Consumo de rede das câmeras IP

Por Sérgio Carvalho, em 02/07/2012 em  http://www.taskblog.com.br

Quanto de rede consome uma câmera IP?

Esta sem dúvida alguma é uma das perguntas que mais ouço de nossos clientes quando falamos em utilizar a rede TCP/IP existente para algum projeto de CFTV. Essa também deve ser uma preocupação na hora de dimensionar a rede exclusiva para o sistema de CFTV.

Esta pergunta não tem uma resposta tão simples, porque existem muitos fatores que influenciam no “tamanho” ou ”peso” das imagens, alguns podemos prever com facilidade pois podemos controlar, mas outros são mais complicados e estão fora do nosso controle.

Os fatores que influenciam no “peso” da imagem e que podemos controlar são:




- Resolução (Tamanho da imagem);

- Número de fps (frames por segundo);

- Compactação utilizada.

Os fatores que não podemos controlar são:

- Quantidade de movimento em frente da câmera;

- Quantidade de informação na imagem.

Bom, vamos comentar um a um.

Resolução é o tamanho da imagem em pixels, ou seja, quantos pixels essa imagem possui.

Uma imagem VGA possui aproximadamente 300.000 pixels

Uma imagem 1Mega pixels, possui 1 milhão de pixels… a de 2 Megas adivinhem… possui 2 milhões de pixels, então é óbvio que quanto maior a resolução maior será o peso dessa imagem.

Número de fps (frames por segundo). Uma transmissão de vídeo ou um filme, são formados por uma seqüência de fotos que chamamos de frames (cada foto é um frame), as fotos exibidas em seqüência é que dão a sensação de movimento e quanto mais foros (frames) por segundo melhor será essa sensação.

De uma maneira geral as câmeras IP tem capacidade para gerar até 30 fps (frames por segundo) mas na prática utilizamos bem menos do que isso, dependendo da finalidade do sistema.

Compactação utilizada. Uma imagem é muito grande ou pesada para ser simplesmente transmitida pela rede, então utilizamos um algoritmo de compactação para diminuir esse peso.

Os mais comuns são JPEG, MJPEG, MPEG4 e H264.

Desses, o JPEG é o que menos eficiente em compactação e o H264 é o mais eficiente em compactação.

Talvez você pergunte, porque os fabricantes de câmeras não utilizam somente o H264. Porque nem sempre a melhor compactação é a melhor opção para um determinado sistema, a compactação H264 é a melhor compactação mas para isso ela consome muito processamento da câmera para compactar e depois mais processamento do NVR ou CMS para descompactar enquanto uma imagem JPEG por ter uma compactação menor pode ser compactada ou descompactada sem consumir muito processamento da câmera ou do NVR e CMS.

Quantidade de movimento em frente da câmera. A maioria dos modelos de câmeras IP tem a opção de detecção de movimento o que torna possível criarmos uma regra simples que faz com que a câmera transmita as imagens pela rede somente quando houver movimento na frente da câmera, dessa forma economizamos muito o consumo da rede, afina só serão transmitidas imagens quando algo estiver acontecendo a frente da câmera.

Isso nós não temos como controlar, e pode variar muito de uma câmera para outra.

Por exemplo, imagine uma câmera na recepção de um condomínio comercial, provavelmente haverá movimento o tempo todo a sua frente. Agora imagine uma câmera na sala de ar condicionado do mesmo condomínio, provavelmente só haverá movimento a sua frente quando alguém entrar na sala para fazer alguma movimentação.

Quantidade de informação na imagem. Para mim esse é o mais interessante e o que é mais difícil de prever.

Para entendermos melhor, vejam essas 3 imagens, ambas do mesmo tamanho (76.800 pixels).

Na figura 1 temos uma imagem toda preta. Essa imagem “pesa” 16Kb.

Na figura 2 temos uma imagem preta com um detalhe em vermelho. Essa imagem “pesa” 24Kb.

Na figura 3 temos uma imagem preta com detalhes coloridos. Essa imagem “pesa” 40Kb.

O que isso quer dizer?  Que a cada segundo serão geradas imagens com ‘peso” diferentes, num momento teremos uma pessoa com camisa branca na frente da câmera, em outro momento teremos duas pessoas com camisas coloridas, e assim vai.

Faça um teste, pegue sua máquina fotográfica e tire uma foto da parede, depois coloque algo como um vaso ou uma pessoa entre a parede e a câmera e tire outra foto, você terá duas imagens com “pesos” bem diferentes.

Bom, eu falei um monte de coisa mas não respondi qual é o consumo de rede de uma câmera IP.

O calculo é feito assim:

(resolução x fps  x compactação) aí teremos o consumo aproximado com a transmissão contínua, ou seja, sem detecção de movimento.

Para facilitar, os fabricantes de câmeras oferecem ferramentas para calcular o consumo de rede de suas câmeras, é lógico que são valores aproximados, mas para facilitar mais ainda, abaixo seguem valores aproximados de cada imagem:

Imagem VGA (640 x 480px)

MJPEG = 0,28 Mbps (cada frame)

MPEG4 = 0,11 Mbps (cada frame)

H264 = 0,06 Mbps (cada frame)


Imagem 1 megapixel (1280 x 800px)

MJPEG = 0,95 Mbps (cada frame)

MPEG4 = 0,36 Mbps (cada frame)

H264 = 0,22 Mbps (cada frame)


Imagem 2 megapixel (640 x 480)

MJPEG = 1,92 Mbps (cada frame)

MPEG4 = 0,73 Mbps (cada frame)

H264 = 0,44 Mbps (cada frame)

Exemplo:

Numa instalação com 4 câmeras IP de 1 Megapixel e compactação H264, onde transmitiremos as imagens a 5 fps.

0,22Mbps x 5 fps = 1,1Mbps

1,1 Mbps x 4 câmeras = 4,4Mbps.

4,4 Mbps será o consumo da rede durante a transmissão das 4 câmeras.

Artigo Original http://www.taskblog.com.br/07/consumo-de-rede-das-cameras-ip/