1 背景概要介紹
圖像傳輸是現代社會每時每刻都在進行的工作，已經成為社會日常生活中*的信息產品，具體應用如：電視、電影、會議電視、視頻監控、等。人類在接受信息的來源方面，靠眼睛攝入的圖像信息占80％以上。在現代社會，人們迫切需要了解正在發生的社會社會事件，而且人們不滿足于文字報道、語音報道，更需要從現場視頻圖像來看到真實直觀的場面。因此，圖像傳輸設備有著巨大的市場需求。
電視廣播是目前實現遠程視頻圖像傳輸的主要方式。電視采取現場多角度攝像，通過衛星或地面的通信線路把視頻信號傳送到電視臺、經過導演切換控制后的畫面視頻信號再用另外的通信線路傳輸到發射臺、由發射臺通過有線或無線信號方式播出，觀眾通過電視機實現圖像接收、觀看。這種電視廣播方式的zui大好處是節省播出線路頗帶，8MHz帶寬的一路電視圖像可以提供幾十萬直至上千萬觀眾同時收看；但是由于其采用的廣播方式，必然帶來“電視臺播出什么，觀眾只能收看什么”的弊病，大大限制了觀眾的選擇性；在信息化社會中，人們自主選擇信息的需求越來越迫切，要求越來越高，單純的電視廣播方式不能滿足人們的需要，將要逐步過渡到交互式電視廣播。在現代社會，必需充分利用遍布的寬帶網絡和豐富的信息庫，實現信息的自由“點播”，才能滿足人們對信息獲取的個性化要求。
為了實現遠程觀看現場圖像的要求，關鍵是解決圖像實時傳輸問題；而圖像的信息量巨大，在傳輸過程中需要很大的線路帶寬資源：模擬電視圖像占8MHz帶寬，數字電視原始圖像需要170Mbps的傳輸碼率；但是寬帶遠距離通信線路的使用費十分昂貴。因此，為了降低圖像傳輸的費用，必需壓縮其占用的線路帶寬，即采用圖像信息壓縮技術；而圖像壓縮在模擬信號方式下無法實現，只能在數字信號方式下進行。
近幾年來，Internet蓬勃發展，而且逐步發展成為一個寬帶數據傳輸網絡，其觸角遍及各地，是一個使用十分方便的數據傳輸網絡。這樣，我們可以把現場的圖像數字比以后，經過圖像壓縮處理，通過Internet傳輸到任何需要圖像的地方。
2 相關技術情況
圖像信號是自然界發出的光通過物體反射后、進入人眼睛形成的物理信號，屬于模擬信號方式。如果需要對圖像信號進行數字化的處理、傳輸和存儲，事先必須完成圖像信號的光/電轉換和模擬/數字轉換；由于人的眼睛只能識別模擬物理信號，所以處理完畢后的數字信號還需要還原為模擬圖像信號，即完成數字/模擬轉換和電/光轉換。
圖像數字化技術為圖像的計算機處理奠定基礎，它把物理的光信號轉換成為計算機可以識別的數值，以便于算法處理、遠程傳輸和長期存儲，實現了許多模擬技術難以完成的圖像表現功能；當然，數字化技術還包括把數字圖像數據轉換為人眼可見的模擬圖像信號這一過程。
圖像壓縮技術可以在圖像不失真或少失真的情況下，降低圖像數據傳輸率、減小占用信道帶寬、減少占用數據存儲介質空間，是圖像信息處理的重要內容。實際上，攜帶信息的圖像原始信號中存在著很大的信息冗余，按照不同的角度可以分成：空間允余——二維圖像的物體和背景在其物理表面上的光學相關性；時間冗余——運動圖像在時間上存在著相關性；知識冗余——由于存在著先驗知識和背景知識，使得需要傳輸的信息量減少；視覺冗余——人的眼睛對某些圖像特征不敏感，這些特征信息可以不在圖像數據中出現；編碼冗余——攜帶信息的符號熵大于信息熵，這種符號數據中就存在冗余。既然圖像數據中存在信息冗余，就有可能對圖像數據量進行壓縮，針對數據冗余的類型不同，可以有多種不同的數據壓縮方法。
常見的圖像壓縮技術有：JPEG，MPEG，H.26I，小波變換等。MPEG—II可以把數字電視近200Mbps的碼率壓縮到5Mbps，把高清晰度電視1Gbps的碼率壓縮25Mbps。這樣，借助某種率數字調制方法，現在用于傳送一路模擬電視的信道帶寬，可以用來傳送四路數字電視和一路高清晰度電視。MPEG—I使標準視頻（CIF）信號40Mbps的碼率壓縮到1.2Mbps，讓一張VCD視盤能存入一個75分鐘的影視節目。目前的圖像壓縮技術可以做到：在人眼的敏感范圍內，靜態圖像壓縮率為50∶1，活動圖像壓縮率可達50—200∶1。
在活動圖像的壓縮技術中，除了MPEG—II于電視廣播以外，應用zui廣泛的技術莫過于MPEG—IV。MEPG－IV主要解決在甚低速率（64kbps以內）通信線路上傳輸一定質量圖像的問題，同時實現多媒體信息的共同傳輸。主要用于移動通信和個人通信，可以拓展到目前的Internet上應用。今后MPEG—IV圖像壓縮技術可能應用的具體產品包括：多媒體電腦、掌上電腦、網絡電視、遠程視頻監控、視頻會議、等。
Internet是20世紀對人類社會影響zui大的信息傳輸技術。Internet的理論基礎是分組交換，硬件基礎是Ethernet、光纖通信和大規模集成電路，軟件基礎是TCP／IP，Windows和JAVA，應用方式有WEB，，FTP等，總之Internet的出現正在改變者社會生活的方方面面。
利用Internet實現遠距離傳輸的好處是：多種信息共同傳輸，形成多媒體信息流；較低的運行費用，即無需繳納長途電信費用，只需繳付Internet使用費，甚至可以固定月租費，大大降低了圖像傳輸費用；傳輸可靠、具有很高的傳輸質量；Internet接口標準、協議通用，使用十分方便。隨著Internet的普及，人類社會已經進入了網絡時代，到達一個被稱為后PC的時代。我們不僅用PC能上網，用各式各樣的嵌入式設備也能上網，如掌上電腦、個人數字助理（PDA）、、TV機頂盒等信息電器都可以實現上網功能。這些信息電器無一例外均采用嵌入式計算機系統。嵌入式計算機系統是界于單片機系統和臺式機系統之間的新型計算機系統，它一方面具有單片機結構簡單、體積小、耗電省、低成本的特點，同時還具備臺式機處理能力強、有＊作系統支持等優勢，目前已經在各種信息電器中廣泛使用。
3 技術應用情況
在掌握了圖像數字化、數字圖像壓縮、嵌入式計算機系統、Internet網絡數據傳輸等技術的基礎上，可以進行相關應用產品的開發，如：視頻監控系統、遠程視頻會議系統、等。這些產品目前在社會上已經有著一定的應用，其功能和作用已經被市場認可，把上述新技術運用到這些產品上，將產生功能、性能的倍增效益，大大提高這些產品的可用性．會極大地推廣這些產品的市場使用量。
3.1 視頻監控系統
視頻監控系統目前已經成為安全技術防范體系中的一個重要組成部分，它通過固定攝像機和可遙控攝像機直接觀看被監視場所，可以把被監視場所現場的圖像和聲音內容通過通信線路傳送到監控中心，同時視頻監控系統還可以與防盜報警等其它安全防范體系聯動運行，使得防范能力更加強大。
視頻監控系統的發展經歷了三個階段。在九十年代初以前，主要是以模擬設備為主的閉路電視監控系統，稱為*代模擬監控系統。九十年代中期，利用計算機的多媒體技術來實現監控，稱為第二代數字化本地視頻監控系統。九十年代末以來，以網絡為依托，以數字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放為核心，以實用的智能圖像分析為特色，引發了視頻監控行業的技術革命，視頻監控步入了全數字化時代，是視頻圖像監控的技術，稱為第三代遠程視頻監控系統。
第三代遠程視頻監控系統是以數字視頻處理技術為核心，綜合利用光電傳感器、數字化圖像處理、嵌入式計算機系統、數據傳輸網絡、自動控制和人工智能等技術的一種新型監控系統。遠程數字視頻監控系統不僅具有本地數字監控系統所具有的計算機快速處理能力、數字信息抗*力、便于快速查詢記錄、視頻圖像清晰及單機顯示多路圖像等優點，而且依托網絡，真正發揮了寬帶網絡的優勢，通過IP網絡，把監控中心和網絡可以到達的任何地方的監控目標組合成一個系統，適應了當前辦公樓設備管理數字比、網絡化和智能化的發展趨勢。
在監控領域中，數字化和網絡化是一種發展趨勢。監控系統從zui初的模擬監控系統發展到基于PC多媒體卡的數字監控系統，解決了視頻質量和數據存儲的問題，大量的局部監控系統得以建立。但網絡帶寬的不足和音視頻編解碼技術的限制，使得網絡化的數字監控系統發展緩慢。隨著寬帶網絡的迅速普及和多媒體及Internet技術的發展，特別是IP網絡和MPEG4技術的逐步成熟，網絡化的數字監控系統進入大規模商業應用階段。
3．2 視頻會議系統
遠程視頻會議系統能夠節省會議時間、提高會議效率、加快會議做出決定的進程，為部門和企業大大節省會議開支，同時減少人們為了參加各種會議而頻繁出差帶來的勞累；而且由于減少了人們的出行，降低了交通運輸壓力，還為環境保護作出了貢獻。早期的遠程會議系統稱為電視會議，目前已經發展成為多媒體會議系統。多媒體會議系統的設計原則是利用全面的信息流來交換與會者的思想，信息流中不僅包含活動圖像、聲音，還有靜止圖形、文字材料等，而且可以提供參會者共同使用的電子白板和文字交談程序，以便與會者有一個高度共享的空間來充分交流。視頻會議系統是信息化社會的標志之一。2001年*視頻會議系統設備的市場已經超過了10億美元。
3.3 視頻點播系統
隨著圖像壓縮技術的成熟和家庭寬帶接入網絡的實現，在圖像服務器和流媒體技術的支持下，在家里實現電視/電影節目的即點即播成為現實。觀眾從被動收看節目的電視廣播接收方式轉變為主動選擇的節目點播方式，是大眾文化娛樂方式的根本轉變。
上個世紀90年代出現的視頻點播系統，因為需要極其豐富的寬帶網絡資源、導致系統運行成本過高，無法大規模推廣使用。如果切實解決了圖像信息壓縮技術實現問題，再加上寬帶Internet的普及，視頻點播的實際應用就為時不遠了。
3.4 有線電視監測
電視是采取廣播方式給觀眾傳送節目的，廣播是一種單方向的信息傳輸，電視臺要了解節目傳送質量，必須建立一個的電視節目監測網，從各地的節目取樣點把圖像和聲音回傳電視臺，以便監督電視節目在各地的傳輸質量，保證觀眾收看電視節目的質量。大量節目取樣點的圖像回傳必然耗費巨大的通信線路帶寬，如果利用圖像壓縮技術，通過Internet把監測點的節目圖像傳回電視臺，就可以大大節省監測工作的費用。建立全國有線廣播電視監測網，采用高技術手段，對全國有線廣播電視傳輸覆蓋網播出的內容和傳輸質量進行遠程實時監測，實現對全國各有線廣播電視播出前端和網絡的播出內容和傳輸質量進行監測，準確了解事故位置；及時發現播出中的重大停、劣播事故，全面了解全國有線廣播電視播出內容和網絡運行情況，提高*對網絡的監管能力，可以提高管理部門處理突發事件的能力和管理水平，確保有線廣播電視播出和傳輸安全。
