重慶監(jiān)控系統(tǒng)中幾種主要的視頻壓縮算法隨著人們的安防意識的不斷加強(qiáng)，監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到了前所未有的新高度。公交攝像頭、電信全球眼、公共場所電子眼等與監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)話題在社會掀起了一陣又一陣關(guān)于人身安全與個人隱私取舍的熱烈討論?？梢姳O(jiān)控系統(tǒng)至于當(dāng)今社會的重要性不言而喻。

　　重慶監(jiān)控系統(tǒng)大致可分為信號采集、傳輸、記錄三部分。應(yīng)用不同的視頻壓縮格式會影響到圖像清晰度、畫面延時、穩(wěn)定性，主要的視頻壓縮算法包括：M-JPEG、Mpeg、H.264、Wavelet(小波壓縮)、JPEG2000、AVS。

　　MPEG

　　MPEG是MovingPicturesExpertsGroup,動態(tài)圖象專家組的英文縮寫，小組始建于1988年，專門負(fù)責(zé)為CD建立視頻和音頻標(biāo)準(zhǔn)，其成員均為視頻、音頻及系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)專家。MPEG共包括MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，MPEG-7四種算法。

　　MPEG-1制定于1992年，為工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計，可適用于不同帶寬的設(shè)備，如CD-ROM、Video-CD、CD-i;

　　MPEG-2制定于1994年，設(shè)計目標(biāo)是高級工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖象質(zhì)量以及更高的傳輸率，除了做為DVD的指定標(biāo)準(zhǔn)外，還可用于為廣播，有線電視網(wǎng)，電纜網(wǎng)絡(luò)以及衛(wèi)星直播(DirectBroadcastSatellite)提供廣播級的數(shù)字視頻;

　　MPEG3是ISO/IEC最初為HDTV開發(fā)的編碼和壓縮標(biāo)準(zhǔn)，要求傳輸速率在20Mbits/sev-40Mbits/sec間，但這將使畫面有輕度扭曲，而且由于MPEG2的高速發(fā)展，此算法已被淘汰;

　　MPEG-4傳輸速率要求較低，與MPEG-1和MPEG-2相比，更適于交互AV服務(wù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控。此算法也是目前在監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛、成熟的;目前市場上的MPEG-4壓縮算法有MPEG-4ASP(AdvancedSimpleProfile),MPEG-4SP(SimpleProfile),及MPEG-4ShortHeader，其中由于MPEG-4ASP提供完整的I,B,Pframes，因此可提供較好的壓縮比率，而MPEG-4SP及MPEG-4ShortHeader只能提供I,Pframes，因此在相同的影像畫質(zhì)下，MPEG-4ASP所需的頻寬遠(yuǎn)比MPEG-4SP或ShortHeader來得小。在目前的實(shí)際應(yīng)用中，MPEG-4ASP及SP通常用在ASIC架構(gòu)的芯片上，而ShortHeader多用在DSP架構(gòu)上。

　　H.264

　　H.264從技術(shù)上來說也是屬于MPEG-4范疇的，是ITU-T的視頻編碼專家組(VCEG)和ISO/IEC的活動圖像編碼專家組(MPEG)的聯(lián)合視頻組(JVT：jointvideoteam)開發(fā)的一個新的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。與MPEG-4一樣，H.264是目前在監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的算法。在同等的圖像質(zhì)量條件下，H.264具有更高的數(shù)據(jù)壓縮比當(dāng)前MPEG-2高2-3倍，比MPEG-4高1.5-2倍。H.264具有一定的先進(jìn)性是公認(rèn)的，但是它并不是首選的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，特別是作為監(jiān)控產(chǎn)品，因?yàn)樗€帶有一些技術(shù)上的缺陷，如系統(tǒng)資源占用高、音視頻不同步以及錄象占用空間大。

　　M-JPEG

　　M-JPEG(Motion-JoinPhotographicExpertsGroup)技術(shù)即運(yùn)動靜止圖像(或逐幀)壓縮技術(shù)，廣泛應(yīng)用于非線性編輯領(lǐng)域可精確到幀編輯和多層圖像處理，把運(yùn)動的視頻序列作為連續(xù)的靜止圖像來處理，這種壓縮方式單獨(dú)完整地壓縮每一幀，在編輯過程中可隨機(jī)存儲每一幀，可進(jìn)行精確到幀的編輯，不過M-JPEG壓縮效率比較低，存儲占用的空間大到每幀8~15K字節(jié)，最好也只能做到每幀3K字節(jié)，但如果因此而采用高壓縮比則視頻質(zhì)量會嚴(yán)重降低。此外，M-JPEG這種壓縮方式并不是一個完全統(tǒng)一的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家的編解碼器和存儲方式并沒有統(tǒng)一的規(guī)定格式。

　　Wavelet(小波壓縮)

　　小波變換(WAVELET)是MPEG4標(biāo)準(zhǔn)的一部分。該算法在圖象處理方式上的特殊性，決定了它在影像回放和遠(yuǎn)程傳輸方面上的優(yōu)越性。在回放時畫面的清晰度遠(yuǎn)MPEG4等壓縮算法高得多。WAVELET算法使用逐漸編碼方法，它先將整個圖像以較低的分辯率編碼，然后逐漸增加細(xì)節(jié)，這和MPEG2等，則是將圖像分成一定大小的圖塊，進(jìn)行編碼，如果需要不同的分辯率，則需要再次分割圖像，并逐個編碼。用WVELET算法處理的圖像，輪廓清晰，既便在圖像分辯率較低時，在辨認(rèn)局部表情和面板數(shù)字這些細(xì)節(jié)時，也比其它壓縮算法效果好得多。WAVELET的力像質(zhì)量好，圖像質(zhì)量和傳輸位率之間為線性關(guān)系。JPEG2000算法也是以WAVELET為技術(shù)核心開發(fā)的。

　　JPEG2000

　　JPEG2000，正式名稱為"ISO15444"，同樣是由JPEG組織負(fù)責(zé)制定，與傳統(tǒng)JPEG最大的不同是在于它放棄了JPEG所采用的以離散馀弦轉(zhuǎn)換(DiscreteCosineTransform)為主的區(qū)塊編碼方式，而改采以小波轉(zhuǎn)換(Wavelettransform)為主的多解析編碼方式。小波轉(zhuǎn)換的主要目的是要將影像的頻率成分抽取出來?？梢詫?shí)現(xiàn)比JPEG更高的壓縮比和同時支持有損壓縮和無損壓縮。不過目前在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用還是比較少。

　　AVS

　　AVS(AudioVideocodingStandard)是我國第一個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。AVS標(biāo)準(zhǔn)在國家標(biāo)準(zhǔn)計劃中的正式名稱為《信息技術(shù)先進(jìn)音視頻編碼》，它是我國第一個具有自主知識產(chǎn)權(quán)、達(dá)到國際先進(jìn)水平的數(shù)字音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)。通過綜合的評測對比，AVS與H.264的編碼效率處于同一水平，不過由于具有自主的知識產(chǎn)權(quán)，在相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)上具有明顯的成本優(yōu)勢。

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