数字视频技术与产品.doc

数字视频技术与产品 冉权江 自从人类社会存在财产、资产概念以来，产业（资产）安全防范（以下简称“安防”）问题就成为人们讨论的重点，从原始的人工守护，到现代化的电子装备，已经经历了一个漫长的过程，几千年的人工守护方式在短短的20年时间得到了飞速发展，毫无疑问，这是电子信息技术的疾速发展推动了安防事业的发展，数字视频技术使现代化的安全技术锦上添花，现代安防技术进入了新时代，不过，数字化视频技术在安防领域的应用还处于发展阶段，网络化、信息化产品还会随着应用需求的不断发展而发展，在未来一段时间内，信息化的安防技术产品才会使数字化视频技术在安防领域做到产业化的规模化，也是数字视频产业化的最终目标。安防技术本身包含安全保护和事后取证两个部分，数字视频技术是目前的事后取证最好方案。本文就从数字视频技术与产品一题作简单的分析和介绍。 安防技术的发展经历了三个阶段：完全人工守护、模拟电子装备辅助、数字化电子装备。目前安防技术正处于第四个阶段——网络化安防技术时代，紧接着的是安防技术的信息化时代的到来。普遍认为，实现网络化就实现了信息化，其实不然，目前的数字视频技术只能叫作网络化，信息化技术还包含更多的概念和技术。本文重点讨论的是数字视频技术的产生、发展和未来趋势。 从计算机的多媒体技术开始，视频数字化就成为可能，无巧不成书，世界上第一张安防领域使用的视频压缩卡并非是为安防行业设计的，它是由多媒体厂家为了实现个人电脑的多媒体功能而设计的，只不过被安防行业引用过来而已。数字视频技术在安防行业的应用于其他行业应用有着较大的区别，其主要特点是：图像清晰度要求较高、要求数据保存时间较长。也因此原因，不得不先说说视频压缩技术。 视频压缩技术的发展 我们可以把视频和音频模拟信号进行采样并分别进行模—数转换，并将这些视频、音频信号转化成为数字化的信息流，形成数字化的视频数据，但这些数据流是不能直接进行传送和存储。因为未经压缩的图形、视频和音频数据需要非常大的存储容量才能存储。例如；用PAL制式采集的视频信号在一般清晰度时要求25帧/秒、352×288像素/帧，如果彩色图像每像素占用空间24bit，则该数据流速度为352×288×25×24=60825kbps。显然这样庞大的数据流对大多数传输线路来说是无法承受的，而且也是难以存储的。为此，人们开始专门研究将这些视频、音频数据流进行压缩。很多压缩编码标准相继推出，主要有JPEG/M-JPEG、H.261/H.263和MPEG-1/2/4以及H.264等标准。其中JPEG标准主要是用在静止图像的压缩；M-JPEG是将JPEG改进后用到运动图像上，在压缩比不高时，有较好的复现图像质量，但占用存储空间大，在压缩比比较高的情况下，复现图像质量差；H.261/H.263标准是专门为用于图像质量要求不高的视频会议和可视电话设计；MPEG（Moving Picture Expert Group即活动图像专家组），它是由ISO（国际标准化组织）和IEC（国际电工委员会）于1988年联合成立的视频编码专家组，专门致力于运动图像及伴音编码标准化工作，它们推出了MPEG编码标准，即MPEG视频及MPEG音频。JVT（Joint Video Team，视频联合工作组）由ITU-T和ISO两个国际标准化组织的有关视频编码的专家联合组成2003年5月目标是制定一个新的视频编码标准，以实现视频的高压缩比、高图像质量、良好的网络适应性等目标。bps的标准数据流，它对动作不激烈的视频信号可获得较好的图像质量，但当动作激烈时，图像就会产生马赛克现象。它没有定义用于对额外数据流进行编码的格式，因此这种技术不能广泛推广。它主要用于家用VCD，它需要的存储空间比较大，下面的例子可说明这点。 对于清晰度为352×288的彩色画面，采用25帧/秒，压缩比为50：1时，实时录像一个小时，经计算可知需存储空间为550MB左右，若是8路图像以每天录像10小时，每月30天算，则要求硬盘存储容量为1320GB，则显然是很难保证存储空间的。 MPEG-2制定于1994年，它是为了力争获得更高的分辨率（720×486），提供广播级视频和CD级的音频，它是高质量视频音频编码标准。传输速率在3-10Mbps之间。作为MPEG-1的兼容性扩展，MPEG-2支持隔行扫描视频格式和其它先进功能，可广泛应用在各种速率和各种分辨率的场合。但是MPEG-2标准数据量较大，不便存放和传输。 MPEG-4制定于1998年，视频质量分辨率很高，而数据速率相对较低。主要原因在于，MPEG-4采用ACE（高级译码效率）技术，它是一套首次使用于MPEG-4的编码运算规则。与ACE有关的目标定向可以启用很低的数据率。它与MPEG-2相比，可节省90%的储存空间。MPEG-