浅析高清监控中的图像处理技术

　　项目H.264MPEG4MJPEG

　　同码流画质优中差

　　复杂度高中低

　　网络传输速度快中慢

　　以天地伟业最新研发的第三代压缩编码技术为例，可以实现在2M的码流下传输720P的高清图像，而且对后端PC解码压力要求也比较低，并且对网络延时也做了专门的优化，可以控制延时在300ms之内。实测效果如下图所示：

　　图像处理之视频流

　　所谓码流（Data Rate）是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，也叫码率，是图像处理编码环节中画面质量控制中最重要的部分。同样分辨率下，视频文件的码流越大，压缩比就越小，画面质量就越高，但是存储的空间和占用的带宽就越大；视频文件的码流越小，压缩比就越高，相应的画面质量也会受影响。以H.264压缩编码的码流为例，传输720P的图像一般都需要4M码流，而同样画质的图像，有的企业如天地伟业，对压缩算法优化的比较好的情况下则只需要2M码流。

　　除了码流之外，还有一个概念叫比特率是指每秒传送的比特(bit)数，单位为 bps(Bit Per Second)。视频比特率与码流是同一个问题的两种叫法，比如一个H.264的视频文件，一般不但包含视频信息还有音频信息，音频也有自己的比特率，这是音视信息复合在一起的文件，这个文件的码流是其音视码流的总合。

　　不论是码流还是比特率，均表示经过编码（压缩）后的音频数据每秒钟需要用多少个比特来表示，而比特就是二进制里面最少的单位，要么是0，要么是1。比特率与音视频压缩的关系简单的说就是比特率越高音视频的质量就越好，但编码后的文件就越大；如果比特率越少则情况刚好翻转。

　　例如：以2000Kbps来编码音视频。

　　其中 bps是 比特1K= 1010=1024

　　b就是比特（bit）

　　s就是秒（second）

　　p就是每（per）

　　所以，以2000kbps来编码表示经过编码后的音视频数据每秒钟需要用2000K的比特来表示。

　　在传输过程中，经常会用到CBR和VBR等参数设置。CBR（Constant BitRate）就是静态比特率，CBR约定采样率为固定值。高清视频编码从头至尾为某固定值如4096KBit/s进行压缩。而VBR则采取了一种全新的，全程动态调节技术的压缩方法。当为静态画面时，VBR会自动采用较低的比特率如500KBit/s对视频进行压缩；当在动态画面时会用较高的比特率如2000KBit/s对视频进行压缩；当在动作很剧烈的视频画面时则采用最高4096KBit/s进行压缩。VBR就是在控制文件大小的情况下，最大限度的提高了高清的图像画质。

　　影响图像画质的还有并发流和双码流等技术。并发流，是指在VOD点播中同时点播节目的用户数。并发流受码流的限制，码流越大并发流越小。相同配置和同样网络环境下采用高清和标清的并发流是不一样的；双码流是指在编码中，同时输出两种码流，一路高码率的码流用于本地高清存储,例如720P/1080P编码，一路低码率的码流用于网络传输,例如CIF/D1编码，同时兼顾本地存储和远程网络传输。双码流能实现本地传输和远程传输两种不同的带宽码流需要，本地传输采用高码流可以获得更高的高清录像存储，远程传输采用较低的码流以适应CDMA/ADSL等各种网络而获得更高的图像流畅度。双码流是对网络视频监控的一次提速，这种创造性地将双码流拓宽应用，实现任意码流格式选择编码技术，使大规模的视频监控系统中成百上千台摄像机产生海量的视频、音频、存储、报警以及管理数据，能在用户所能获得的网络资源有限的情况下，得已确保传输系统的稳定运行。

　　除以上常见图像处理技术之外还有逐行扫描，3D降噪，宽动态，强光抑制，背光补偿，低照度等等技术，这些技术的应用极大的推动了高清监控的发展。

作者单位：　天津天地伟业数码科技有限公司