‌سازی پیشرفته مانند 264، H.265 و H.265+، حجم تصاویر را کاهش داد و در نتیجه بیت ریت نیز کاهش می‌یابد. البته در روش‌های فشرده‌سازی پیشرفته سعی می‌شود که حجم تصاویر بدون از دست دادن کیفیت، کاهش یابد. اما به هر حال در دو تصویر با فشرده‌سازی یکسان هم نیز تصویری که نرخ بیت بالاتری دارد، کیفیت بالاتری خواهد داشت.

تاثیر میزان نرخ بیت در سیستم مداربسته

در صورتی‌که میزان Bitrate تجهیزات مداربسته پایین باشد، این کمبود بیت ریت را می‌توان با یکی از روش‌های زیر برطرف کرد:

• کاهش رزولوشن تصویر:

یکی از روش‌های بسیار رایج که برای جبران سازی کمبود میزان نرخ بیت مورد استفاده قرار می‌گیرد، کاهش رزولوشن تصویر است. در این روش تصاویر با کیفیت پایین‌تری پردازش و ذخیره می‌شوند.

• کاهش تعداد فریم تصویر:

یکی دیگر از روش‌های جبران کمبود میزان BitRate، کاهش تعداد فریم تصاویر در ثانیه می‌باشد. در صورتی که مقدار نرخ بسیار کم این کاهش می‌تواند کارایی سیستم مداربسته را به شدت کاهش دهد.

• فشرده سازی بیش از حد تصاویر دوربین مداربسته:

یکی از روش‌های دیگر برای جبرانساز کمبود BitRate، فشرده سازی بیشتر از حد معمول می‌باشد. که معمولا کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد چون این روش کیفیت تصویر را به شدت کاهش می‌دهد و تاثیر زیادی در افزایش ظرفیت ندارد. این روش زمانی استفاده می‌شود که تولید کننده سعی کند تجهیزات با بیت ریت پایین را با رزولوشن بالا عرضه کند.

انواع BitRate در دوربین مدار بسته

اکثر دستگاه های NVR و دوربین مداربسته تحت شبکه برای ضبط فیلم دارای بیت ریت ثابت یا متغیری هستند که کاربران با توجه به نیاز خود می‌توانند یکی از این دو نوع بیت ریت را انتخاب کنند.

• بیت ریت ثابت (CBR):

به معنای پهنای باند ثابت بوده و مخفف کلمه Constant Bit Rate یا همان نرخ انتفال ثابت می‌باشد. در این نوع BitRate داده‌ها در پهنای باند شبکه با سرعت بیت ثابت ارسال می‌شوند. بدین صورت که در طول پروسه‌ی Encode تصویر، همواره پهنای باند ثابتی را اشغال خواهد کرد. CBR به این دلیل که ثابت می‌باشد می تواند تصاویری با کیفیت یک نواخت و یکپارچه ارائه دهد.

• بیت ریت متغیر (VBR):

به معنای پهنای باند متغییر بوده و مخفف کلمه Variable bit rate یا نرخ انتقال متغیر می‌باشد. در این نوع BitRate، اطلاعات با سرعت بیت متغیر در پهنای باند شبکه جابجا می‌شود. تغییرپذیری بیت ریت‌ها این امکان را می‌دهد که تا زمانی که فعالیت زیادی در یک صحنه وجود داشته باشد. استفاده از پهنای باند افزایش و در صورت عدم حرکت، کاهش می‌یابد. با این حال، نقطه ضعف بیت ریت VBR این است که برنامه‌ریزی برای ذخیره‌سازی فایل‌های ویدئویی دوربین مداربسته را چالش برانگیز تر می‌کند زیرا نرخ بیت با پیچیدگی صحنه‌ها تغییر می‌کند و قابل پیش بینی نیست.