Alegerea frecvenței cadrelor potrivite pentru aplicația dvs. este importantă, dar înțelegerea momentului în care ar trebui să utilizați 10 sau 15 sau 20 sau 30 sau chiar 60 de cadre pe secundă poate fi neclară.
În acest ghid, explicăm:
- Cu ce viteză se mișcă oamenii și cum se compară aceasta cu ratele de cadre.
- Mersul pe jos: Ce riscuri aveți să capturați o persoană care merge la 1, 10 și 30FPS.
- Running: Ce riscuri aveți surprinzând o persoană care aleargă la 1, 10 și 30FPS.
- Întoarcerea capului: Câte mai multe capturi clare ale capului obțineți de la o persoană la 1, 10 și 30FPS.
- Jucând cărți: Ce vă lipsește din capturarea cărților care sunt împărțite la 1, 10 și 30FPS.
- Viteza obturatorului vs Frame Rate: Cum sunt legate cele două?
- Lățime de bandă vs Frame Rate: Cât de mult crește lățimea de bandă odată cu creșterea ratei de cadre?
- Ratele medii de cadre utilizate: Care este media industriei?
Ca un precursor, trebuie să cunoașteți viteza obiectelor, cel mai adesea a oamenilor.
Viteza oamenilor
Cu cât se mișcă mai repede un obiect, cu atât este mai probabil să ratați o acțiune. Cunoașteți „viteza” cu ajutorul ratei de cadre (1 cadru pe secundă, 10 cadre pe secundă, 30, etc.), dar de câte cadre aveți nevoie pentru o captură fiabilă?
O persoană care merge într-un ritm liniștit parcurge ~4 picioare pe secundă, traversând acest FOV de 20′ lățime în ~5 secunde:
Pentru o persoană care aleargă, subiectul nostru traversează FOV-ul de 20′ în ~1.5 secunde, ceea ce înseamnă că parcurge ~16′ în doar o secundă:
Get Notified of Video Surveillance Breaking News
Get Notified of Video Surveillance Breaking News
De exemplu, dacă aveți doar 1 cadru pe secundă, o persoană se poate deplasa cu ușurință între 4 și 16 picioare în acest interval de timp. Trebuie să ținem cont de acest lucru atunci când evaluăm selecția ratei de cadre.
Exemple de mers
În timp ce subiectul nostru se plimbă prin FOV, vedem cât de departe se deplasează de la un cadru la altul. În fluxul de 30 FPS, el nu finalizează un pas complet, mișcându-se doar câțiva centimetri între cadre.
În fluxul de 10 FPS, el s-a mișcat cu câțiva centimetri mai mult, dar este totuși capturat în același pas.
Cu toate acestea, în exemplul de 1 FPS, el a progresat ~4′ între cadre, ceea ce se încadrează în viteza de mers măsurată de noi de ~4′ pe secundă.
Exemple de rulare
Cu subiectul nostru care sprintează prin FOV, fluxul de 30 FPS încă îl prinde la mijlocul pasului:
În timp ce în fluxul de 10 FPS, el a parcurs ~2-3′ între cadre.
În schimb, în exemplul de 1 FPS, subiectul eliberează aproape tot câmpul vizual între cadre, fiind vizibilă doar o parte a corpului său când intră pe stânga și piciorul din spate când iese.
În exemplul cu 1 FPS, este capturat doar un singur cadru al subiectului, acesta eliberând restul câmpului vizual între cadre, cu doar piciorul său din spate vizibil în al doilea cadru.
Capturarea fețelor
Încercarea de a obține o imagine clară a feței poate fi dificilă atunci când oamenii se mișcă, deoarece aceștia își deplasează în mod natural capul în mod frecvent. În această demonstrație, am pus subiectul să își scuture capul înainte și înapoi mergând pe un hol pentru a arăta impactul diferitelor rate de cadre. Aruncați o privire:
Rețineți că, la 1 FPS, sunt captate doar 1-2 fotografii clare ale capului, dar la 10 FPS, se obțin mult mai multe. În cele din urmă, la 30 FPS, este posibil să mai obțineți una sau două, dar nu este o îmbunătățire semnificativă.
Cărți de joc
În acest test, subiectul nostru a împărțit o serie de cărți de joc de la as la cinci, cu camera setată la viteza de declanșare implicită (1/30).
În exemplele de 30 și 10 FPS, putem vedea fiecare carte în timp ce este scoasă din partea de sus a pachetului și așezată pe masă. Cu toate acestea, în exemplul de 1 FPS, vedem doar cărțile care apar pe masă, nu și mișcările dealerului, deoarece rata de cadre este prea mică.
Viteza obturatorului vs. rata de cadre
Rata de cadre nu provoacă neclarități. Aceasta este o concepție greșită. Controlul automat al vitezei de declanșare a aparatului foto o face.
Încă o dată cu cărțile de la As la 5, am mărit viteza minimă de declanșare a aparatului foto la 1/4000 de secundă. Imaginea de mai jos compară neclaritatea mișcării în mâna crupierului și pe carte, cartea 2 fiind mult mai lizibilă în exemplul cu viteză de declanșare rapidă.
Viteza de declanșare de 1/4000s a eliminat complet orice urmă de neclaritate a mișcării. Vitezele de declanșare de 1/1000 și 1/2000 secunde reduc semnificativ neclaritatea, dar aceasta era încă vizibilă în jurul degetelor dealerului și a marginilor cărților atunci când se priveau înregistrările cadru cu cadru.
Dacă aveți neclaritate, aveți o problemă de configurare a vitezei de declanșare, nu una a ratei de cadre.
Slow Shutter and Frame Rate
Pe de altă parte, uneori utilizatorii doresc sau producătorii de camere foto își stabilesc implicit declanșatorul maxim la o rată de declanșare mai mică decât rata de cadre (de ex, un obturator de 1/4s pentru o cameră de 1/30s). Acest lucru nu numai că provoacă încețoșarea obiectelor în mișcare, dar se pierd și cadre.
Rata de cadre pe secundă nu poate fi niciodată mai mare decât numărul de expuneri pe secundă. Dacă aveți un obturator de 1/4s, obturatorul / expunerea se deschide și se închide doar de 4 ori pe secundă (adică 1/4s + 1/4s + 1/4s + 1/4s + 1/4s = 1s). Deoarece acest lucru se întâmplă doar de 4 ori, puteți avea doar 4 cadre în acea secundă.
Câțiva producători falsifică cadrele cu obturator lent, copiind pur și simplu același cadru la nesfârșit. De exemplu, dacă aveți un obturator de 1/15s, puteți avea doar 15 expuneri și, prin urmare, 15 cadre. Pentru a face să pară că aveți 30 de cadre, fiecare cadru poate fi trimis de două ori la rând.
Lățime de bandă vs. rata de cadre
Rata de cadre are un impact asupra lățimii de bandă, dar pentru codecurile moderne, cum ar fi H.264 și H.265, acesta este mai puțin decât liniar. Astfel, dacă măriți rata de cadre de 10 ori (de exemplu, de la 1 la 10 FPS), creșterea lățimii de bandă este probabil să fie mult mai mică, adesea doar de 2-3 ori mai mare. Acesta este un lucru pe care îl vedem greșit în mod regulat în industrie.
Motivul pentru acest lucru este compresia între cadre, care reduce nevoile de lățime de bandă pentru părți ale scenelor care rămân aceleași de-a lungul cadrelor (pentru mai multe informații despre compresia între cadre și în interiorul cadrelor, consultați tutorialul nostru CODEC).
Ilustrând și mai mult acest aspect, am făcut măsurători la 30, 10 și 1 FPS pentru a demonstra schimbarea ratei de biți într-un cadru controlat în sala noastră de conferințe. Debitele medii de biți au fost următoarele:
- 1 FPS a fost de 0,179 Mb/s
- 10 FPS, cu de 10 ori mai multe cadre, a consumat de 4 ori mai multă lățime de bandă decât 1 FPS (0,693 Mb/s)
- 30 FPS, cu de 3 ori mai multe cadre, a consumat de două ori mai multă lățime de bandă decât 10 FPS și, cu de 30 ori mai multe cadre, de 7 ori mai multă lățime de bandă decât 1 FPS (1.299 Mb/s)
Aceste măsurători au fost efectuate cu 1 I cadru pe secundă, cea mai frecventă setare în supravegherea video profesională (pentru mai multe informații în acest sens, a se vedea: Test: H.264 I vs P Frame Impact).
Pentru mai multe informații în acest sens, consultați rapoartele noastre de testare a lățimii de bandă în funcție de rata de cadre și 30 vs 60 FPS.
Ratele medii de cadre utilizate
Rata medie de cadre din industrie este de ~15 FPS, reflectând faptul că acest nivel oferă suficiente cadre pentru a capta majoritatea acțiunilor în mod granular, minimizând în același timp costurile de stocare.
După cum s-a arătat în secțiunea anterioară, trecerea de la 10 FPS sau 15 FPS la 30 FPS poate crește în mod considerabil costurile de stocare, dar îmbunătățește doar marginal detaliile capturate. Această medie a crescut de la 10 – 15 FPS în ultimii ani, mulți citând îmbunătățiri în materie de compresie și stocare mai accesibilă.
.