技術文章 · 監控與資訊安全

NVR 錄影排程與畫質怎麼設?全天錄影、FPS、位元率與主/子碼流

NVR 有畫面卻沒錄影,依序查排程、事件觸發、碼流、磁碟、時間與保留天數;也整理解析度、FPS、Bitrate 對容量的影響。

作者 Steve Chen · 發布  · 更新  · 約 10 分鐘閱讀

監控與資訊安全 — 廷皓技術專欄插圖

去年在高雄一間汽車百貨,老闆調前一晚的回放,畫面裡那台可疑車輛的車牌,放大之後就是一團會反光的色塊,連幾個數字都湊不出來。再往前翻更慘,硬碟只留得住五天,想查上禮拜的紀錄,早就被新影像蓋掉了。我到現場一頁一頁翻設定,答案很無聊、也很常見:錄影排程跟畫質參數,從裝機那天到現在,全是出廠預設,沒有人動過。這篇就把這兩頁設定背後的道理講清楚,不是要你背數字,是要你知道每個參數在跟誰換什麼,調的時候心裡才有底。

先分清楚:哪些鏡頭該全天錄,哪些交給位移就好

進主機選單找「儲存」或「錄影排程」,不管你裝的是哪一牌,主流機種的邏輯都相通:一張攤開的表格,直的是一週七天,橫的是二十四小時,每個格子讓你選連續錄影、位移(事件)錄影,或是自訂時段混搭。判斷原則其實只有一句話:這支鏡頭「漏一秒會不會出事」。大門、收銀台、金流動線、出入口,漏一秒就可能少掉一段關鍵證據,老實開連續錄影;倉庫後巷、機房、深夜沒人走的通道,改位移錄影,平常不寫硬碟,有動靜才錄。

很多人怕位移錄影會漏掉「事情發生前那幾秒」,偏偏最想看的,往往就是人還沒進畫面、正要靠近的那一刻。這點機器早想到了。攝影機平常就把最近幾秒的影像一直暫存在記憶體的環形緩衝區裡,一旦位移被觸發,它會把緩衝區裡「事發前」那段一起補寫進硬碟,這叫預錄(pre-record),多數機型預設 4 到 5 秒,嫌不夠可以往上加。同一個道理,事件結束後還會多錄一段延錄(post-record),避免人才剛走出畫面就斷尾。

真正會讓位移錄影破功的,是另一件很物理的事:位移偵測是靠「畫面前後的畫素變化量」在判斷,它分不清那是小偷還是一棵被風吹的樹。鏡頭要是正對馬路、招牌燈、隨風搖的樹葉,或是夜裡忽明忽暗的感應燈,偵測會整天被觸發,等於全天連續錄,你想省的空間一點都省不到。所以位移錄影不是設完就好,要嘛進偵測設定把會亂動的區域框開,要嘛乾脆認清這支鏡頭的場景就是該連續錄。

位元率、解析度、FPS 為什麼一定要一起看

這是最多人卡關的地方。先把三個詞講白:解析度是一張畫面有多少畫素,FPS 是一秒送幾張,位元率(bitrate)是每秒鐘分配給這串影像的資料量,單位是 Mbps。關鍵在於,解析度和 FPS 決定「你要餵飽多少畫素」,位元率決定「你有多少預算去餵」。畫素變多、張數變多,預算卻沒跟著加,結果就是每一張畫面能分到的資料被稀釋,畫質不升反降。

要理解車牌為什麼會糊,得看一眼壓縮是怎麼運作的。編碼器不會每張都完整存,它每隔一段(這段長度叫 GOP)才存一張完整的關鍵影格(I-frame),中間的畫面都只記「跟前一張差在哪」(P-frame)。畫面靜止時,前後幾乎沒差,幾乎不佔資料,所以人站著不動時超清楚;可是車一開過去,整片畫素同時位移,差異量瞬間暴衝,編碼器需要的資料量跟著飆高。這時候如果位元率預算不夠,它沒得選,只能加重壓縮硬塞,細節就先被犧牲掉,你看到的馬賽克方塊、拖尾鬼影、糊掉的邊緣,專業上叫 blocking 和 mosquito noise,全是位元率餵不夠、又碰上高速移動時的產物。這也是為什麼「靜態很清楚」根本不能當驗收標準,會動的那一刻才是真正的考驗。

壓縮率、攔阻率與事件比例會隨畫面、設備、韌體及攻擊面改變。採購與調校時用自己的攝影場景、流量與事件樣本驗證,並保留原始 log、封包或影像,避免用沒有原始條件的平均值做決策。

幾組可以直接抄的起點值,都以 H.265 計:

  • 200 萬畫素(1080P):位元率約 2 Mbps,FPS 15 到 25。
  • 400 萬畫素(2560×1440):位元率約 3 到 4 Mbps,FPS 15 到 25。
  • 800 萬畫素(4K):位元率約 6 到 8 Mbps,FPS 15 到 20。
  • 子碼流:解析度 D1 或 720P,位元率 512 Kbps 到 1 Mbps,FPS 10 到 15 就夠。

FPS 這裡多說一句:一般監控用途 15 到 20 就很順,不必迷信 30。人眼看監控影像,20 張已經接近流暢,硬拉到 30 只是把位元率預算白白吃掉一截,那口氣拿去墊高位元率、換車牌看得清,划算得多。真的要抓快速移動的車牌或閘門,再把那支的 FPS 拉到 25 上下,並確認快門夠快,別讓移動糊(motion blur)蓋過壓縮糊,這是兩種不同的糊,都要顧到。

編碼一定要選 H.265,但別把 Smart Codec 當萬靈丹

編碼格式一定要從預設的 H.264 改成 H.265(HEVC),同樣畫質下 H.265 大約只吃一半的空間,等於硬碟保存天數直接翻倍,這是整篇裡投報率最高的一個勾。原廠通常還會在 H.265 上再包一層加強版,行銷名稱各家不同,骨子裡都是兩招:靜態場景自動壓到極低位元率,加上動態調整 GOP。它在夜裡空無一人的倉庫、走道那種畫面幾乎不動的場景,能再省一大截;可是它的省法完全建立在「畫面沒在動」上,一旦鏡頭整天車水馬龍、樹影招牌都在晃,加成就非常有限。所以它是錦上添花,不是拿來救「我硬碟不夠又不想加容量」的仙丹,別對它期待過高。

先算一筆帳:你的硬碟到底存得住幾天

這筆帳很好算,記一個換算就好:位元率(Mbps)除以 8,就是每秒寫入的 MB 數。一支 4 Mbps 的鏡頭,每秒寫 0.5 MB,一小時 1.8 GB,一天約 43 GB。八支這樣的鏡頭全天連續錄,一天就是 345 GB 上下,一顆 4TB 的硬碟,實際撐不到 12 天就開始覆蓋。把編碼換成 H.265、位元率砍半,天數立刻翻到 23 天左右;低流量區再改成位移錄影,守住一個月通常沒問題。

反過來也要提醒:如果你的需求是「三十天全程連續、一秒都不能少」,有些金流、質押、特定產業就是這樣要求,那這件事調參數變不出來,位元率降下去換到的是畫質,不是天數,該加的容量就得老實加上去。鏡頭多的場子通常直接上多顆硬碟做 RAID,一顆掛了還救得回。先把「要存幾天、幾支鏡頭、每支多少位元率」這三個數字擺上桌,硬碟容量是被這三個數字算出來的,不是憑感覺買。

硬碟別省:桌上型碟撐不過監控的工況

很多人栽在這一步:機器附的碟位隨便塞一顆家用桌上型硬碟就上線,結果半年到一年就滿是壞軌。原因不是碟爛,是用錯地方。桌上型硬碟的設計工況是每天開機 8 到 10 小時、讀多寫少;監控主機是一天 24 小時不關機、幾乎只有寫入的連續灌檔。廠商替硬碟標的年寫入量(workload rate)最能說明差距:桌上型碟多半只保證每年 55 TB 左右,監控級的碟起跳就是 180 TB,高階款一路到 550 TB。前面那組八支鏡頭,一年的寫入量就逼近 126 TB,一台 NVR 的灌檔量,輕鬆就超過一顆桌上型碟一整年的額度,難怪撐不久。

監控碟除了耐寫,韌體也是為串流調過的:遇到壞軌時它不會像桌上型碟那樣死命重試、卡到整路影像掉格,而是優先保住串流順暢(這套機制叫 ATA streaming),讓一顆碟的小毛病不會拖垮整組錄影。轉速多半是 5400 轉,不是它慢,是連續順序寫入本來就吃不到高轉速的好處,低轉速反而更省電、更少發熱,對一天到晚不關機的主機是加分。挑碟認明監控、影像監控用途那條產品線就對了,不必為了省幾百塊,省在最不該省的地方。

主碼流顧證據,子碼流顧流暢,別搞反

一支網路攝影機其實同時吐兩路影像,這叫雙碼流。主碼流(main stream)是存進硬碟、事後要當證據回放的那一路,解析度和位元率照上面的建議給足,不能省;子碼流(sub stream)是低畫質的縮小版,專門餵給手機 App 看九宮格、多分割即時畫面用的,D1 或 720P、512 Kbps 到 1 Mbps 就夠。這套設計本來就是為了在網路不好的時候,讓遠端預覽順、又不犧牲本地錄影的畫質,兩路各司其職。

現場最常見的搞反,是把子碼流也拉到最高,以為這樣手機上看比較清楚。結果人在外面用行動網路開九宮格,每一格都在轉圈圈,他還以為是網路爛,其實是子碼流被灌太肥、頻寬吞不下。真要看清楚某一支,點成單畫面、手動切到主碼流那一檔就好,平常九宮格就讓子碼流輕裝上陣。這一來一往,遠端才會順。

參數只是一半:鏡頭裝哪、看多遠,決定另一半

還有一個很多人忽略的工程準則:就算位元率、FPS 都調對了,如果鏡頭離目標太遠、目標在畫面裡的畫素密度不夠,一樣認不出來。國際上有個叫 DORI 的判準,用「每公尺有多少畫素」把辨識能力分成四級:偵測到有人(Detection)約需每公尺 25 畫素,看得出在幹嘛(Observation)約 63,認得出是誰(Recognition)約 125,要清楚指認到臉部特徵(Identification)得每公尺 250 畫素以上,車牌辨識要求還更高。意思是,如果一支鏡頭在你要看的那個距離上,每公尺攤不到 250 畫素,那位元率開到爆也認不出臉,問題出在鏡頭選型和安裝距離,不在畫質參數。所以配鏡頭之前要先問自己:這支到底要「認得出是誰」,還是只要「知道有沒有人經過」,需求不同,鏡頭、焦段和位元率的配法就完全不同。

最後一步:用回放驗收,別讓即時畫面騙了你

設定完最容易犯的收尾錯誤,是盯著即時預覽看兩眼、覺得「很清楚啊」就收工。前面說過,即時預覽走的常是子碼流,跟硬碟裡真正存下來的主碼流是兩回事。正確的驗收,是實際製造一次事件:請人用正常速度走過鏡頭前、把車以平常車速開過去,然後回去把那段錄影調出來,放大看車牌、看臉,還認得出來嗎?位移錄影的鏡頭,順便確認事件前後都有錄進去,覺得結尾斷太快,就把延錄秒數加長。

還有一句別偷懶的提醒:別把八支鏡頭套同一組參數。對著騎樓大馬路的,跟對著倉庫暗角的,光線、動態量、要看多遠都差很多,該給高位元率的給足、該省的省、該連續錄的連續錄,儲存預算才會花在刀口上,而不是平均分配到每支都不上不下。

每個場域的鏡頭數、光線條件、要看多遠、要保存幾天都不一樣,上面的數字是讓你有個起點,不是標準答案。真的調到最後還是覺得畫質跟容量兜不攏,或是不確定哪支該連續錄、哪支該做到辨識,廷皓科技就在高雄楠梓,高雄、台南、屏東都跑,帶著你的鏡頭配置跟需求,來電 07-363-0802 或加 LINE 聊聊,現場協助你把每一顆鏡頭的參數配到剛剛好。

聯絡廷皓討論 看更多文章