O método de compressão é a tecnologia central do DVR. O método de compressão determina em grande parte a qualidade da imagem, taxa de compressão, eficiência de transmissão, velocidade de transmissão e outros desempenhos. É uma parte importante da avaliação do desempenho do DVR. Com o desenvolvimento da tecnologia de multimídia, muitos padrões de codificação de compressão foram introduzidos um após o outro. Atualmente, existem principalmente padrões JPEG / M-JPEG, H.261 / H.263 e MPEG.
1, JPEG / M-JPEG
①. JPEG é um padrão de compactação para imagens estáticas, que é um método de codificação de compactação intra-frame padrão. Quando a velocidade de processamento do hardware é rápida o suficiente, JPEG pode ser usado para compressão de vídeo de imagens em movimento em tempo real. Ele pode fornecer uma qualidade de imagem muito boa sob a condição de pequenas mudanças na imagem, a velocidade de transmissão é rápida e o uso é bastante seguro. A desvantagem é que a quantidade de dados é grande.
②. M-JPEG é derivado da tecnologia de compressão JPEG. É uma compressão JPEG intra-frame simples. A qualidade da imagem comprimida é melhor e não há mosaico sob a condição de mudanças de imagem. No entanto, devido à limitação desta tecnologia de compressão, a compressão em grande escala não pode ser alcançada. , Ao gravar cerca de 1-2 GB de espaço por hora, a transmissão de rede requer 2M de largura de banda, portanto, independentemente da gravação ou transmissão de rede, consumirá muita capacidade do disco rígido e largura de banda, não é adequado para necessidades de gravação contínua de longo prazo, não é prático para Transmissão de imagens em rede de vídeo.
2, H.261 / H.263
① O padrão H.261 é geralmente chamado de P * 64. O H.261 pode atingir uma taxa de compressão mais alta para transmissão colorida em tempo real de imagens em movimento. O algoritmo é composto de compactação intra-frame mais compactação e codificação inter-frame para fornecer processamento rápido de compactação e descompressão de vídeo. Uma vez que apenas o último 1 quadro é previsto no algoritmo de compressão entre quadros, ele tem uma vantagem na duração, mas a qualidade da imagem é difícil de alcançar alta definição, e é impossível alcançar grandes taxas de compressão e gravação de vídeo de taxa variável.
② O método de codificação básico do H.263 é o mesmo do H.261, sendo que ambos são métodos de codificação mistos. No entanto, o H.263 fez melhorias em todos os aspectos da codificação para se adaptar à transmissão de taxa de bits extremamente baixa, como salvar códigos. Para melhorar a qualidade das imagens codificadas, o H.263 também absorve a previsão de movimento bidirecional do MPEG e outras medidas para melhorar ainda mais a precisão da previsão da codificação entre quadros. De modo geral, quando a taxa de bits é baixa, o uso de H.263 é apenas a metade da taxa. Qualidade de imagem comparável a H.261 pode ser obtida.
3, MPEG
MPEG é um padrão de codificação de vídeo e áudio para compactar imagens em movimento e o áudio que as acompanha. Ele usa compactação entre quadros e armazena apenas as diferenças entre quadros consecutivos para obter uma taxa de compactação maior. O MPEG tem três versões, MPEG-1, MPEG-2 e MPEG-4, para atender aos requisitos de diferentes larguras de banda e qualidade de imagem.
① O algoritmo de compressão de vídeo do MPEG-1 depende de duas tecnologias básicas, uma é a compensação de movimento baseada em blocos de 16 * 16 (pixel * linha) e a outra é a tecnologia de compressão baseada no domínio de transformação para reduzir a redundância espacial e a taxa de compressão É similar. Acima de M-JPEG, melhor qualidade de imagem pode ser obtida para sinais de vídeo com movimento menos intenso, mas quando o movimento é intenso, a imagem terá um fenômeno de mosaico. O MPEG-1 transmite sinais de vídeo e áudio a uma taxa de dados de 1.5 Mbps. MPEG-1 é equivalente à qualidade de imagem de um gravador de vídeo VHS em termos de qualidade de imagem de vídeo. O modo de cor da resolução de gravação de vídeo é ≥240TVL e a qualidade do áudio estéreo de dois canais é próxima à do CD. Qualidade de som. MPEG-1 é um algoritmo de compressão para predição de vários quadros antes e depois dos quadros. Possui grande flexibilidade de compressão e pode comprimir vídeo em taxas variáveis. Dependendo dos diferentes ambientes de gravação, diferentes qualidades de compressão podem ser definidas, variando de 80 MB a 400 MB por hora, mas a quantidade de dados e largura de banda ainda são relativamente grandes.
②, MPEG-2 É para obter uma resolução mais alta (720 * 572) para fornecer padrões de codificação de áudio e vídeo de nível de transmissão. Como uma extensão compatível do MPEG-1, o MPEG-2 suporta formatos de vídeo entrelaçados e muitos recursos avançados, incluindo suporte para codificação de vídeo ajustável em vários níveis, adequado para ocasiões com várias qualidades, como taxas e resoluções múltiplas. É adequado para imagens em tempo real com grandes alterações de movimento e requisitos de alta qualidade de imagem. O sinal de vídeo com resolução de 30 quadros por segundo e 720 * 572 é comprimido, e a taxa de dados pode chegar a 3-10 Mbps. Devido à grande quantidade de dados, não é adequado para gravação contínua de longo prazo.
③, MPEG-4 é um padrão de codificação de áudio e vídeo de baixa taxa e alta compactação para dispositivos de comunicação móvel para transmitir sinais de vídeo e áudio em tempo real pela Internet. O padrão MPEG-4 é um método de compactação orientado a objetos. Ele não simplesmente divide a imagem em blocos como MPEG-1 e MPEG-2, mas separa os objetos (objetos, personagens, fundo) de acordo com o conteúdo da imagem. , Execute a codificação intra-quadro e inter-quadro separadamente e permite a alocação flexível de taxas de código entre diferentes objetos, aloca mais bytes para objetos importantes e aloca menos bytes para objetos secundários, melhorando muito assim. A taxa de compressão pode alcançar melhores resultados em um taxa de bits mais baixa. O MPEG-4 suporta a maioria das funções em MPEG-1 e MPEG-2 e fornece diferentes formatos de fonte padrão de vídeo, taxas de bits e taxas de quadros para imagens gráficas retangulares. Codificação eficaz.
Resumindo, o MPEG-4 tem três vantagens:
①, com boa compatibilidade;
②, MPEG-4 fornece uma taxa de compressão melhor do que outros algoritmos, até 200: 1;
③, embora o MPEG-4 forneça uma alta taxa de compressão, a perda de dados é muito pequena. Portanto, a aplicação de MPEG-4 pode reduzir significativamente a capacidade de armazenamento de vídeo e obter maior clareza de vídeo, o que é especialmente adequado para as necessidades de gravação de vídeo em tempo real de longo prazo. Ao mesmo tempo, possui excelentes recursos de transmissão de rede em baixa largura de banda.
H.264 é um novo padrão de codificação de vídeo digital desenvolvido pela equipe de vídeo conjunta (JVT: equipe de vídeo conjunta) do VCEG (Video Coding Experts Group) da ITU-T e MPEG (Moving Picture Coding Experts Group) da ISO / IEC. É a parte 10 do H.264 do ITU-T e do MPEG-4 do ISO / IEC. A solicitação de rascunhos começou em janeiro de 1998. O primeiro rascunho foi concluído em setembro de 1999. O modelo de teste TML-8 foi desenvolvido em maio de 2001. O conselho FCD do H.264 foi aprovado na 5ª reunião da JVT em junho de 2002.. O padrão está atualmente em desenvolvimento e deverá ser oficialmente adotado no primeiro semestre do próximo ano.
O H.264, como o padrão anterior, também é um modo de codificação híbrido do DPCM mais a codificação de transformação. No entanto, adota um design conciso de "retorno ao básico", sem muitas opções, e obtém um desempenho de compressão muito melhor do que o H.263 ++; fortalece a adaptabilidade a vários canais e adota uma estrutura e sintaxe "amigáveis à rede". Propício ao processamento de erros e perda de pacotes; uma ampla gama de aplicativos para atender às necessidades de diferentes velocidades, diferentes resoluções e diferentes ocasiões de transmissão (armazenamento); seu sistema básico é aberto e nenhum copyright é exigido para o uso.
Tecnicamente, há muitos destaques no padrão H.264, como codificação de símbolo VLC unificada, alta precisão, estimativa de deslocamento multimodo, transformação de inteiro com base em blocos 4 × 4, sintaxe de codificação em camadas, etc. Essas medidas tornam H. O algoritmo 264 tem uma eficiência de codificação muito alta, com a mesma qualidade de imagem reconstruída, pode economizar cerca de 50% da taxa de código do que H.263. A estrutura de fluxo de código do H.264 tem forte adaptabilidade de rede, aumenta a capacidade de recuperação de erros e pode se adaptar bem à aplicação de redes IP e sem fio.
Na verdade, a maior parte do H.264 atual é H.263 ++ por meio do algoritmo aprimorado, a taxa de compressão tornou-se um pouco menor (incluindo alguns fabricantes individuais agora, meus colegas viram seu código-fonte)! Se for comparado a partir da definição de uma única tela, o MPEG4 tem uma vantagem; da definição de continuidade de ação, o H.264 tem uma vantagem!
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