万博体育软件app触摸屏监控中的图像处理技术的

万博体育软件app作者:万博体育软件app 发布时间:2020-01-08 已浏览: 53次

當監控系統經歷了模擬化、數字化、網絡化、智能化這幾個歷史階段后,万博体育软件app高清監控隨著網絡監控的展開,成為新的應用需求亮點。在高清攝像機內部集成了圖像采集,圖像編碼,圖像傳輸等模塊。在圖像采集部分,CCD和CMOS兩種傳感器分別針對不同的需求而設計,CMOS在高像素方面有著一定的優勢,而CCD對監控場景的適應性更佳。在視頻壓縮編碼部分,不同的壓縮算法和算法實現方案決定了高清圖像的質量和編碼效率。在通信控制部分,網絡的適應性、安全性、碼流的封裝格式和傳輸功能,取決于監控系統的規劃和設計。相信隨著技術的革新,圖像處理技術的方方面讓高清監控已經不在是浮云。

當前端的傳感器采集完視頻信號之后,就進入圖像編碼這個環節,目前主流的編碼技術包括H.264和M-JPEG以及MPEG4等幾種編碼格式,其中以H.264應用最為廣泛。H.264/AVC是由ITU-TVCEG與ISO/IECMPEG組成的聯合專家行動組JVT共同制定并于2003年5月發布的視頻編解碼標準,在ITU-T體系內被稱為H.264,在ISO/IEC體系內被稱為MPEG4part10-AVC,所以通常被稱為H.264/AVC或簡稱H.264。

眾所周知,高清應用最大的問題在于需要數倍于以往標清的數據傳輸帶寬和存儲容量。僅以分辨率換算,相同幀率的720P像素點數為D1的2倍有余,1080P則為4倍左右。如果繼續使用傳統的MPEG4編解碼算法,達到可接受清晰度的D1視頻一般需要5Mbps以上碼率。以此計算,高清應用的巨大數據量負荷是現有系統難以承受的,成本也會極為高昂。H.264壓縮算法包含了眾多先進的壓縮技術,例如1/4像素運動補償(QuarterPixelMotionCompensation)、環路濾波(LoopFilter)、幀內空域預測(SpatialIntraPrediction)、上下文自適應變長編碼(CAVLC)、上下文自適應算術編碼(CABAC)、多種變換類型(4x4Transform、8x8Transform)等,相對于MPEG4大幅度提高了壓縮比,數據量能夠減少一半甚至更多,為高清應用提供了有力的保障。

目前較為多見的是面向普通場合的基本檔次(BaselineProfile),以及部分主檔次(MainProfile)應用。而對于希望獲得更高壓縮率的高清需求,H.264還提供高壓縮比及支持更大位深的高檔次(HighProfile),目前應用較為少見。級別主要限制碼率、幀率/分辨率等圖像相關屬性,不同級別會影響存儲空間等系統資源的需求。一般情況下標清主要使用Level3及以下級別,200W像素的高清則需要Level4及以上級別。H.264的級別明確定義到Level5.1,支持的碼率達到240Mbps,因此能夠滿足未來相當長時間內的主流應用。必須指出的是,編碼使用高檔次和級別在提升壓縮效率的同時也對解碼設備性能提出了更高要求,導致低能力的解碼設備無法支持,所以需要權衡考慮。

所謂碼流(DataRate)是指視頻文件在單位時間內使用的數據流量,也叫碼率,是圖像處理編碼環節中畫面質量控制中最重要的部分。同樣分辨率下,視頻文件的碼流越大,壓縮比就越小,畫面質量就越高,但是存儲的空間和占用的帶寬就越大;視頻文件的碼流越小,壓縮比就越高,相應的畫面質量也會受影響。以H.264壓縮編碼的碼流為例,傳輸720P的圖像一般都需要4M碼流,而同樣畫質的圖像,有的企業如天地偉業,對壓縮算法優化的比較好的情況下則只需要2M碼流。

在傳輸過程中,經常會用到CBR和VBR等參數設置。CBR(ConstantBitRate)就是靜態比特率,CBR約定采樣率為固定值。高清視頻編碼從頭至尾為某固定值如4096KBit/s進行壓縮。而VBR則采取了一種全新的,全程動態調節技術的壓縮方法。當為靜態畫面時,VBR會自動采用較低的比特率如500KBit/s對視頻進行壓縮;當在動態畫面時會用較高的比特率如2000KBit/s對視頻進行壓縮;當在動作很劇烈的視頻畫面時則采用最高4096KBit/s進行壓縮。VBR就是在控制文件大小的情況下,最大限度的提高了高清的圖像畫質。

影響圖像畫質的還有并發流和雙碼流等技術。并發流,是指在VOD點播中同時點播節目的用戶數。并發流受碼流的限制,碼流越大并發流越小。相同配置和同樣網絡環境下采用高清和標清的并發流是不一樣的;雙碼流是指在編碼中,同時輸出兩種碼流,一路高碼率的碼流用于本地高清存儲,例如720P/1080P編碼,一路低碼率的碼流用于網絡傳輸,例如CIF/D1編碼,同時兼顧本地存儲和遠程網絡傳輸。雙碼流能實現本地傳輸和遠程傳輸兩種不同的帶寬碼流需要,本地傳輸采用高碼流可以獲得更高的高清錄像存儲,遠程傳輸采用較低的碼流以適應CDMA/ADSL等各種網絡而獲得更高的圖像流暢度。雙碼流是對網絡視頻監控的一次提速,這種創造性地將雙碼流拓寬應用,實現任意碼流格式選擇編碼技術,使大規模的視頻監控系統中成百上千臺攝像機產生海量的視頻、音頻、存儲、報警以及管理數據,能在用戶所能獲得的網絡資源有限的情況下,得已確保傳輸系統的穩定運行。