化解數(shù)字視頻的技術(shù)障礙

　　實(shí)現(xiàn) MPEG 算法的壓縮標(biāo)準(zhǔn)在視頻系統(tǒng)中很受歡迎。請(qǐng)注意，MPEG 實(shí)際包含了多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-2 是一種較早期的標(biāo)準(zhǔn)，主要用于 DVD 與廣播視頻，而 MPEG-4 則可針對(duì)特定比特率實(shí)現(xiàn)更加清晰的畫質(zhì)。H.264 則是最新增加的標(biāo)準(zhǔn)，也稱作 MPEG-4 Part 10 或高級(jí)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn) (AVC)，該標(biāo)準(zhǔn)具有更高的壓縮性能。

　　一般規(guī)律是，標(biāo)準(zhǔn) 30 FPS 模擬攝像頭采用 H.264 壓縮技術(shù)，比特率是 1Mbps。通常 MPEG-4 所用帶寬高于 50%，而 MPEG-2 所用帶寬又要比 MPEG-4 多出 50%。

　　要實(shí)現(xiàn)這種高質(zhì)量壓縮，運(yùn)行壓縮算法的計(jì)算能力就會(huì)相應(yīng)提高，這會(huì)導(dǎo)致成本提高，乃至延遲時(shí)間加長(zhǎng)。但是，隨著信號(hào)處理器功能變得日益強(qiáng)大，價(jià)格不斷降低，這種計(jì)算性能提高的負(fù)面影響在今后幾年會(huì)有所降低。

　　系統(tǒng)集成商或安全管理人員必須確定系統(tǒng)可接受的最低視頻質(zhì)量，這決定了視頻的影像解析度與幀速率，配合所用的編解碼器，也就決定了視頻所需的數(shù)據(jù)傳輸速率、計(jì)算量以及存儲(chǔ)空間大小。目前，MPEG-2 算法用于原有系統(tǒng)中，而新系統(tǒng)則不采用這種算法。MPEG-4 是一種處于中間水平的壓縮算法，常用于低端系統(tǒng)。

視頻分析技術(shù)有助于簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，減輕存儲(chǔ)空間負(fù)擔(dān)

　　一些因素推動(dòng)壓縮算法從 MPEG-4 向 H.264 轉(zhuǎn)變。自 MPEG-4 被開發(fā)出以來，工程師不斷改進(jìn)壓縮技術(shù)，很多是在 H.264 上的創(chuàng)新，這種新算法不是只使用一個(gè)參考幀，而是采用多個(gè)參考幀，而且支持尺寸可變的預(yù)測(cè)塊。

　　根據(jù)具體實(shí)施的特性與選項(xiàng)的不同，壓縮效率會(huì)有很大差異，不過總體說來，計(jì)算開銷與延遲間可以進(jìn)行一定的折中。因此，采用 H.264 壓縮算法時(shí)，人們可以從一些預(yù)定義的特性集中選擇(也稱作配置文件)，其中的 H.264 高規(guī)范可以支持低延遲多解析度視頻的數(shù)據(jù)流，而這正是視頻監(jiān)控應(yīng)用的重要要求。此外，在視頻質(zhì)量與比特率之間折中平衡時(shí)，有許多可調(diào)節(jié)的“旋鈕(knob)”，必須作出適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。

　　如前所述，延遲問題非常重要。目前，如果從事件發(fā)生到事件在屏幕上顯示出來有 100 毫秒延遲通常還可以接受。我們最好把延遲作為系統(tǒng)級(jí)問題來解決。由于延遲非常重要，因此系統(tǒng)應(yīng)將原始視頻直接提交預(yù)覽顯示，而不應(yīng)先傳輸?shù)戒浿?存儲(chǔ)系統(tǒng)，然后再顯示。當(dāng)然，不同的壓縮算法會(huì)在原始數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)影像之間造成不同程度的延遲，我們建議關(guān)注延遲問題的系統(tǒng)開發(fā)人員認(rèn)真考慮采用 H.264 壓縮算法。

　　人們還會(huì)關(guān)注視頻數(shù)據(jù)的傳輸問題，即有沒有足夠的帶寬實(shí)時(shí)傳輸所有影像數(shù)據(jù)。在采用內(nèi)置硬盤的模擬攝像頭與 DVR 的混合系統(tǒng)中，DVR 必須具備足夠高的帶寬以處理所有視頻饋送。即便就完全采用 IP 攝像頭輸出的數(shù)字饋送，也會(huì)出現(xiàn)同樣的問題。編解碼器與比特率的選擇也會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)設(shè)備是否適用產(chǎn)生影響。

　　在安全監(jiān)控應(yīng)用中，我們必須避免網(wǎng)絡(luò)過載，因此輕載 (over-provisioning) 是最好的解決方法。100Mbps 以太網(wǎng)通?？梢苑浅？煽康刂С?8 個(gè) 1Mbps 攝像頭，而 10Mbps 以太網(wǎng)則難以勝任。當(dāng)然，最終決定要取決于采用什么樣的交換機(jī)與集線器。存儲(chǔ)技術(shù)也肯定會(huì)對(duì)安全應(yīng)用造成影響。不過，我們不見得一定要一直傳輸所有數(shù)據(jù)，可以僅在發(fā)生特定情況的時(shí)候傳輸數(shù)據(jù)。新型智能攝像頭與 DVR 采用智能視頻分析技術(shù)，能根據(jù)用戶編入的事件對(duì)影像進(jìn)行檢查，檢測(cè)是否發(fā)生了感興趣的事件，比方說有人出現(xiàn)、有人離開等。常見的視頻分析范例包括：檢測(cè)潛在的可疑活動(dòng)，比方說是否有人在敏感區(qū)域徘徊；監(jiān)控交通狀況；機(jī)場(chǎng)安全監(jiān)控；以及檢測(cè)是否有遺留下來無人看管的物品等。利用分析技術(shù)，我們可僅在發(fā)生特別事件的情況下才傳輸或存儲(chǔ)視頻，這就降低了整體網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)需求。