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移動(dòng)端

視頻傳送技術(shù)中壓縮技巧簡析

2012年08月01日 17:00$artinfo.Reprint點(diǎn)擊量:1565

  針對(duì)當(dāng)前主要的視頻壓縮技術(shù),大體可劃分為兩類--幀間壓縮和幀內(nèi)壓縮兩部分。對(duì)于幀內(nèi)壓縮來講,它的工作原理是把視頻圖像分解成若于個(gè)固定的畫面并進(jìn)行一幅一幅地傳輸。在當(dāng)前的主要壓縮技術(shù)中,Wavelet和M-JPEG就是幀內(nèi)壓縮的主要代表。而相對(duì)于幀內(nèi)壓縮來說,則是對(duì)每幅傳送圖像進(jìn)行分解和分析后,只對(duì)不同影像的部分進(jìn)行傳送。而這種格式的代表則是MPEG1、MPEG2、MPEG4、H.264和AVS等等。
  
  在我們挑選網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)在參數(shù)欄里面看到這么一個(gè)名詞:壓縮方式。然后后面往往會(huì)跟著類似于H.264或者是MPEG4之類的專業(yè)術(shù)語。對(duì)于接觸安防監(jiān)控產(chǎn)品時(shí)間不長的朋友來說,可能會(huì)對(duì)這些不同的格式在傳輸中的特點(diǎn)還不是很了解。作為成像質(zhì)量的重要衡量指標(biāo),壓縮方式是網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的核心技術(shù),它在很大的程度上決定了圖像的質(zhì)量、壓縮比、傳輸效率、傳輸速度等性能。因此可以說,它是評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)性能優(yōu)劣的重要一環(huán)。
  
  隨著視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展。壓縮編碼技術(shù)主要經(jīng)歷為如下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn):M-JPEG、MPEG系列和H.26X系列等。
  
  M-JPEG壓縮技術(shù)
  
  M-JPEG是一款比較早的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。說道M-JPEG技術(shù),就不得不提到它的*--JPEG。JPEG是一種靜止圖像的幀內(nèi)壓縮標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)硬件在處理速度達(dá)到一定程度時(shí),便可用于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像的視頻壓縮。在畫面變動(dòng)較小的情況下,可以提供質(zhì)量非常高的畫面質(zhì)量,并且也能保持非??斓膫鬏斔俣?。而M-JPEG則源于JPEG壓縮技術(shù)的發(fā)展。與jpeg一樣,m-jpeg是一種簡單的幀內(nèi)壓縮,在畫面變動(dòng)時(shí),可以很好的消除馬賽克現(xiàn)象,從而在快速傳輸中達(dá)到很好的畫面質(zhì)量。
  
  MPEG-4壓縮標(biāo)準(zhǔn)
  
  但是,他也面臨著與jpeg同樣的問題,即由于技術(shù)本身的限制,在工作中很難完成大比例的壓縮。因而無論在錄像還是傳輸?shù)脑?,都需要占用很大空間的存儲(chǔ)容量和帶寬。因此,這種技術(shù)并不適合長時(shí)間錄像或者是要求較高的實(shí)時(shí)錄像傳送需求。
  
  MPEG壓縮技術(shù)
  
  MPEG全稱是MovingPicturesExpertsGroup,它是"動(dòng)態(tài)圖象專家組"的英文縮寫。起初這個(gè)專家組成立于1988年,目的是致力于運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)化工作,原先他們打算開發(fā)MPEG1到MPEG4四個(gè)版本,以適用于不同帶寬和數(shù)字影像質(zhì)量的要求。但是由于第二代產(chǎn)品MPEG2性能的極為出色,以至于在MPEG3問世之前就*跳到了MPEG4的時(shí)代。
  
  MPEG-4是新一代基于內(nèi)容的多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn),它與傳統(tǒng)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的zui大不同在于提出了基于對(duì)象的視頻編碼新概念。在MPEG4的諸多理念中,內(nèi)容交互性是MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的核心思想,可以說,這對(duì)于視頻編碼技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用都有著突破性的意義。
  
  總的來說,MPEG4是專門為移動(dòng)通信設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。與傳統(tǒng)的MPEG標(biāo)準(zhǔn)相比,MPEG4可以根據(jù)圖像的內(nèi)容,將其中的拍攝對(duì)象很好的分離出來,分別進(jìn)行幀內(nèi)、幀間編碼,并允許在不同的對(duì)象之間靈活分配碼率,對(duì)重要的對(duì)象分配較多的字節(jié),對(duì)次要的對(duì)象分配較少的字節(jié),從而大大提高了壓縮比,進(jìn)一步保障了數(shù)據(jù)在壓縮后的質(zhì)量。因而可以在較低的碼率下獲得較好的效果。
  
  因此,基于它的技術(shù)特點(diǎn),MPEG4可以在保障畫面清晰度的情況下,很好的壓縮視頻的存儲(chǔ)容量。因而不但可以更好的滿足長時(shí)間攝像,而且在網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境不是很好的情況下依然能夠擁有不錯(cuò)的傳輸效果。
    
  H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)
  
  H.26x標(biāo)準(zhǔn)也是視頻壓縮編碼的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前應(yīng)用zui多的就是H.264標(biāo)準(zhǔn)。H.264是也是在MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上建立起來的,其編解碼流程主要包括5個(gè)部分:即幀間和幀內(nèi)預(yù)測、變換和反變換、量化和反量化、環(huán)路濾波、熵編碼等。由于在同樣的條件下H.264的壓縮效率可以比其他標(biāo)準(zhǔn)的壓縮效率提高2倍以上,因此,H.264也是當(dāng)前應(yīng)用zui多的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。
  
  概括來說,H.264的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在高編碼效率,高質(zhì)量的成像效果,高網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)能力等等。尤其在網(wǎng)絡(luò)功能的適應(yīng)上,對(duì)于當(dāng)前受制于網(wǎng)絡(luò)帶寬不足的因素,網(wǎng)絡(luò)攝像監(jiān)控的成像質(zhì)量很難達(dá)到理想的效果,而H.264則在這方面極大的對(duì)成像質(zhì)量作出了很有效的補(bǔ)充,尤其在實(shí)時(shí)監(jiān)控上,H.264技術(shù)更是盡可能的保障了視頻的連貫性。
  
  在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)攝像設(shè)備中,大多都是以H.264標(biāo)準(zhǔn)作為自己的視頻壓縮技術(shù)。而MPEG4則是一個(gè)很好的補(bǔ)充。從成像效果來看,MPEG4標(biāo)準(zhǔn)在單個(gè)畫面的清晰度上更具優(yōu)勢;而從動(dòng)作連貫性上來分析的話,無疑是H.264的天下。因此,只要用戶在熟悉了壓縮方式的特點(diǎn)之后,對(duì)攝像機(jī)未來的工作性能肯定也就能有個(gè)大體的定位了
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