基于達芬奇平臺的微波視頻監控系統

　　3視頻壓縮技術(shù)H.264的應用

　　H.264的基本流程是編碼器先將圖像分割成圖片，圖片再分為宏塊，對于每個(gè)宏塊根據幀的類(lèi)型分別加以處理。對于獨立(I)幀，采用所謂的幀內預測，對非獨立幀，采用幀間預測，即所謂的運動(dòng)搜索，然后進(jìn)行預測。并對預測采用DCT變換，最后采用熵編碼(算術(shù)或變碼長(cháng)編碼)。H.264由于采用了以下技術(shù)使壓縮比大幅提高：

　　(1)1／4、1／8運動(dòng)搜索技術(shù)，使運動(dòng)搜索的匹配精度提高；
　　(2)多參考幀技術(shù)；
　　(3)幀內的精細預測技術(shù)；
　　(4)4×4小塊預測技術(shù)，使圖塊更加容易匹配。

　　在H.264的基礎上我們還進(jìn)行了以下改進(jìn)：

　　(1)應用視覺(jué)模型進(jìn)一步減少視頻信號所占的帶寬。即對變換較大的圖像部分采用較大的量化步長(cháng)，較平坦的部分采用較小的量化步長(cháng)。壓縮后的圖像質(zhì)量與沒(méi)有采用視覺(jué)模型的圖像，幾乎沒(méi)有明顯的區別，或只有一點(diǎn)點(diǎn)的降低，但圖像的壓縮比可增加可達10％左右。但PSNR上反映出來(lái)的誤差稍大，但對很多應用來(lái)講，人們并不很關(guān)心具體的PSNR的大小。而以眼見(jiàn)為實(shí)的東西為準。

　　假設基準的量化水平為q，欲進(jìn)行變換的塊的變化量，從橫向相鄰像素的絕對誤差之和為△：

　　式中：n為快的大小(4或8)，p(i，j)為該位置上的像素值。則該塊的新的量化水平將被調節為：

　　式中：qmin，qmax為設定的最小和最大量化水平(10，51)，floor表示取整數運算，μ為調節系數。其中對MPEG的測試系列news(CIF)進(jìn)行壓縮后有以下結果：盡管PSNR略差，但視覺(jué)上的差別不是很大，比較如圖3所示。
                             
　　(1)雙指標的運動(dòng)搜索。幾乎所有現在的運動(dòng)搜索都用的是一個(gè)單一的指標，即絕對誤差和SAD，在很多DSP中都有針對求SAD的指令，如TI的C6000系列等。其實(shí)應用雙指標更能有效地進(jìn)行運動(dòng)搜索。而且更能較為精確地找到匹配模塊的位置，從而提高編碼效率。更重要的是，雙指標運動(dòng)搜索更容易實(shí)現智能化判斷小塊是否是由前一幅圖像中的某一小塊移動(dòng)而來(lái)，因而不再需要進(jìn)行編碼，從而提高編碼效率。其效果見(jiàn)圖4。

　　(3)多分辨率分析下(Multi-resolution)的雙指標運動(dòng)搜索，即應用小波變換的Lifing-Scheme將圖像分解在不同的分辨率下，首先在最粗的分辨率下得到運動(dòng)矢量的一個(gè)概貌性的描述，然后在逐漸地在高分辨率的圖像中細化運動(dòng)矢量，這樣既可較快地找到運動(dòng)矢量，又可避免陷入局部的極小值，軟件界面如圖5所示。
                                        
　　4結 論

　　我們在德州儀器公司的DVEVM的硬件基礎之上，設計了視頻傳輸系我們在德州儀器公司的DVEVM的硬件基礎之上，設計了視頻傳輸系統的硬件結構，并開(kāi)發(fā)了視頻終端的軟件和中心站接收視頻的軟件，完成了整個(gè)系統的開(kāi)發(fā)。性能測試表明：在64 K帶寬環(huán)境下實(shí)現CIF的圖像監控，監控幀率可達每秒2～5幀左右，時(shí)間延遲在2～3 s，滿(mǎn)足作為監控目的基本要求；如果綁定6×64 K=384 K的通道，則能夠在小于384 K的帶寬下，完成高質(zhì)量的D1(704×576)圖像高分辨率的視頻圖像的連續傳輸，實(shí)現設計要求。畫(huà)面質(zhì)量的平均PSNR在30 dB左右，滿(mǎn)足視覺(jué)需要，可以辨認不法闖入分子的身份。