视频编码新技术在高清监控行业中的应用

2012-08-07 08:51:10 来源:天津天地伟业数码科技有限公司作者:高旭麟责任编辑: luocaocps 收藏本文

近年来，高清监控系统的建设应用已经成为一种趋势，视频监控已经由“看得见”的标清视频安保系统，转向“看得清”的高清视频监控系统发展。2011年做为监控领域高清产品的爆发年，越来越多的厂商加入到这个领域，推出了一系列的高清视频监控产品，前端镜头厂商、芯片厂商基于高清视频的方案也是层出不穷。市场方面，在交通、卡口等领域高清方案已经逐渐普及，传统监控领域高清所占市场份额也在逐步增大，据国际权威电子行业研究机构IMS RESEARCH发布的报告表明，未来五年内，高清监控产品所占市场份额将会超越传统的标清监控产品。

在本页查看全文

感兴趣区域压缩编码技术（ROI）：视频压缩比和视频质量是一对矛盾体，压缩比越高，视频损失越多，相应的视频质量也就越差。但人们在观看监控视频时，通常只对某一个特定区域感兴趣（通常为视频中央区域），这一区域内的图像要尽可能清晰，其他部分图像可以相对模糊一些。图像的感兴趣区域压缩编码技术应运而生，即在图像中的感兴趣区域进行无损压缩或近无损压缩,在背景区域进行有损压缩。这样既可以使得重构图像有较高的视频质量,又可以得到较高的压缩比,很好地解决了压缩比和图像质量之间的矛盾。

　　如上图所示，图片1为原始图像。图片2由未经过ROI处理的普通视频编码算法压缩生成，明显看到，由于视频压缩带来的损失，整个画面已经变得模糊。我们对监控更感兴趣的面部图像进行了ROI处理，编码得到图片3。可以看到背景区域的清晰度和图片2相似，但由于对面部进行了ROI处理，保存了更多的细节，视觉上相比图片2更为清晰。在高清设备中，使用高压缩比的方式进行压缩，而对监控感兴趣的中央区域采用ROI技术进行处理，就可以得到低码率、高视觉清晰度的视频。

　　可伸缩视频编码技术：是通过将单一码流分为若干层实现的。如果视频编码器经过一次性压缩后产生的码流能被解码端以不同的码率、帧率、空间分辨率和视频质量解码，则称该编解码系统具有“可伸缩性”。从这个定义可以看出，可伸缩编码只需对视频节目源编码一次，即可通过传输、提取和解码相应部分的压缩码流，重构出各种分辨率、码率或者质量级别的视频。这种编码方式与目前使用的联播编码方式相比，满足各种不同需要的能力更强，编码效率也大大提高。

　　如图4所示，编码器提供的单一码流具有可伸缩特性，能够自动适应用户网络的网络状态和终端设备。网络带宽较好的环境下可传输高分辨率、高质量的视频，而如手机监控这样的低带宽环境下，只传输低分辨率低码流的视频。

　　可伸缩视频编码的基本思想描述如下：编码器将视频序列编码成一个基本层和多个增强层，如图5所示。基本层具有最低视频质量，增强层可以改善基本层质量。高清监控设备可以根据带宽及终端需求选择发送数据量。例如空间可伸缩编码应用中，手机视频的分辨率较小，这时就没有必要传输较多的增强层（对应于较高空间分辨率），而只需传适合手机分辨率的增强层和基本层即可。接收端根据接收到的数据解码出相应质量的视频，接收到的增强层越多，解码视频质量越好。通常假设基本层数据低于最小传输带宽，所以解码端总是可以解码出最低质量视频。通过使用采用了可伸缩视频编码技术的高清视频编码器，可以自适应各种网络带宽条件下的视频监控需求，带宽问题不再是困扰；同时解码端也可以根据自身解码能力选择只解基本层视频还是解码更多的增强型视频，很好的缓解了显示高清视频时解码显示能力不足的问题。