化解數字視頻的技術(shù)障礙

　　實(shí)現 MPEG 算法的壓縮標準在視頻系統中很受歡迎。請注意，MPEG 實(shí)際包含了多個(gè)標準。MPEG-2 是一種較早期的標準，主要用于 DVD 與廣播視頻，而 MPEG-4 則可針對特定比特率實(shí)現更加清晰的畫(huà)質(zhì)。H.264 則是最新增加的標準，也稱(chēng)作 MPEG-4 Part 10 或高級視頻編碼標準 (AVC)，該標準具有更高的壓縮性能。

　　一般規律是，標準 30 FPS 模擬攝像頭采用 H.264 壓縮技術(shù)，比特率是 1Mbps。通常 MPEG-4 所用帶寬高于 50%，而 MPEG-2 所用帶寬又要比 MPEG-4 多出 50%。

　　要實(shí)現這種高質(zhì)量壓縮，運行壓縮算法的計算能力就會(huì )相應提高，這會(huì )導致成本提高，乃至延遲時(shí)間加長(cháng)。但是，隨著(zhù)信號處理器功能變得日益強大，價(jià)格不斷降低，這種計算性能提高的負面影響在今后幾年會(huì )有所降低。

　　系統集成商或安全管理人員必須確定系統可接受的最低視頻質(zhì)量，這決定了視頻的影像解析度與幀速率，配合所用的編解碼器，也就決定了視頻所需的數據傳輸速率、計算量以及存儲空間大小。目前，MPEG-2 算法用于原有系統中，而新系統則不采用這種算法。MPEG-4 是一種處于中間水平的壓縮算法，常用于低端系統。

視頻分析技術(shù)有助于簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )，減輕存儲空間負擔

　　一些因素推動(dòng)壓縮算法從 MPEG-4 向 H.264 轉變。自 MPEG-4 被開(kāi)發(fā)出以來(lái)，工程師不斷改進(jìn)壓縮技術(shù)，很多是在 H.264 上的創(chuàng )新，這種新算法不是只使用一個(gè)參考幀，而是采用多個(gè)參考幀，而且支持尺寸可變的預測塊。

　　根據具體實(shí)施的特性與選項的不同，壓縮效率會(huì )有很大差異，不過(guò)總體說(shuō)來(lái)，計算開(kāi)銷(xiāo)與延遲間可以進(jìn)行一定的折中。因此，采用 H.264 壓縮算法時(shí)，人們可以從一些預定義的特性集中選擇(也稱(chēng)作配置文件)，其中的 H.264 高規范可以支持低延遲多解析度視頻的數據流，而這正是視頻監控應用的重要要求。此外，在視頻質(zhì)量與比特率之間折中平衡時(shí)，有許多可調節的“旋鈕(knob)”，必須作出適當的設置。

　　如前所述，延遲問(wèn)題非常重要。目前，如果從事件發(fā)生到事件在屏幕上顯示出來(lái)有 100 毫秒延遲通常還可以接受。我們最好把延遲作為系統級問(wèn)題來(lái)解決。由于延遲非常重要，因此系統應將原始視頻直接提交預覽顯示，而不應先傳輸到錄制/存儲系統，然后再顯示。當然，不同的壓縮算法會(huì )在原始數據與存儲影像之間造成不同程度的延遲，我們建議關(guān)注延遲問(wèn)題的系統開(kāi)發(fā)人員認真考慮采用 H.264 壓縮算法。

　　人們還會(huì )關(guān)注視頻數據的傳輸問(wèn)題，即有沒(méi)有足夠的帶寬實(shí)時(shí)傳輸所有影像數據。在采用內置硬盤(pán)的模擬攝像頭與 DVR 的混合系統中，DVR 必須具備足夠高的帶寬以處理所有視頻饋送。即便就完全采用 IP 攝像頭輸出的數字饋送，也會(huì )出現同樣的問(wèn)題。編解碼器與比特率的選擇也會(huì )對網(wǎng)絡(luò )和存儲設備是否適用產(chǎn)生影響。

　　在安全監控應用中，我們必須避免網(wǎng)絡(luò )過(guò)載，因此輕載 (over-provisioning) 是最好的解決方法。100Mbps 以太網(wǎng)通?？梢苑浅？煽康刂С?8 個(gè) 1Mbps 攝像頭，而 10Mbps 以太網(wǎng)則難以勝任。當然，最終決定要取決于采用什么樣的交換機與集線(xiàn)器。存儲技術(shù)也肯定會(huì )對安全應用造成影響。不過(guò)，我們不見(jiàn)得一定要一直傳輸所有數據，可以?xún)H在發(fā)生特定情況的時(shí)候傳輸數據。新型智能攝像頭與 DVR 采用智能視頻分析技術(shù)，能根據用戶(hù)編入的事件對影像進(jìn)行檢查，檢測是否發(fā)生了感興趣的事件，比方說(shuō)有人出現、有人離開(kāi)等。常見(jiàn)的視頻分析范例包括：檢測潛在的可疑活動(dòng)，比方說(shuō)是否有人在敏感區域徘徊；監控交通狀況；機場(chǎng)安全監控；以及檢測是否有遺留下來(lái)無(wú)人看管的物品等。利用分析技術(shù)，我們可僅在發(fā)生特別事件的情況下才傳輸或存儲視頻，這就降低了整體網(wǎng)絡(luò )和存儲需求。