主頁（http://www.130131.com）：高清視頻監(jiān)控技術(shù)全方位分析(2)

　　MPEG2由MPEG(Moving Picture Experts Group)運動圖像專家組制定，這是國際標準化組織(ISO)于1988年成立的專責制定有關(guān)運動壓縮編碼標準的工作組，制定的標準是國際通用標準。DVD即是MPEG2編碼，隨著技術(shù)的改進，它在高清視頻方面也得到了應用。MPEG2最大的缺點就是文件體積過大，不過它也有一個優(yōu)點，那就是相對于另外兩種編碼，它對于系統(tǒng)資源的消耗是最小的。但是隨著硬件技術(shù)的發(fā)展，H.264和VC-1的解碼必然會成為DVD那樣，任何主流的配置都能流暢播放。

　　MPEG4主要用于低帶寬應用和交互式圖形應用(游戲等合成內(nèi)容)、交互式多媒體( W W W 等內(nèi)容分發(fā)和訪問技術(shù))應用， MPEG專家組成立了MPEG4工作組，以促進上述三個領域的集成。1999年初，定義標準框架的MPEG4(第一版)成為國際標準(ISO/IEC 14496-1)，提供多種算法和工具的第二版已于1999年底成為國際標準(ISO/IEC 14496-2)。

　　H.264也許是最有前途的一個了，相對于MPEG2、 MPEG4而言，其壓縮效率是三種編碼中最高的。H.264標準由國際電信聯(lián)盟電信標準化部(ITU-T)和國際標準化組織/國際電工委員會(ISO/IEC)共同研究發(fā)布，因此H.264有兩個名稱，一個是沿用 ITU-T組織的H.26x名稱，叫“H.264”，另一個則是A V C ( 高級視頻編碼)。H.264格式的最大特點是在保證畫面質(zhì)量的情況下，它可以把文件大小控制在MPEG2格式的二分之一甚至三分之一。所以其更高的壓縮比、更好的IP和無線網(wǎng)絡信道的適應性，在數(shù)字視頻通信和存儲領域得到越來越廣泛的應用。但是需要注意的是，H.264獲得優(yōu)越性能的代價是計算復雜度增加，因此H.264的硬件要求是最高的。

　　微軟公司在2003年9月提出了VC-1編碼格式(開發(fā)代號Corona)，目前已經(jīng)得到了 MovieBeam、Modeo等不少公司的采納，同時也包含在HD DVD和藍光中，包括華納和環(huán)球等影業(yè)公司也有采用這種格式的意向。VC-1基于微軟windows Media Video9 ( WMV9 )格式， 而WMV9格式現(xiàn)在已經(jīng)成為VC-1標準的實際執(zhí)行部分。VC-1是最后被認可的高清編碼格式，因為有微軟的后臺，所以這種編碼格式不能小窺，相對于MPEG2，VC-1的壓縮比更高;但相對于H.264而言，編碼解碼的計算則要稍小一些。

　　AVS是基于我國自主創(chuàng)新技術(shù)和國際公開技術(shù)所構(gòu)建的標準，主要面向高清晰度和高質(zhì)量數(shù)字電視廣播、網(wǎng)絡電視、數(shù)字存儲媒體和其他相關(guān)應用，具有性能高(與H.264相當)、復雜度低(算法復雜度比H.264明顯低)、我國掌握主要知識產(chǎn)權(quán)、專利授權(quán)模式簡單且費用低等特點�；�于此，可以認為AVS標準是能夠支撐國家數(shù)字音視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要標準，也是安防監(jiān)控行業(yè)應該采納的重要標準。

　　JPEG2000 是一種圖像編碼格式, 而并不是視頻編碼格式, 設計之初是用于取代JPEG , 而視頻序列的每一幀畫面也相當于是一幅圖像,與其前輩JPEG相比, JPEG2000放棄了以離散余弦變換DCT為主的區(qū)塊編碼方式, 而改為采用以小波變換為主的多解析編碼方式, 壓縮率比JPEG 高約 30% 左右, 同時JPEG2000支持有損和無損壓縮。JPEG2000有幾個重要特性, 支持“漸進傳輸”及“感興趣區(qū)域編碼”。在清晰度方面, 它可以先解碼一副畫面的四分之一尺寸, 然后再二分之一, 最后解碼出整幅畫面;在圖像質(zhì)量方面, 它可以先傳輸圖像的輪廓, 然后逐步傳輸數(shù)據(jù), 不斷提高圖像質(zhì)量, 讓圖像由朦朧到清晰顯示;“感興趣區(qū)域”是指用戶可以任意指定圖像上感興趣區(qū)域的壓縮質(zhì)量, 還可以選擇指定的部份先解壓縮, 便于突出重點。但JPEG2000計算量太大，壓縮率不高，目前很難在嵌入式實時系統(tǒng)中實現(xiàn)，對存儲傳輸也提出了較高的要求，目前僅有一些高清專用系統(tǒng)采用了這個算法。

　　在編碼芯片上，一般有DSP、ASIC等可供選擇。DSP方案，如達芬奇數(shù)字媒體處理器TMS320DM6467，是基于DSP的SOC(片上系統(tǒng))，集成了300MHz的ARM內(nèi)核和600MHz的DSP內(nèi)核，并采用高清視頻協(xié)處理器，在執(zhí)行H.264 HP@L4(1080p 30fps、1080i 60fps、720p 60fps)的同步多格式高清編碼、解碼與轉(zhuǎn)碼方面，表現(xiàn)出色。還有一款高清入門級的TI芯片DM355，它內(nèi)置了編解碼算法實現(xiàn)，能夠以720p格式與每秒30幀的速度提供高清MPEG4 SP編解碼能力，是快速開發(fā)入門級高清編碼產(chǎn)品的不錯選擇。ASIC方案，如海思3511的處理器，一款基于ARM9處理器內(nèi)核以及視頻硬件加速引擎的高性能通信媒體處理器，具有高集成、可編程、支持H.264和MJPEG(Motion JPEG是一種視頻壓縮格式，其中每一幀圖像 都分別使用JPEG 編碼)等多協(xié)議的優(yōu)點，可廣泛應用于實時視頻通信、數(shù)字圖像監(jiān)控、網(wǎng)絡攝像機等領域。

　　高清傳輸技術(shù)

　　監(jiān)控系統(tǒng)傳輸技術(shù)主要有視頻基帶傳輸、光纖傳輸、網(wǎng)絡傳輸、微波傳輸、雙絞線平衡傳輸和寬頻共纜傳輸六種傳輸方式。每種傳輸技術(shù)都有其自身特點，有各自的應用層面，對于一個復雜的監(jiān)控系統(tǒng)往往根據(jù)不同的傳輸距離，不同的監(jiān)控要求，采用不同的傳輸方式。面對高清應用的超大數(shù)據(jù)量，以及實時性的要求，采用光纖傳輸是解決長距離視頻監(jiān)控高速傳輸系統(tǒng)的最佳解決方式，通過把視頻及控制信號轉(zhuǎn)換為光信號在光纖中傳輸。光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、不受電磁波干擾、重量輕、保密性好等一系列優(yōu)點，廣泛應用于國家及省市級的主干通信網(wǎng)絡、有線電視網(wǎng)絡及高速寬帶計算機網(wǎng)絡。而在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，光纖傳輸也已成為長距離音視頻及控制信號傳輸?shù)氖走x方式。但光纖傳輸需專門的技術(shù)人員負責光纖熔接及設備維護方面的工作，另外對于近距離監(jiān)控信號傳輸不夠經(jīng)濟。

　　舉例來說，高清意味著需要更高帶寬。一般認為，H.264編碼D1(720×576)畫質(zhì)的碼流為2M左右，那么以1080P計算，畫面尺寸約是D1的5倍，簡單計算，碼流也是5倍。因此，H.264編碼的一個1080P高清畫面所用帶寬約為10M，與D1畫質(zhì)的MPEG2相當。由此可以看出，對于“高清”，網(wǎng)絡傳輸并沒有特別的要求。不過有一點必須指出，目前的互聯(lián)網(wǎng)是不能夠承載高清畫質(zhì)的，必須是專網(wǎng)甚至光纖。相比模擬傳輸，數(shù)字網(wǎng)絡傳輸高清視頻具有得天獨厚的優(yōu)勢。

　　當然，由于高清占用了更高的網(wǎng)絡帶寬，在組建高清系統(tǒng)特別是大路數(shù)高清系統(tǒng)時對于網(wǎng)絡帶寬的使用還是應該精打細算。例如，如果使用100M以太網(wǎng)，實際上同時只能承載5路左右的高清圖像(考慮到以太網(wǎng)的碰撞偵聽特性)。如果同一視頻源有多個用戶訪問，占用的帶寬會更大。因此對于系統(tǒng)設計、組播、轉(zhuǎn)發(fā)等技術(shù)的使用就顯得尤為重要。