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　　中國安防展覽網(wǎng)訊 相比于標(biāo)清攝像機(jī)，高清攝像機(jī)可帶來更高的像素、更寬的監(jiān)控范圍，更高的分辨率，快速提升了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的質(zhì)量。當(dāng)然，高清監(jiān)控是統(tǒng)一的整體，涉及監(jiān)控體系的多個環(huán)節(jié)，包括前端的視頻采集，中間的視頻傳輸，后端的高清存儲、顯示、分析、聯(lián)動等。本文從對數(shù)字壓縮進(jìn)行一定的解析，探討數(shù)字壓縮如何助力監(jiān)控高清。
　　
　　數(shù)字圖像壓縮芯片：DSP過渡到SoC
　　
　　數(shù)字化是安防實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程監(jiān)控的基礎(chǔ)和前提。數(shù)字化的根本需求在于滿足對數(shù)據(jù)的跨空間及跨時間的共享；圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)發(fā)展的實質(zhì)就是通過較為復(fù)雜的運(yùn)算來除去冗余信息，使之能盡可能地逼近信息熵。目前，H.264已成為新一代數(shù)字視頻壓縮格式?jīng)Q定了變革的需求。
　　
　　H.264是繼MPEG4之后的新一代數(shù)字視頻壓縮格式，它既保留了以往壓縮技術(shù)的優(yōu)點和精華，又具有其它壓縮技術(shù)*的許多優(yōu)點。如：有低碼流（LowBitRate），與MPEG.2、MPEG4、ASP等壓縮技術(shù)相比，在同等圖像質(zhì)量下，采用H.264技術(shù)壓縮后的數(shù)據(jù)量只有MPEG2的1/8、MPEG4的1/3。顯然，H.264壓縮技術(shù)的采用將大大節(jié)省用戶的下載時間和數(shù)據(jù)流量收費(fèi)；有高質(zhì)量的圖像，H.264能提供連續(xù)、流暢的高質(zhì)量圖像（DVD質(zhì)量）；
　　
　　容錯能力強(qiáng)，H.264提供了解決在不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下容易發(fā)生丟包等錯誤的必要工具。一般而言，IP網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）應(yīng)達(dá)到網(wǎng)絡(luò)時延上限<400ms、時延抖動上限<50ms、通信丟包率<1×10-3的要求；網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)，H.264提供了網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)層（NetworkAdaptationLayer），使得H.264的文件能容易地在不同網(wǎng)絡(luò)上傳輸（例如CDMA、GPRS、WCDMA、CDMA2000等）。
　　
　　另外，現(xiàn)在已經(jīng)推出的單片視頻壓縮芯片SoC，將把視頻圖像壓縮算法推向新的水平和高度。傳統(tǒng)用于實現(xiàn)壓縮算法的DSP芯片，有Philips公司的PNX-1500、1700、1900和TI公司的DM642（720MHz），Equator公司的BSP-15等，功能已很強(qiáng)大。而新推出的單芯片系統(tǒng)SoC（SystemonChip），使得系統(tǒng)在復(fù)雜性大為提高的情況下，設(shè)備體積卻能大為縮小。
　　
　　數(shù)字圖像壓縮技術(shù)細(xì)分
　　
　　目前，隨著視頻監(jiān)控行業(yè)向數(shù)字高清的方向不斷發(fā)展，圖像質(zhì)量越來越高。因而對視頻的存儲也提出了更高的要求，怎樣才能在盡量減少存儲空間的情況下又保證圖像的質(zhì)量呢？這就有賴于數(shù)字圖像的壓縮技術(shù)。壓縮技術(shù)大體可分為幀內(nèi)壓縮（Interframe）和幀間壓縮（Intraframe）兩大類。總體來說，幀內(nèi)壓縮圖像效果更好而幀間壓縮壓縮的幅度更大。
　　
　　幀內(nèi)壓縮：幀內(nèi)壓縮方式是把一幅動畫分解成若干個固定的畫面一幅一幅地傳輸，Wavelet和M-JPEG是此種方式的代表。Wavelet即小波變換圖像壓縮，小波變換作為信號分析方法，具有多尺度、多分辨率分析和時域局部化等優(yōu)點，能有效應(yīng)用于視頻信號的編碼與解碼。MotionJPEG是一種基于靜態(tài)圖像壓縮技術(shù)JPEG發(fā)展起來的動態(tài)圖像壓縮技術(shù)，可以生成序列化的運(yùn)動圖像。其主要特點是基本不考慮視頻流中不同幀之間的變化，只單獨(dú)對某一幀進(jìn)行壓縮。M-JPEG壓縮技術(shù)可以獲取清晰度很高的視頻圖像，壓縮的圖像很難修改，因此許多國家可以把它作為法庭上的證據(jù)。
　　
　　幀間壓縮：幀間壓縮可區(qū)分每幅影像的差異并且只傳送影像不同的部分，這種格式的代表是MPEG1、MPEG2、MPEG4、H.264和AVS。特別是MPFG4、H.264因使用圖層（Layer）方式而能夠智能化選擇影像的不同之處，從而使圖像存儲容量大幅度下降，加速圖像的傳輸速率，為DVR廠商樂于采用，但畫質(zhì)不如Wavelet和M-JPEG。
　　
　　與M-JPEG技術(shù)相比較，MPEGl在實時壓縮、每幀數(shù)據(jù)量、處理速度上均有顯著的提高。MPEGl也存在著諸多不足，一是壓縮比還不夠大，在多路監(jiān)控情況下，錄像所要求的磁盤空間過大；二是圖像清晰度還不夠高，大清晰度僅為352×288。三是對傳輸圖像的帶寬有一定的要求，難以實現(xiàn)遠(yuǎn)端傳輸。
　　
　　影像壓縮致力高清發(fā)展
　　
　　鑒于目前存儲設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀，在大容量硬盤還是很貴的情況下，原始圖像必須要壓縮，以便降低存儲和寬帶成本。盡管壓縮率越高，圖像就越模糊，但如果每小時錄像容量達(dá)到幾個G，客戶難以接受。在芯片相同的條件下，算法起到關(guān)鍵作用。為了達(dá)到一個均衡點，好的廠家都采用H.264算法。H.264可以在更低的帶寬下實現(xiàn)720p、1080p的廣播級高清視頻分辨率。在相同圖像質(zhì)量水平下，一個115秒的視頻流在不同視頻標(biāo)準(zhǔn)下的比特率對比。在沒有運(yùn)動補(bǔ)償?shù)那闆r下，H.264編碼器的效率至少比MPEG-4編碼器高3倍，比M-JPEG編碼器高6倍。
　　
　　在保持相同圖像質(zhì)量的情況下，與采用傳統(tǒng)的壓縮技術(shù)相比，支持H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)至少可以將存儲成本和帶寬占用量減少50%。
　　
　　隨著系統(tǒng)規(guī)模日益擴(kuò)大，以及對高分辨率圖像和高幀速的需求日益提高，這種的壓縮技術(shù)將很可能以快速度帶動百萬像素攝像機(jī)應(yīng)用于那些需要高分辨率和高幀速的監(jiān)控場所，例如機(jī)場、零售商店、銀行和娛樂場所等。
　　
　　高清攝像機(jī)系列支持H.264格式，在不影響圖像質(zhì)量的前提下對大文件進(jìn)行大比例壓縮，獲得更高的幀速及圖像分辨率，從而可以輸出更高質(zhì)量的圖像。泰科高清攝像機(jī)還提供智能圖像剪裁技術(shù)，在傳感器上能夠避開一些不重要的畫面，大幅的圖像可以在水平及垂直方向上進(jìn)行剪裁。允許只傳輸和存儲需要的數(shù)據(jù)，廢棄的數(shù)據(jù)可以減少大量存儲空間及帶寬的使用，為實現(xiàn)整體高清監(jiān)控提供強(qiáng)有力支持。
　　
　　可以說，能否在視頻監(jiān)控激烈競爭中取勝，在于能否緊跟高清趨勢。高清前端的選擇是步，前端的好壞直接影響到監(jiān)控效果。從實際使用效果來看，擁有同樣后端的監(jiān)控方案，拼的就是前端采集信息的高清度。影像為實時監(jiān)控、畫面調(diào)用、細(xì)節(jié)瀏覽、智能分析等提供了堅實基礎(chǔ)，大大提升系統(tǒng)的應(yīng)用價值。