近年來,無論是ISO/IEC 制定的MPEG-X還是國際電聯(lián)ITU-T制定的H.26X系列,抑或中國特色的SVAC,皆在影視、網(wǎng)絡等應用領域獲得廣泛應用。作為視頻監(jiān)控的實現(xiàn)基礎和關鍵技術,其中的MPEG-4、H.264、MJPEG等亦在安防行業(yè)大放異彩,并為視頻監(jiān)控向高清化、智能化、網(wǎng)絡化源源不斷的輸入“能量”,推動監(jiān)控產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展。
早先,在監(jiān)控系統(tǒng)中,視頻處理技術僅僅用來壓縮存儲數(shù)字化的視頻信息。隨著監(jiān)控系統(tǒng)高清化、網(wǎng)絡化和智能化的發(fā)展,安防領域有著壓縮存儲需求、顯示和播放需求、網(wǎng)絡QoS需求、安全性需求、交互性需求等一系列新的應用需求。而在編解碼方式應用上,與多媒體業(yè)類似,也以MPEG-4、H.264為主。
MPEG-4、H.264占據(jù)主流
在采訪中,北京中星微電子有限公司高級算法總監(jiān)邱嵩談到:“當前的視頻監(jiān)控,正在從模擬技術向數(shù)字技術演變,作為數(shù)字處理核心技術之一的視頻編解碼技術應用越來越廣。目前已經(jīng)部署的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,大量采用MPEG-4和H.264,尤以MPEG-4簡單檔次(simple profile)和H.264基本檔次(baseline profile)居多,少數(shù)較新的監(jiān)控設備和系統(tǒng)支持功能更強大的H.264主要檔次(main profile)?!贝送?,由我國自主研發(fā)的專門針對安防監(jiān)控應用的視音頻編解碼技術——SVAC已經(jīng)正式成為國家標準,可以更好地滿足安防監(jiān)控的實際應用需求。SVAC作為新的專門針對安防監(jiān)控應用的視音頻編解碼技術,已有多種產(chǎn)品,并在一些試點示范項目上得到應用,其特點和優(yōu)勢正日益顯現(xiàn)。
當然,由于每種技術都有自身特定的壓縮比,因而在選用上應該針對不同的應用領域和目的而定。四川艾普視達數(shù)碼科技有限公司市場部經(jīng)理范清華表示:MPEG4 這種壓縮方式主要用在早期的DVR中。而H.264標準具有比MPEG-4更高的壓縮率,低碼率、低延時,從而可以進一步減少對帶寬的占用,是目前網(wǎng)絡視頻監(jiān)控行業(yè)采用最多的標準。另外,在某些特殊應用場所,也會應用上MJPEG,比如電子警察中的抓拍,以期獲得較好的圖質。
畫質優(yōu)先 兼顧碼率控制
呈現(xiàn)最佳畫質,是視頻監(jiān)控業(yè)者矢志不渝的追求。然而在視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化過程中,帶寬占用和圖像質量的矛盾貫穿始終。據(jù)中星微電子邱嵩介紹,解決這個矛盾,還得從技術上入手,在保證重要圖像質量的前提下,設法降低帶寬占用。具體方案包括:
· 采用具有更高壓縮編碼效率的方案,比如采用CABAC技術可以比目前常用的VLC技術在同等圖像質量下減少編碼碼字在10%以上;
· 采用感興趣區(qū)域(ROI)變質量編碼技術,在保證用戶關注區(qū)域圖像質量的前提下,通過減少背景區(qū)域的編碼碼字來降低帶寬占用;特別是和智能視頻分析技術相結合,通過智能視頻分析結果來劃定感興趣區(qū)域,使得這項技術擁有更靈活的應用方式和更廣闊的應用空間;例如,監(jiān)控端需要在大屏幕上查看質量很好的圖像;進行自動圖像分析卻只需要稍低質量的圖像;再如手持用戶需要看高質量的感興趣區(qū)域圖像,同時大屏幕上又需要查看監(jiān)控的整體圖像等等。松下的VIQS技術即是以其為藍本;
· 采用可伸縮視頻編碼(SVC)技術,通過對視頻數(shù)據(jù)的分層次編碼來滿足不同帶寬和圖像質量的需求??缮炜s的視頻編碼技術因為具有良好的網(wǎng)絡適應性,所以圍繞它的應用,尤其是網(wǎng)絡環(huán)境下的應用,會越來越多。可以預見,在未來的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控中,可伸縮技術將是保證網(wǎng)絡傳輸質量的一個重要實現(xiàn)技術。蘇州科達趙波表示,視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡化,說明應用環(huán)境的日趨復雜,使得一次編碼,隨處瀏覽的概念廣為流行,SVC作為這個概念的實現(xiàn)者,正在市場中取得越來越廣的應用;
而在海康威視圖像處理部產(chǎn)品經(jīng)理俞??磥?,對于碼流過大的問題,若是拋開成本等因素,最直接的方法當然是采用更高級的壓縮技術。拿H.264來說,目前市場產(chǎn)品使用的大多是基本檔次,即Baseline Profile,而實際上H.264還有壓縮比更高的主檔次Main Profile和針對高清應用的高級檔次High Profile。以Main Profile為例,其中包括針對隔行制式信號設計的field coding場編碼方法,在DVR連接模擬相機進行4cif/D1分辨率編碼的時候,能夠大幅提高壓縮視頻的保真度。據(jù)了解,艾普視達監(jiān)控新品基于H.264 Main Profile @Level 5.0壓縮算法,其在保證圖像質量的前提下,延時可以控制在250毫秒。
視頻壓縮的目的是對數(shù)字視頻進行編碼——在保持視頻質量的同時占用盡可能少的存儲空間或在網(wǎng)絡傳輸時占有更少的帶寬,不過,在視頻監(jiān)控行業(yè),視頻編解碼技術應用之路并不坦蕩。