Hadmut Danisch

Ansichten eines Informatikers

Videokameras: Stromverbrauch vom Bild abhängig?

Hadmut
28.2.2014 11:44

Weiß jemand, ob und in welchem Umfang bei modernen Videokameras, die direkt in H.264 auf Speicherkarten aufzeichnen, der Stromverbrauch davon abhängt was es zu sehen und zu hören gibt?

Wenn die Kamera ein kaum bewegtes Bild aufnimmt, komprimiert sie natürlich stärker als bei ständigen Änderungen im Bild (sofern nicht konstante Bitrate eingestellt ist, was bei billigen Kameras m. W. aber nicht der Fall und nicht konfigurierbar ist). Das heißt, dass ein ruhiges Bild weniger Daten und damit auch weniger Aufwand zum Schreiben auf die Karte erzeugt.

Die Frage ist aber, wie sich das beim Komprimieren und Schreiben auf den Stromverbrauch auswirkt und ob das signifikant ist.

Weiß das jemand?

24 Kommentare (RSS-Feed)

Radio Eriwan
28.2.2014 13:19
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Hallo Hadmut,

ich weiß nicht ob Dir das weiterhilft. Ich habe mit einem Raspberry und der zugehörigen Kamera Timelapse Aufnahmen gemacht. Alle 10 Sekunden ein Bild. Und wenn der Akku eine bestimmte Spannung unterschritt schaltete sich das ganze ab. Die Zeit bis zu dem Punkt könnte man quasi als Indikator für den Stromverbrauch heranziehen.

Die daraus entstandenen Filme waren unterschiedlich groß und ich habe mal nachgesehen, die größeren Filme waren etwas kürzer als die kleineren. Daraus kann man zu mindestens schlussfolgern, dass es einen Zusammenhang gibt.

Falls Bedarf besteht könnte ich ja anhand des Raspberry den Stromverbrauch in unterschiedlichen Situationen mal messen.

so long and thanks for all the fish


Hadmut
28.2.2014 13:34
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> die größeren Filme waren etwas kürzer als die kleineren

Den Satz hab ich nicht verstanden…


Phil
28.2.2014 13:47
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Ich denke man sollte hier zwei Teilfragen untersuchen.

1. Wie viel mehr Rechenzeit wird für das Komprimieren von bewegten Video-Bilder als für quasi-statische Videos benötigt.

2. Wie stark ändert sich die Schreibrate und welche Auswirkung hat eine geänderte Schreibrate auf den Stromverbrauch.

zu 1. eine höherer Verbrauch von CPU-Zeit führt auf jeden Fall zu mehr Leistungsaufnahme (zumindest bei gängigen CPUs). Die Frage ist allerdings ob der CPU Verbrauch überhaupt bei bewegten und unbewegten Material schwankt. Die einzelnen Frames müssen ja so oder so analysiert werden.

zu 2. da der Video-Stream kontinuierlich kommt, hat man zumindest bei rotierenden Datenträgern kein Spin-Up/Spin-Down.
Allerdings weißen sowohl Festplatten als auch SSDs eine höheren Verbrauch beim Lesen und Schreiben (als im Leerlauf) auf. Zumindest bei SSDs steigt der Stromverbrauch bei mehr Daten an, weil die Datenblöcke parallel geschrieben werden.

Die Frage ist natürlich wie stark der Datenstrom schwankt. Ich gehe jedoch schon davon aus, dass eine Rechenzentrumsflur-Kamera (bzw. der dahinter hängende Kamera-Server) weniger Strom verbraucht, als eine Kamera die Glastür überwacht, in welcher sich eine Hauptverkehrsstraße spiegelt*.
Ob das Signifikat ist? Ich denke da muss man einfach nachmessen 😉

* Es ist allgemein bekannt, dass sowohl CPU-Zeit, als auch I/O-Last einen Einfluss auf den Stromverbrauch von Rechenzentren haben.

Interessant wäre natürlich auch, was die besten Mischung aus CPU-Zeit und I/O-Last ist. Also welche Komprimierung sorgt für die längst Aufnahmezeit einer batteriebetriebenen Kamera?


Reinhard
28.2.2014 13:50
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@Eriwan ich denke ich muss mal mein Oszilloskop auspacken und irgendwo eine Kamera besorgen…. Ich denke die reine Akkulaufzeit ist kein allzu guter Indikator.


Ich
28.2.2014 14:00
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Lustiger Satz. Mehr MB = kürzere Laufzeit, wahrscheinlich.


videoguy
28.2.2014 14:01
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@Hadmut Eriwan meint wohl das Filme deren Datein größer sind zeitlich weniger lang sind. Das würde bedeuten, dass komplexerer Inhalt sich überproportional auf den Leistungsbedarf auswirkt: Mehr Verbrauch durch die erhöhte Rechenleistung, was die Einsparungen beim Schreiben überkompensiert.


Celos
28.2.2014 14:13
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Das haengt sehr stark von Dingen wie dem Rauschen der Sensoren ab (weniger Rauschen => bessere Kompression, Rauchen ist natuerlich nicht komprimierbar, aber teilweise unterdrueckbar), von der Parametriesierung der Kompression (Aenderungs-Thresholds) und davon, wie weit die Kompression Hardware-Unterstuetzt ist und wie gut der Software-Teil programmiert ist.

Eine vernunftige allgemene Aussage wird kaum moeglich sein.


Ron
28.2.2014 14:53
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Würde mich wundern, wenn es nicht so wäre. Schließlich muss der Prozessor bei bewegten Bildern mehr rechnen, verbraucht folglich mehr Strom.


Ralf
28.2.2014 15:42
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Verstehe den Sinn deiner Frage nicht. Mann schafft sich doch eine Videokamera an um zu filmen und nicht um Strom zu sparen. Schaff dir lieber einen zweiten Akku an statt dir solche Gedanken zu machen.

Außerdem, um einen sehenswerten Film zu machen, muss man i.d.R. eh nachbearbeiten, also Szenen schneiden, nachvertonen usw. das kostet dich mehr Strom als wie das eigentlich filmen.


Hadmut
28.2.2014 15:59
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> Ralf: Du denkst viel zu kurz.

Egal wie teuer die Kamera war, egal wie toll die Filme sind, manchmal muss man einfach wissen, wie lange eine Kamera verlässlich aufzeichnen kann. Und da helfen auch zweite Akkus nichts.

Beispielsweise dann, wenn mit der Kamera Vorträge, längerdauernde Vorgänge usw. aufgezeichnet werden sollen, die man eben nicht schneiden oder unterbrechen kann, um mal eben den Akku zu wechseln. Und da stellte sich eben das Problem, wie aussagekräftig es ist, wenn man eine Kamera zum Test auf ein Stativ stellt und sie die Hauswand gegenüber abfilmen lässt, um zu sehen, wie lange sie mit Speicherkarte X und Akku Y hält.

Eine Frage ist, ob bei bewegten Bildern der Datenumfang zu- oder die Kompressionsqualität abnimmt. Gibt es beides.

Die andere Frage ist, ob die beim Versuch mit der Hauswand ermittelte Laufzeit auch haltbar ist, wenn im Bild eben was herumwackelt.


GuW
28.2.2014 16:26
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Gehört nicht ganz zum Thema, ist aber erwähnenswert:

Die sog. Smart-Meter können Daten über den Stromverbrauchs eines einzelnen Verbrauchers liefern, anhand dessen man auf das eingeschaltete Fernsehprogramm schliessen kann – es gibt also ganz klar einen Zusammenhang zwischen dargestelltem Bild und Stromverbrauch.


Ralf
28.2.2014 16:34
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Rein von der technischen Logik her würde ich meinen, das um so mehr Details und mehr Bewegung im Bild vorhanden ist, auch der Stromverbrauch zunimmt.
Alleine schon weil der Autofocus bei Bewegungen mehr zu arbeiten hat als wie bei einem statischen Bild, wo er sich vielleicht nur einmal scharfstellen muss. Auch spielt sicher die Lichtmenge der Umgebung eine Rolle. Im dunklem Umfeld fängt das Bild an zu grisseln was das Bild unruhig macht was dann wiederum mehr Details produziert. Gibt also viele Faktoren die zu berücksichtigen sind, nicht nur die Kompression.
Hast du denn nicht die Möglichkeit wenn du einen langen Vortrag ohne Unterbrechung filmen willst, deine Kamera direkt an eine Steckdose anzuschließen, statt Akku?


Hadmut
28.2.2014 16:38
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> Hast du denn nicht die Möglichkeit wenn du einen langen Vortrag ohne Unterbrechung filmen willst, deine Kamera direkt an eine Steckdose anzuschließen, statt Akku?

Woher soll ich das vorher wissen? Ich bin ja kein Hellseher.

Davon abgesehen: Meistens nein. Weil Steckdose Kabel bedeutet, und das bedeutet, dass irgendwer übers Kabel fällt und die Kamera umreisst.

Mir ist aber auch nicht ganz klar, warum Du partout die Frage danach unterdrücken willst. Was stört Dich denn so an der Frage, dass Du mich partout von der Überlegung abbringen willst?


Missingno.
28.2.2014 16:47
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Hadmut
28.2.2014 16:57
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Geil. Die bieten Aufkleber zum Download an.


Bruno
28.2.2014 16:54
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Zur ursprünglichen Frage: Abhängig ja, auf jeden Fall, wieviel, keine Ahnung. Als gelernter Elekroingenieur würde ich mal ne Strommessung am Akku anlegen und dann vor de Kamera herumwedeln…

Ich kann mich aber dunkel erinnern, das es (natürlich nicht mehr niedrigpreisig) Kameras gibt die zwei Akkufächer haben.


Hadmut
28.2.2014 16:58
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> Ich kann mich aber dunkel erinnern, das es (natürlich nicht mehr niedrigpreisig) Kameras gibt die zwei Akkufächer haben.

Selbst wenn sie 10 Fächer hätte würde das nichts an der Frage ändern, wie aussagekräftig es ist, wenn man ausprobiert, wie lange es dauert, bis sie ausgeht.


Bruno
28.2.2014 17:43
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Nein, nein. Die Frage ist berechtigt, aber man/du wird bei einer Aussage landen: Mit vollem Akku und vollflächig Bambus im Wind vor der Kamera landet man bei 125minuten. Trotzdem zeichnest du einen Vortrag von 120minuten nicht vollständig auf. Weil Vorlauf ist, weil der Akku kalt wird und Kapazität verliert usw. usf.

Deswegen, wenn du wirklich ernsthaft aufzeichnen möchtest/musst, dann führt kein Weg an entweder der Überdimensionierung vorbei, oder reaktiv arbeiten.

Profikameras geben übrigens eine Mindestaufzeichnungdauer an.


Hanz Moser
28.2.2014 17:45
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@ Hadmut

Ich dachte eigentlich die Frage geht in die Richtung Bewegungserkennung durch Messung der Stromaufnahme, hätte also mal wieder was mit Sicherheitstechnik zu tun.

Wenn Du eine konkrete Kamera hast und das wissen willst, dürfte die Aussage, dass es zu Mehrverbrauch führt aber nicht viel helfen, weil du eine Quantifizierung brauchst. Und wie stark der Einfluss ist hängt von Details ab.
Stell das Ding vor einen Fernseher. Der sollte Bewegung hinreichend gut simulieren.


Radio Eriwan
28.2.2014 20:30
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@ Hadmut
Auweia, ich wollte eigentlich keine Verwirrung stiften 😉

Deine aufmerksame Leserschaft hat es richtig bemerkt, mit „größeren Filme“ meinte ich die Dateigröße in Mbyte und mit „kürzer“ meinte ich die Laufzeit. Ergo ein Film dessen Datei größer ist, hat eine kürzere Laufzeit. In dem Falle waren es 150 Mbyte mehr und rund 120 Bilder (12 Sekunden) weniger.

Ich habe mal ein paar Datenblätter gewälzt, die Aussagen beziehen sich auf den Rapsberry.
Die Kamera an sich ist vom Stromverbrauch her eher eine vernachlässigbare Größe. Die hängt lt. Datenblatt von der Umgebungstemperatur und Belichtung ab. Wobei sich die Änderungen in Größen von 50 mA bewegen.

Die Speicherkarte spielt natürlich auch eine Rolle. Hier gilt die Regle, je schnelle die Karte umso mehr Strom verbraucht diese.

Da macht sich der Verbrauch des Prozessors schon eher bemerkbar. Der Raspberry (Modell A) braucht im Leerlauf ca. 200 mA. Bei meinen ersten Versuchen hatte ich bei Volllast ca. 500 mA gemessen. Es würde jetzt den Rahmen sprengen zu spekulieren welche Faktoren sich wie auf den Verbrauch auswirken könnten.

Aber bei allem Hin und Her, es sind aber meines Erachtens zu viele Faktoren die dabei mit reinspielen. Wenn es Dir um die mögliche Aufnahmezeit geht, lässt Du zum Beispiel die Akkukapazität außer Acht. Und die kann sich schnell mal ändern…..

Frage, geht es um eine ‚Kauf‘ Entscheidung?

so long and thanks for all the fish


Andy
28.2.2014 20:34
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>>Beispielsweise dann, wenn mit der Kamera Vorträge, längerdauernde Vorgänge usw. aufgezeichnet werden sollen, die man eben nicht schneiden oder unterbrechen kann, um mal eben den Akku zu wechseln. Und da stellte sich eben das Problem, wie aussagekräftig es ist, wenn man eine Kamera zum Test auf ein Stativ stellt und sie die Hauswand gegenüber abfilmen lässt, um zu sehen, wie lange sie mit Speicherkarte X und Akku Y hält.

Stell Sie einmal vor den Fernseher (mit viel Bewegung) und einmal ans Fenster mit der Hauswand. Bei Unterschieden im signifikanten Bereich ist dann hält der niedrigere Wert die Orientierung für eine Vortragsaufnahme.


phaidros52
1.3.2014 6:36
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“Rauchen ist natuerlich nicht komprimierbar, aber teilweise unterdrueckbar”

Danke für diesen übergeilen Satz. Ich schreib noch mehr, nachdem ich wieder vom Boden aufstehen kann :-)))

ph.


N. Laus
1.3.2014 13:25
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Leicht OT. Bin mir auch nicht sicher ob es nicht schon irgendwo hier im Blog mal aufgetaucht ist. Falls doch – sorry.

“Mit Webcam-Sticker sicher im Netz” *rofl*
http://www.tagesschau.de/schlusslicht/webcam-sicherheit100.html


O.
2.3.2014 20:08
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…einfach mal einen Versuchsaufbau machen und Stromverbrauch messen.
Was den ansatz mit dem raspberryPi angeht und dem geleerten akku:
Der Akku selbst wird sicher in seinen eigenscjaften zu sehr dvhwanken, als daß man so einen versuch wirklich als verlässlich und genau ansehen kann.
Der Stromverbrauch muss schon immens unterschiedlich sein, damit man nicht von der Schwankungsbreite der Akkuparameter in die Irre geführt wird.