主頁（http://www.130131.com）：視頻編碼參數(shù)的功能和相互作用

    視頻編碼技術(shù)是一門非常復雜的信息科學，視頻監(jiān)控技術(shù)就是基于視頻編碼技術(shù)并將之實用化的應用科學，安防監(jiān)控中常用的視音頻編碼器就是典型的視頻編碼技術(shù)應用載體。本文結(jié)合目前市場上主流的編碼器產(chǎn)品，對視頻編碼的關(guān)鍵參數(shù)進行解析，并簡要描述它們之間的關(guān)系。

    視頻編碼技術(shù)是一門復雜的信息科學，其本質(zhì)是將一種數(shù)碼信息形態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種便于傳輸和保存的形態(tài)。在其實現(xiàn)過程中，需要采用很多復雜的算法和變換，涉及眾多參數(shù)。但在視頻監(jiān)控應用中，為盡可能實用化和便利化，產(chǎn)品設計者往往將眾多復雜參數(shù)進行搭配組合，形成幾個或幾類主要參數(shù)。本文主要目的就是對這幾類參數(shù)進行分解說明，并探討各種參數(shù)所起的作用和相互關(guān)系。

    目前主流的視頻編碼器的各種參數(shù)中與視頻直接相關(guān)的歸納起來有六類，分別是分辨率、位率、位率類型、碼流類型、圖像質(zhì)量和幀率。下面分別解釋其作用和用途。

分辨率
    分辨率表示圖像的尺寸大�。ɑ蛳袼財�(shù)量），用于設置錄像的圖像尺寸。在監(jiān)控中常用的分辨率有CIF、2CIF、DCIF和4CIF這幾種，其具體的尺寸參見表1。

    用戶根據(jù)對圖像清晰度的要求來選擇相應的分辨率，通常而言，分辨率越高，錄像的數(shù)據(jù)容量越大，相應的硬件成本也會越高。

位率
    位率又稱為“碼率”。指單位時間內(nèi)，單個錄像通道所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量，其單位通常是bps、Kbps或Mbps�？梢愿鶕�(jù)錄像的時間與位率估算出一定時間內(nèi)的錄像文件大小。

    位率是一個可調(diào)參數(shù)，不同的分辨率模式下和監(jiān)控場景下，合適的位率大小是不同的。在設置時，要綜合考慮三個因素：
1、分辨率
    分辨率是決定位率（碼率）的主要因素，不同的分辨率要采用不同的位率，它們之間的關(guān)系如圖1所示。
總體而言，錄像的分辨率越高，所要求的位率（碼率）也越大，但并不總是如此，圖1說明了不同分辨率的合理的碼率選擇范圍。所謂“合理的范圍”指的是，如果低于這個范圍，圖像質(zhì)量看起來會變得不可接受；如果高于這個范圍，則顯得沒有必要，對于網(wǎng)絡資源以及存儲資源來說是一種浪費。

2、場景
    監(jiān)控的場景是設置碼率時要考慮的第二個因素。在視頻監(jiān)控中，圖像的運動劇烈程度還與位率有一定的關(guān)系，運動越劇烈，編碼所要求的碼率就越高。反之則越低。因此在同樣的圖像分辨率條件下，監(jiān)控人多的場景和人少的場景，所要求的位率也是不同的。

3、存儲空間
    最后需要考量的因素是存儲空間，這個因素主要是決定了錄像系統(tǒng)的成本。位率設置得越高，畫質(zhì)相對會越好，但所要求的存儲空間就越大。所以在工程實施中，設置合適的位率即可以保證良好的回放圖像質(zhì)量，又可以避免不必要的資源浪費。

位率類型
    位率類型又稱為碼率類型，共有兩種——動態(tài)碼率（VBR）和固定碼率（CBR）。所謂動態(tài)碼率是指編碼器在對圖像進行壓縮編碼的過程中，根據(jù)圖像的狀況實時調(diào)整碼率高低的過程，例如當圖像中沒有物體在移動時，編碼器自動將碼率調(diào)整到一個較低的值。但當圖像中開始有物體移動時，編碼器又自動將碼率調(diào)整到一個較高的值，并且實時根據(jù)運動的劇烈程度進行調(diào)整。這種方式是一種圖像質(zhì)量不變，數(shù)據(jù)量變化的編碼模式。

    固定碼率是指編碼器在對圖像進行編碼的過程中，自始至終采用一個固定的碼率值，不論圖像情況如何變化。這種方式是碼率量不變，而圖像質(zhì)量變化的編碼模式。

    在動態(tài)碼率模式下，我們在硬盤錄像機上設置的位率值稱為“位率上限”。意思是我們?nèi)藶樵O定一個編碼碼率變化的上限，可以低于，但不能高于。根據(jù)這個位率值，我們可以估算出一定時間內(nèi)的存儲容量的上限值。

    在固定碼率模式下，在硬盤錄像機上設置的位率值就是編碼時所使用的位率值，根據(jù)這個數(shù)值，我們可以精確地估算出一定時間內(nèi)的存儲容量。

碼流類型
    所謂碼流指的就是編碼器在對圖像進行編碼的過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流。為了方便對這個數(shù)據(jù)流進行量化評估，所以產(chǎn)生了“位率（碼率）”這個概念。

    碼流類型根據(jù)所包含的數(shù)據(jù)類型，可以分為三種：復合流、視頻流和音頻流。因為DVR的主要目的是記錄圖像，因此在DVR的設置菜單中并沒有“音頻流”這一項。

·復合流：指包含了視頻和音頻數(shù)據(jù)的碼流，在這個數(shù)據(jù)流中，通過時間戳確保視頻和音頻的嚴格同步，避免出現(xiàn)回放時的口型不對的情況；
·視頻流：只有視頻數(shù)據(jù)的碼流；
·音頻流：只有音頻數(shù)據(jù)的碼流。

圖像質(zhì)量
    圖像質(zhì)量參數(shù)只有在位率類型選擇為“變碼率”時才有效。

    變碼率狀態(tài)下，圖像質(zhì)量參數(shù)對編碼器的取值范圍進行微調(diào)，共有六檔可選，分別是：最好、次好、較好、一般、差、較差。圖像質(zhì)量參數(shù)設置得越好，編碼器在生成碼流的過程中，所取的值就會越高，即最終得到的錄像數(shù)據(jù)量越大。例如，將圖像質(zhì)量設置為“最好”，那么實際錄像碼率是接近或達到碼率的上限。

    圖像質(zhì)量參數(shù)對最終的圖像效果并不起決定性作用，它只是通過對動態(tài)碼率的取值策略進行微調(diào)來間接調(diào)整。

幀率
    幀率表示單位時間內(nèi)，從圖像中所能獲取的完整圖片數(shù)量，單位是fps（幀每秒）。

    上面詳細介紹了與視頻編碼相關(guān)的6個參數(shù)，下面簡要介紹它們與回放質(zhì)量間的關(guān)系。

    首先引入一個概念——回放效果。所謂回放效果就是使用人的肉眼在顯示設備上看到的錄像回放圖像，并對之產(chǎn)生相應的主觀評價，稱之為回放效果。也就是說，與“圖像清晰度”、“圖像質(zhì)量”等概念不同，“回放效果”是一個主觀性很強的評價標準。
(中國集群通信網(wǎng) | 責任編輯：陳曉亮)