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視頻壓縮演算法

發布時間: 2023-08-31 06:03:39

1. MPEG視頻壓縮演算法的兩個基礎技術是什麼

1、基於塊的方式的運動補償:運動補償技術就是在動態序列圖像實時編碼中運用信息以及像素的位移向量進行圖像高效編碼的一種方法。活動圖像的幀與幀之間不僅存在基於像素的線性相關性,僅是前景改變,還在宏觀上存在著很大的運動相關性。

2、DCT變換:相當於一個長度大概是它兩倍的離散傅里葉變換,這個離散傅里葉變換是對一個實偶函數進行的(因為一個實偶函數的傅里葉變換仍然是一個實偶函數),在有些變形裡面需要將輸入或者輸出的位置移動半個單位。

(1)視頻壓縮演算法擴展閱讀:

MPEG的原理及優點:

MPEG 的基本原理是對比前後幀,第一幀被壓縮圖像將被用作參考,第二幀圖像中只有與參考幀不同的部分才會被存儲。播放時在參考幀圖像和「差異數據」的基礎上重建所有圖像。這樣的方法叫「差分編碼」(包括H.264在內的大多數視頻壓縮標准都採用這種方法)。

1、兼容性好,主要因為在一開始就被作為一個國際化的標准來研究制定。

2、能夠達到更高的壓縮比,最高可達200比1.

3、在提供高壓縮比的同時,數據損失造成的音、視頻失真很小。


2. 關於視頻碼率的問題,怎麼壓縮不影響畫質,減小體積

最大限度保證清晰度這個很難有統一標准,清晰度是個比較主觀的指標。

編碼可選xvid或H264,碼流選1200以上,一般情況下清晰度是有保證的。建議不要改動解析度和幀速,那樣轉換速度會慢很多。

計算公式:

基本的演算法是:碼率(kbps)=文件大小(KB) * 8 / 時間(秒),舉例,D5碟,容量4.3G,其中考慮到音頻的不同格式,算為600M,所以視頻文件應不大於3.7G。

本例中取視頻文件的容量為3.446G,視頻長度100分鍾(6000秒),計算結果:碼率約等於4818kbps(3.446 * 1024 * 1024 * 8 / 6000 = 4817.857)。

碼率幾點原則:

1、碼率和質量成正比,但是文件體積也和碼率成正比。

2、碼率超過一定數值,對圖像的質量沒有多大影響。

3、DVD的容量有限,無論是標準的4.3G,還是超刻,或是D9,都有極限。計算機中的信息都是二進制的0和1來表示,其中每一個0或1被稱作一個位,用小寫b表示,即bit(位);大寫B表示byte,即位元組,一個位元組=八個位,即1B=8b。

前面的大寫K表示1024的意思,即1024個位(Kb)或1024個位元組(KB)。表示文件的大小單位,一般都使用位元組(KB)來表示文件的大小。

Kbps:ps指的是/s,即每秒。Kbps指的是網路速度,也就是每秒鍾傳送多少個千位的信息(K表示千位,Kb表示的是多少千個位),為了在直觀上顯得網路的傳輸速度較快,一般公司都使用kb(千位)來表示。1KB/S=8Kbps。

ADSL上網時的網速是512Kbps,如果轉換成位元組,就是512/8=64KB/S(即64千位元組每秒)。

4、一般來說,如果是1M的寬頻,在網上只能看不超過1024kbps的視頻,超過1024kbps的視頻只能等視頻緩沖才能流暢的觀看。

以上內容參考:網路-視頻碼率

3. 常用的視頻壓縮標準是什麼啊

視頻壓縮標准如下:

1、H.261

H.261標準是為ISDN設計,主要針對實時編碼和解碼設計,壓縮和解壓縮的信號延時不超過150ms,碼率px64kbps(p=1~30)。

H.261標准主要採用運動補償的幀間預測、DCT變換、自適應量化、熵編碼等壓縮技術。只有I幀和P幀,沒有B幀,運動估計精度只精確到像素級。支持兩種圖像掃描格式:QCIF和CIF。

2、H.263

H.263標準是甚低碼率的圖像編碼國際標准,它一方面以H.261為基礎,以混合編碼為核心,其基本原理框圖和H.261十分相似,原始數據和碼流組織也相似;另一方面,H.263也吸收了MPEG等其它一些國際標准中有效、合理的部分,如:半像素精度的運動估計、PB幀預測等,使它性能優於H.261。

H.263使用的位率可小於64Kb/s,且傳輸比特率可不固定(變碼率)。H.263支持多種解析度:SQCIF(128x96)、 QCIF、CIF、4CIF、16CIF。

3、H.264/AVC

視頻壓縮國際標准主要有由ITU-T制定的H.261、H.262、H.263、H.264和由MPEG制定的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4,其中H.262/MPEG-2和H.264/MPEG-4 AVC由ITU-T與MPEG聯合制定。

從簡單來說H.264就是一種視頻編碼技術,與微軟的WMV9都屬於同一種技術也就是壓縮動態圖像數據的「編解碼器」程序。

一般來說,如果動態圖像數據未經壓縮就使用的話,數據量非常大,容易造成通信線路故障及數據存儲容量緊張。

因此,在發送動態圖像時、或者把影像內容保存在DVD上時、以及使用存儲介質容量較小的數碼相機或相機手機拍攝映像時,就必須使用編解碼器。雖然編解碼器有許多種類,但DVD-Video與微波數字電視等使用的主要是MPEG2,數碼相機等攝像時主要使用MPEG4。

既然作為壓縮視頻編碼技術,H.264最大的作用對視頻的壓縮了。我們熟悉的MPEG2也就是最常用的DVD視頻編碼技術已經比較落後。

MPEG-4

MPEG-4標准並非是MPEG-2的替代品,它著眼於不同的應用領域。MPEG-4的制定初衷主要針對視頻會議、可視電話超低比特率壓縮(小於64Kb/s)的需求。在制定過程中,MPEG組織深深感受到人們對媒體信息,特別是對視頻信息的需求由播放型轉向基於內容的訪問、檢索和操作。

MPEG-4與前面提到的JPEG、MPEG-1/2有很大的不同,它為多媒體數據壓縮編碼提供了更為廣闊的平台,它定義的是一種格式、一種框架,而不是具體演算法,它希望建立一種更自由的通信與開發環境。

於是MPEG-4新的目標就是定義為:支持多種多媒體的應用,特別是多媒體信息基於內容的檢索和訪問,可根據不同的應用需求,現場配置解碼器。編碼系統也是開放的,可隨時加入新的有效的演算法模塊。應用范圍包括實時視聽通信、多媒體通信、遠地監測/監視、VOD、家庭購物/娛樂等。

MPEG-4視頻壓縮演算法相對於MPEG-1/2在低比特率壓縮上有著顯著提高,在CIF(352*288)或者更高清晰度(768*576)情況下的視頻壓縮,無論從清晰度還是從存儲量上都比MPEG1具有更大的優勢,也更適合網路傳輸。另外MPEG-4可以方便地動態調整幀率、比特率,以降低存儲量。

MPEG-4由於系統設計過於復雜,使得MPEG-4難以完全實現並且兼容,很難在視頻會議、可視電話等領域實現,這一點有點偏離原來地初衷。

4. 攝像頭視頻採集壓縮及傳輸 基本原理

攝像頭視頻採集壓縮及傳輸

引言 :

攝像頭基本的功能還是視頻傳輸,那麼它是依靠怎樣的原理來實現的呢?所謂視頻傳輸:

就是將圖片一張張傳到屏幕,由於傳輸速度很快,所以可以讓大家看到連續動態的畫面,就像放電影一樣。一般當畫面的傳輸數量達到 每秒24幀 時,畫面就有了連續性。

下邊我們將介紹攝像頭視頻採集壓縮及傳輸的整個過程。

一.攝像頭的工作原理(獲取視頻數據)

攝像頭的工作原理大致為:景物通過 鏡頭(LENS) 生成的 光學圖像 投射到 圖像感測器 表面上,然後轉為 電信號 ,經過 A/D (模數轉換)轉換後變為 數字圖像信號 ,再送到 數字信號處理晶元 (DSP)中加工處理,再通過 USB介面 傳輸到電腦中處理,通過顯示器就可以看到圖像了。下圖是攝像頭工作的流程圖:

注1:圖像感測器(SENSOR)是一種半導體晶元,其表麵包含有幾十萬到幾百萬的光電二極體。光電二極體受到光照射時,就會產生電荷。

注2:數字信號處理晶元DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能:主要是通過一系列復雜的數學演算法運算,對數字圖像信號參數進行優化處理,並把處理後的信號通過USB等介面傳到PC等設備。

1. ISP(image signal processor)(鏡像信號處理器)

2. JPEG encoder(JPEG圖像解碼器)

3. USB device controller(USB設備控制器)

而視頻要求將獲取的視頻圖像通過互聯網傳送到異地的電腦上顯示出來這其中就涉及到對於獲得的視頻圖像的傳輸。

在進行這種圖片的傳輸時,必須將圖片進行壓縮,一般壓縮方式有如H.261、JPEG、MPEG等,否則傳輸所需的帶寬會變得很大。大家用RealPlayer不知是否留意,當播放電影的時候,在播放器的下方會有一個傳輸速度250kbps、400kbps、1000kbps…畫面的質量越高,這個速度也就越大。而攝像頭進行視頻傳輸也是這個原理,如果將攝像頭的解析度調到640×480,捕捉到的圖片每張 大小約為50kb左右,每秒30幀,那麼攝像頭傳輸視頻所需的速度為50×30/s=1500kbps=1.5Mbps。而在實際生活中,人們一般用於網路視頻聊天時的解析度為320×240甚至更低,傳輸的幀數為每秒24幀。換言之,此時視頻傳輸速率將不到300kbps,人們就可以進行較為流暢的視頻傳輸聊天。如果採用更高的壓縮視頻方式,如MPEG-1等等,可以將傳輸速率降低到200kbps不到。這個就是一般視頻聊天時,攝像頭所需的網路傳輸速度。

二.視頻壓縮部分

視頻的壓縮 是視頻處理的核心,按照是否實時性可以分為非實時壓縮和實時壓縮。而視頻傳輸(如QQ視頻即時聊天)屬於要求視頻壓縮為實時壓縮。

下面對於視頻為什麼能壓縮進行說明。

視頻壓縮是有損壓縮,一般說來,視頻壓縮的壓縮率都很高,能夠做到這么高的壓縮率是因為視頻圖像有著非常大的 時間和空間的冗餘度 。所謂的 時間冗餘度 指的是兩幀相鄰的圖像他們相同位置的像素值比較類似,具有很大的相關性,尤其是靜止圖像,甚至兩幀圖像完全相同,對運動圖像,通過某種運算(運動估計),應該說他們也具有很高的相關性;而空間相關性指的是同一幀圖像,相鄰的兩個像素也具備一定的相關性。這些相關性是視頻壓縮演算法的初始假設,換句話說,如果不滿足這兩個條件(全白雜訊圖像,場景頻繁切換圖像等),視頻壓縮的效果是會很差的。

去除時間相關性的關鍵演算法是運動估計,它找出當前圖像宏塊在上一幀圖像中最匹配的位置,很多時候,我們只需要把這個相對坐標記錄下來,就夠了,這樣就節省了大量碼字,提高了壓縮率。視頻壓縮演算法中,運動估計永遠是最關鍵最核心的部分。去除空間相關性是通過DCT變換來實現的,把時域上的數據映射到頻域上,然後對DCT系數進行量化處理,基本上,所有的有損壓縮,都會有量化,它提高壓縮率最明顯。

圖像的原始文件是比較大的,必須經過圖像壓縮才能夠進行快速的傳輸以及順暢的播放。而壓縮比正是來衡量影像壓縮大小的參數。 一般來說,攝像頭的壓縮比率大都是5:1。也就是說,如果在未壓縮之前30秒的圖像的容量是30MB,那麼按照攝像頭5:1的壓縮比率來對圖像進行壓縮以後,它的大小就變成了6MB了。

主要的視頻壓縮演算法包括:M-JPEG、Mpeg、H.264、Wavelet(小波壓縮)、JPEG 2000、AVS。

基本上視頻壓縮的核心就這些。

三.視頻傳輸部分

為了保證數字視頻網路傳輸的實時性和圖像的質量,傳輸層協議的選擇是整個設計和實現的關鍵。Internet在IP層上使用兩種傳輸協議:一種是TCP(傳輸控制協議),它是面向連接的網路協議;另一種是UDP(用戶數據報協議),它是無連接的網路協議。

TCP 傳輸 :TCP(傳輸控制協議)是一種面向連接的網路傳輸協議。支持多數據流操作,提供流控和錯誤控制,乃至對亂序到達報文的重新排序,因此,TCP傳輸提供了可靠的數據傳輸服務。

使用TCP傳輸的一般的過程:

客戶機向伺服器發出連接的請求後,伺服器接收到後,向客戶機發出連接確認,實現連接後,雙方進行數據傳輸。

UDP 傳輸 : UDP(用戶數據報協議)是一種無連接的網路傳輸協議。提供一種基本的低延時的稱謂數據報的傳輸服務。不需要像TCP傳輸一樣需預先建立一條連接。UDP無計時機制、流控或擁塞管理機制。丟失的數據不會重傳。因此提供一種不可靠的的應用數據傳輸服務。但在一個良好的網路環境下如 區域網內,使用UDP傳輸數據還是比較可靠,且效率很高。

IP 組播技術: 組播技術是一種允許一個或多個發送者發送單一或多個發送者的數據包到多個接收者的網路技術。組播源把數據報發送到特定的組播組,而只有加入到該組播組的主機才能接收到這些數據包。組播可大大節省網路寬頻,因為無論有多少個目標地址,在整個網路的任何一條鏈路上只船送單一的數據包。

1.TCP/IP 協議和實時傳輸

TCP/IP協議最初是為提供非實時數據業務而設計的。IP協議負責主機之間的數據傳輸,不進行檢錯和糾錯。因此,經常發生數據丟失或失序現象。為保證數據的可靠傳輸,人們將TCP協議用於IP數據的傳輸,以提高接收端的檢錯和糾錯能力。當檢測到數據包丟失或錯誤時,就會要求發送端重新發送,這樣一來就不可避免地引起了傳輸延時和耗用網路的帶寬。因此傳統的TCP/IP協議傳輸實時音頻、視頻數據的能力較差。當然在傳輸用於回放的視頻和音頻數據時,TCP協議也是一種選擇。如果有足夠大的緩沖區、充足的網路帶寬,在TCP協議上,接近實時的視音頻傳輸也是可能的。然而,如果在丟包率較高、網路狀況不好的情況下,利用TCP協議進行視頻或音頻通信幾乎是不可能的。

TCP和其它可靠的傳輸層協議如XTP不適合實時視音頻傳輸的原因主要有以下幾個方面:

1 .TCP的重傳機制

我們知道,在TCP/IP協議中,當發送方發現數據丟失時,它將要求重傳丟失的數據包。然而這將需要一個甚至更多的周期(根據TCP/IP的快速重傳機制,這將需要三個額外的幀延遲),這種重傳對於實時性要求較高的視音頻數據通信來說幾乎是災難性的,因為接收方不得不等待重傳數據的到來,從而造成了延遲和斷點(音頻的不連續或視頻的凝固等等)。

2 . TCP的擁塞控制機制

TCP的擁塞控制機制在探測到有數據包丟失時,它就會減小它的擁塞窗口。而另一方面,音頻、視頻在特定的編碼方式下,產生的編碼數量(即碼率)是不可能突然改變的。正確的擁塞控制應該是變換音頻、視頻信息的編碼方式,調節視頻信息的幀頻或圖像幅面的大小等等。

3 . TCP報文頭的大小

TCP不適合於實時視音頻傳輸的另一個缺陷是,它的報文頭比UDP的報文頭大。TCP的報文頭為40個位元組,而UDP的報文頭僅為12個位元組。並且,這些可靠的傳輸層協議 不能提供時間戳(Time Stamp)和編解碼信息(Encoding Information) ,而這些信息恰恰是接收方(即客戶端)的應用程序所需要的。因此TCP是不適合於視音頻信息的實時傳輸的。

4 . 啟動速度慢

即便是在網路運行狀態良好、沒有丟包的情況下,由於TCP的啟動需要建立連接,因而在初始化的過程中,需要較長的時間,而在一個實時視音頻傳輸應用中,盡量少的延遲正是我們所期望的。

由此可見,TCP協議是不適合用來傳輸實時視音頻數據的,為了實現視音頻數據的實時傳輸,我們需要尋求其它的途徑。

2.RTP 協議適合實時視音頻傳輸

RTP(Real-Time Transport Protocol)/RTCP(Real-Time Transport Control Protocol)是一種應用型的傳輸層協議,它並不提供任何傳輸可靠性的保證和流量的擁塞控制機制。它是由IETF(Internet Engineering Task Force)為視音頻的實時傳輸而設計的傳輸協議。RTP協議位於UDP協議之上,在功能上獨立於下面的傳輸層(UDP)和網路層,但不能單獨作為一個層次存在,通常是利用低層的UDP協議對實時視音頻數據進行組播(Multicast)或單播(Unicast),從而實現多點或單點視音頻數據的傳輸。

UDP是一種無連接的數據報投遞服務,雖然沒有TCP那麼可靠,並且無法保證實時視音頻傳輸業務的服務質量(QoS),需要RTCP實時監控數據傳輸和服務質量,但是,由於UDP的傳輸延時低於TCP,能與音頻和視頻流很好地匹配。因此,在實際應用中,RTP/RTCP/UDP用於音視頻媒體,而TCP用於數據和控制信令的傳輸。

總結 :如果接收端和發送端處於同一個區域網內,由於有充分的帶寬保證,在滿足視頻傳輸的實時性方面,TCP也可以有比較好的表現,TCP和基於UDP的RTP的視頻傳輸性能相差不大。由於在區域網內帶寬不是主要矛盾,此時視頻數據傳輸所表現出來的延時主要體現為處理延時,它是由處理機的處理能力以及採用的處理機制所決定的 。但是當在廣域網中進行視頻數據傳輸時,此時的傳輸性能極大地取決於可用的帶寬,由於TCP是面向連接的傳輸層協議,它的重傳機制和擁塞控制機制,將使網路狀況進一步惡化,從而帶來災難性的延時。同時,在這種網路環境下,通過TCP傳輸的視頻數據,在接收端重建、回放時,斷點非常明顯,體現為明顯的斷斷續續,傳輸的實時性和傳輸質量都無法保障。相對而言,採用RTP傳輸的視頻數據的實時性和傳輸質量就要好得多。

四.視頻圖像的異地顯示

當壓縮過的視頻通過互聯網傳輸到異地的時候,對於互聯網傳輸過來的視頻信息,首先是要進行解碼,然後才是顯示。解碼的晶元有一定的性能要求,比編碼器低些,但是畢竟是視頻數據處理,通用的晶元(不支持MMX等多媒體指令)可能會比較吃力。顯示設備主要有電視、監視器和顯示器,他們的信號介面是不一樣的,電視監視器是模擬的電信號,顯示器的輸入應該是數字信號。

以上是攝像頭如何獲取圖像數據及獲取的數據存放在什麼地方,如何壓縮和傳輸及如何在異地釋放和播放出來的整個過程

5. IP視頻通信中視頻壓縮編碼方法介紹【詳解】

和一般的業務不同,視頻是流特性業務,數據量很大。例如,數字電視圖像中的SIF格式、NTSC制式、彩色、4∶4∶4采樣,每幀的數據量為2028Kb,每秒的數據流量可達60.8Mb;CCIR格式、PAL制式、4∶4∶4采樣的彩色視頻的數據流量可達148.8Mbps。實驗表明,176& TI mes;144的YUV原始視頻在10Mbps的LAN上傳送速率是3幀/秒左右。可見,未壓縮的視頻在Internet上傳輸的效果是無法容忍的,而且會很容易地將Internet資源吞沒,造成網路擁塞甚至崩潰。因此,IP視頻通信的第一步就是視頻壓縮。

視頻壓縮編碼的理論基礎是資訊理論。壓縮就是從時域、空域兩方面去除冗餘信息,即將可推知的確定信息去掉。編碼方法大致可分為三類:

1.考慮到圖像信源的統計特性採用的預測編碼方法、變換編碼方法、液謹矢量量化編碼方法、子帶-小波編碼方法及神經網路編碼方法等;

2.考慮到視覺特性採用的基於方向濾波的圖像編碼方法、基於圖像輪廓/紋理的編碼方法;

3.考慮到圖像傳遞的景物特徵,採用的分形編碼、基於模塊的編碼方法。

在IP視頻通信應用中,編碼方法的選擇不但要考慮到壓縮比、信噪比,還要考慮到演算法的復雜性。太復雜的編碼演算法可能會產生較高的壓縮比,但也會帶來較大的計算開銷,軟體實現時會影響通信的實時性。目前,在眾多視頻編碼演算法中,影響最大並被廣泛應用的演算法是MPEG和H.26x。

MPEG編碼

MPEG是國際標准化組織ISO/IEC下的一個制定動態 視頻壓縮 編碼標準的組織,它為視頻壓縮編碼技術的標准化、實用化做出了巨大貢獻。如針對CD-ROM的1.5Mbps傳輸率的MPEG-1、針對HDTV的6Mbps以上傳輸速率的MPEG-2都已成功地得到應州橘用,並創造了巨大的商業價值。MPEG-4是針對視頻會議、可視電話的甚低速率編碼標准,它鬧跡基融入了基於內容的檢索與編碼,可對壓縮數據內容直接訪問;即將於2001年制定完畢的MPEG-7標准被稱為"多媒體內容描述介面",這種標准化的描述可以加到任何類型的媒體信息上。不管視頻信息的表達形式或壓縮形式如何,具有這種標准化描述的多媒體數據均可被檢索。因此,MPEG-7的應用領域主要是數字化圖書館和廣播式媒體。

H.263編碼

H.261編碼是一種幀間預測減少時域冗餘、變換編碼減少空域冗餘的混合編碼方法,具有壓縮比高、演算法復雜度低等優點,得到較為廣泛的應用。Mbone的重要應用工具之一IVS的視頻編碼採用的就是H.261編碼演算法。在H.261的基礎上,1996年ITU-T推出了H.263編碼標准。H.263在許多方面對H.261進行了改進和擴充,如在編碼演算法復雜度增加很少的基礎上,H.263能提供更好的圖像質量、更低的速率,十分適合於IP視頻會議、可視電話應用。目前,H.263編碼是IP視頻通信採用最多的一種編碼方法,並已被許多多媒體通信終端標准所吸收, 如:ITU-TH.310(B-ISDN)、H.320(ISDN)、H.324(PSTN)、H.323(LAN、 WAN、Internet)。

隨著計算機性能的快速提高,對於可視電話和視頻會議等應用(一般使用QCIF圖像),純軟體編碼器(codec)即可以滿足應用要求。我們實現的H.263純軟體編碼器在主頻為166MHz的主機上編碼幀率可達60幀/秒以上,平均圖像質量(用信噪比表示)大於38dB。

1998年ITU-T推出的H.263+是H.263建議的第二版,它提供了12個新的可協商模式和其他特徵,進一步提高了壓縮編碼性能。如H.263隻有5種視頻源格式,H.263+允許使用更多的源格式,圖像形狀和時鍾頻率也有多種選擇,拓寬了應用范圍;另一重要的改進是可擴展性,它允許多顯示率、多速率及多解析度,增強了視頻信息在易誤碼、易丟包異構網路環境下的傳輸。另外,H.263+的圖像分段依賴性也可以是受限的,以減少差錯傳播。H.263+對H.263中的不受限運動矢量模式進行了改進,加上12個新增的可選模式,不僅提高了編碼性能,而且增強了應用的靈活性。

6. 視頻伺服器的演算法標准

網路視頻伺服器的壓縮演算法標准不外乎有MJPEG、MPEG-1、MPEG-4三種。
MJPEG壓縮技術標准源於JPEG圖片壓縮技術,是一種簡單的幀內JPEG壓縮,壓縮後圖像清晰度較好。但由於這種方式本身的技術限制,無法作大比例壓縮,數據量較高,錄像每小時1-2G空間,網路傳輸耗費大量的帶寬資源,不大適用於移動物體圖像的壓縮,也不大適用於國內長時間保安錄像的需求。
MPEG-1壓縮技術標准採用前後幀多幀預測的壓縮演算法,具有很大的壓縮靈活性,應用最為廣泛,這種演算法技術發展成熟,數據壓縮率相比MJPEG要高,但數據量還是較大,錄像每小時300-400M空間,若用於銀行長時間實時錄像,佔用硬碟空間較大,尤其是網路傳輸佔用帶寬較大,不大實用於視頻圖像遠程傳輸。
MPEG-4壓縮技術標準是目前進入實用階段的最為先進的壓縮技術,它利用很窄的帶寬,通過幀重建技術壓縮和傳送圖像,以求以最少的數據獲得最佳的圖像質量。MPEG-4的特點使其更適於交互AV服務以及遠程監控,採用MPEG-4壓縮演算法,圖像壓縮比較高,錄像每小時100-200M空間,圖像清晰度高,網路傳輸佔用帶寬小,能通過各種傳輸方式進行遠程視頻圖像傳輸。 由於網路視頻監控伺服器多用於對多個分散網點的遠程、實時、集中監控,因此,監控中心可以同時監控、錄像的視頻路數是衡量遠程集中監控效果的重要指標。
在理論上可同時對無限多個監控位點圖像實施遠程實時監控、錄像。但在實際應用中受監控中心實際網路帶寬的限制,如中心網路帶寬為10M的話,假設每路視頻佔用250K,則最多可實現40路視頻的錄像,除非降低每路視頻帶寬或增加網路帶寬。 在基於網路視頻伺服器的大型網路視頻集中監控系統中,監控中心通常設置了多個監控客戶端,往往存在同一時間段訪問某一個前端監控網點並發出實時監控或錄像調用請求的情況。當監控中心有N個監控客戶端需要同時觀看遠程某一個監控點圖像時(假設一路圖像帶寬佔用為250K),常規模式下外網帶寬佔用為(N*250)K,通常會導致數據堵塞從而影響監控效果,因此常規的網路視頻伺服器系統一般只能支持三、四個客戶端的同時訪問要求。
是否支持本地錄像資料的遠程在線智能化檢索、回放和轉錄 針對於多個分散網點的遠程、實時、集中監控系統應用情況,由於公網帶寬資源的稀缺性和有償性,出於經濟方面的考慮,多數用戶會採用ADSL寬頻線路進行遠程數字視頻信號的傳輸。電信部門提供的包月ADSL線路帶寬理論值為上行帶寬512K,下行2M,但實際的上行帶寬往往只有200多K。為充分滿足監控應用需求,實際系統中多採用「中心遠程實時輪巡監控、網點本地實時錄像、中心遠程隨時調看錄像」的功能模式。
對於網點本地錄像資料的遠程調看應用,多數網路視頻伺服器軟體還不能提供有效的解決方案,多數由網點本地的工作人員選擇所需的錄像資料文件並遠程拷貝或E-MAIL給中心監控人員,中心監控人員接收到後再打開觀看,操作繁瑣費時。 在基於ADSL寬頻線路的網路應用環境下,電信公司提供給用戶的接入方式是動態IP接入方式,即用戶通過虛擬撥號技術動態獲得IP地址來上網的方式:用戶通過本地電腦安裝的撥號程序,驅動ADSL Modem撥號接入INTERNET時,ISP通常會隨機分配給用戶一個公共IP地址,在斷線之前這個IP地址是唯一的,其他用戶可以通過這個IP地址來 訪問該用戶,但是一旦斷線後再次連接時,ISP會重新隨機分配另外一個IP地址給該用戶。
在利用網路視頻伺服器 實現遠程視頻集中監控應用中,在基於ADSL寬頻線路的網路應用環境下,如何簡便地實現在動態IP地址條件下監控中心對監控前端的實時訪問,仍是困擾諸多工程商、系統集成商以及 網路視頻伺服器 生產廠家的難題之一。許多網路視頻伺服器 不能提供動態IP接入的解決方案,一旦工程商或用戶利用 網路視頻伺服器並通過ADSL來組建遠程監控系統,很可能會導致系統無法實現預期的功能。 在某些系統應用情況下,視頻監控系統僅僅是整個大型系統的一個應用子系統,如果能將視頻監控系統和其它系統進行有機整合,將大大方便用戶的系統操作使用。

7. 關於視頻壓縮的原理

視頻壓縮的原理是視頻圖像數據有很強的相關性,也就是說有大量的冗餘信息。其中冗餘信息可分為空域冗餘信息和時域冗餘信息。壓縮技術就是將數據中的冗餘信息去掉(去除數據之間的相關性),壓縮技術包含幀內圖像數據壓縮技術、幀間圖像數據壓縮技術和熵編碼壓縮技術。

(7)視頻壓縮演算法擴展閱讀:

視頻是連續的圖像序列,由連續的幀構成,一幀即為一幅圖像。由於人眼的視覺暫留效應,當幀序列以一定的速率播放時,我們看到的就是動作連續的視頻。由於連續的幀之間相似性極高,為便於儲存傳輸,我們需要對原始的視頻進行編碼壓縮,以去除空間、時間維度的冗餘。

視頻壓縮技術是計算機處理視頻的前提。視頻信號數字化後數據帶寬很高,通常在20MB/秒以上,因此計算機很難對之進行保存和處理。採用壓縮技術通常數據帶寬降到1-10MB/秒,這樣就可以將視頻信號保存在計算機中並作相應的處理。

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