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北京億維東方科技有限公司
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閱讀：1583發布時間：2010-4-22
智能視頻監控（IVS）
“智能視頻監控”（InligentVideoSurveillance，簡稱IVS）智能視頻（IV，InligentVideo）技術源自計算機視覺（CV，ComputerVision）與人工智能（AI，ArtificialInligent）的研究，其發展目標在于將圖像與事件描述之間建立一種映射關系，使計算機從紛繁的視頻圖像中分辯、識別出關鍵目標物體，這一研究應用于安防視頻監控系統、將能借助計算機強大的數據處理能力過濾掉圖像中無用的或干擾信息、自動分析、抽取視頻源中的關鍵有用信息，從而使傳統的監控系統中的攝像機不但成為人的眼睛，也使“智能視頻分析”計算機成為人的大腦，并具有更為“聰明”的學習思考方式。這一根本性的改變，可極大地發揮與拓展視頻監控系統的作用與能力，使監控系統具有更高的智能化，大幅度降低資源與人員配置，同時，必將全面提升安全防范工作的效率。因此，智能視頻監控（IVS）不僅僅是一種圖像數字化監控分析技術，而是代表著一種更為的數字視頻網絡監控應用，體現著未來視頻監控系統全面走向數字化、智能化、多元化的必然發展趨勢。
景深（depth of field）
在焦點前后各有一個容許彌散圓，這兩個彌散圓之間的距離就叫景深，即：在被攝主體（對焦點）前后，其影像仍然有一段清晰范圍的，就是景深。換言之，被攝體的前后縱深，呈現在底片面的影象模糊度，都在容許彌散圓的限定范圍內。景深隨鏡頭的焦距、光圈值、拍攝距離而變化：鏡頭焦距越長，景深越??；焦距越短，景深越大；光圈越大，景深越??；光圈越小，景深越大；距離越遠，景深越大；距離越近，景深越小。
COMS & CCD
由兩種感光器件的工作原理可以看出，CCD的優勢在于成像質量好，但是由于制造工藝復雜，只有少數的廠商能夠掌握，所以導致制造成本居高不下，特別是大型CCD，價格非常高昂。同時，這幾年來，CCD從30萬像素開始，一直發展到現在的600萬，像素的提高已經到了一個極限。 在相同分辨率下，CMOS價格比CCD便宜，但是CMOS器件產生的圖像質量相比CCD來說要低一些。到目前為止，市面上絕大多數的消費級別以及數碼相機都使用CCD作為感應器；CMOS感應器則作為低端產品應用于一些攝像頭上，若有哪家攝像頭廠商生產的攝想頭使用CCD感應器，廠商一定會不遺余力地以其作為賣點大肆宣傳，甚至冠以“數碼相機”之名。一時間，是否具有CCD感應器變成了人們判斷數碼相機檔次的標準之一。 CMOS影像傳感器的優點之一是電源消耗量比CCD低，CCD為提供優異的影像品質，付出代價即是較高的電源消耗量，為使電荷傳輸順暢，噪聲降低，需由高壓差改善傳輸效果。但CMOS影像傳感器將每一畫素的電荷轉換成電壓，讀取前便將其放大，利用3.3V的電源即可驅動，電源消耗量比CCD低。CMOS影像傳感器的另一優點，是與周邊電路的整合性高，可將ADC與訊號處理器整合在一起，使體積大幅縮小，例如，CMOS影像傳感器只需一組電源，CCD卻需三或四組電源，由于ADC與訊號處理器的制程與CCD不同，要縮小CCD套件的體積很困難。但目前CMOS影像傳感器首要解決的問題就是降低噪聲的產生，未來CMOS影像傳感器是否可以改變長久以來被CCD壓抑的宿命，往后技術的發展是重要關鍵。
JPEG/M-JPEG
JPEG是一種靜止圖像的壓縮標準，它是一種標準的幀內壓縮編碼方式。當硬件處理速度足夠快時，JPEG能用于實時動圖像的視頻壓縮。在畫面變動較小的情況下能提供相當不錯的圖像質量，傳輸速度快，使用相當安全，缺點是數據量較大。 M-JPEG源于JPEG壓縮技術，是一種簡單的幀內JPEG壓縮，壓縮圖像質量較好，在畫面變動情況下無馬賽克，但是由于這種壓縮本身技術限制，無法做到大比例壓縮，錄像時每小時約1-2GB空間，網絡傳輸時需要2M帶寬，所以無論錄像或網絡發送傳輸，都將耗費大量的硬盤容量和帶寬，不適合長時間連續錄像的需求，不大實用于視頻圖像的網絡傳輸。
H.261/H.263
H.261標準通常稱為P*64，H.261對全色彩、實時傳輸動圖像可以達到較高的壓縮比，算法由幀內壓縮加前后幀間壓縮編碼組合而成，以提供視頻壓縮和解壓縮的快速處理。由于在幀間壓縮算法中只預測到后1幀，所以在延續時間上比較有優勢，但圖像質量難以做到很高的清晰度，無法實現大壓縮比和變速率錄像等。 H.263的基本編碼方法與H.261是相同的，均為混合編碼方法，但H.263為適應極低碼率的傳輸，在編碼的各個環節上作了改進，如以省碼字來提高編碼圖像的質量，此外，H.263還吸取了MPEG的雙向運動預測等措施，進一步提高幀間編碼的預測精度，一般說，在低碼率時，采用H.263只要一半的速率可獲得和H.261相當的圖像質量。
MPEG
MPEG是壓縮運動圖像及其伴音的視音頻編碼標準，它采用了幀間壓縮，僅存儲連續幀之間有差別的地方 ，從而達到較大的壓縮比。MPEG現有MPEG—1、MPEG—2和MPEG—4三個版本，以適應于不同帶寬和圖像質量的要求。 MPEG—1的視頻壓縮算法依賴于兩個基本技術，一是基于16*16（像素*行）塊的運動補償，二是基于變換域的壓縮技術來減少空域冗余度，壓縮比相比M-JPEG要高，對運動不激烈的視頻信號可獲得較好的圖像質量，但當運動激烈時，圖像會產生馬賽克現象。 MPEG-1以1.5Mbps的數據率傳輸視音頻信號，MPEG-1在視頻圖像質量方面相當于VHS錄像機的圖像質量，視頻錄像的清晰度的彩色模式≥240TVL,兩路立體聲伴音的質量接近CD的聲音質量。 MPEG-1是前后幀多幀預測的壓縮算法，具有很大的壓縮靈活性，能變速率壓縮視頻，可視不同的錄像環境，設置不同的壓縮質量，從每小時80MB至400MB不等，但數據量和帶寬還是比較大。 MPEG-2它是獲得更高分辨率（720*572）提供廣播級的視音頻編碼標準。MPEG-2作為MPEG-1的兼容擴展，它支持隔行掃描的視頻格式和許多性能包括支持多層次的可調視頻編碼，適合多種質量如多種速率和多種分辨率的場合。它適用于運動變化較大，要求圖像質量很高的實時圖像。對每秒30幀、720*572分辨率的視頻信號進行壓縮，數據率可達3-10Mbps。由于數據量太大，不適合長時間連續錄像的需求。 MPEG-4是為移動通信設備在Internet網實時傳輸視音頻信號而制定的低速率、高壓縮比的視音頻編碼標準。 MPEG-4標準是面向對象的壓縮方式，不是像MPEG-1和MPEG-2那樣簡單地將圖像分為一些像塊，而是根據圖像的內容，其中的對象（物體、人物、背景）分離出來，分別進行幀內、幀間編碼，并允許在不同的對象之間靈活分配碼率，對重要的對象分配較多的字節，對次要的對象分配較少的字節，從而大大提高了壓縮比，在較低的碼率下獲得較好的效果， MPEG-4支持MPEG-1、MPEG-2中大多數功能，提供不同的視頻標準源格式、碼率、幀頻下矩形圖形圖像的有效編碼。
H.264
H.264是ITU-T的VCEG（視頻編碼專家組）和ISO/IEC的MPEG（活動圖像編碼專家組）的聯合視頻組（JVT：joint video team）開發的一個新的數字視頻編碼標準，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。1998年1月份開始草案征集，1999年9月，完成*個草案，2001年5月制定了其測試模式TML-8，2002年6月的 JVT第5次會議通過了H.264的FCD板。目前該標準還在開發之中，預計明年上半年可正式通過。 H.264和以前的標準一樣，也是DPCM加變換編碼的混合編碼模式。但它采用“回歸基本”的簡潔設計，不用眾多的選項，獲得比H.263++好得多的壓縮性能；加強了對各種信道的適應能力，采用“網絡友好”的結構和語法，有利于對誤碼和丟包的處理；應用目標范圍較寬，以滿足不同速率、不同解析度以及不同傳輸（存儲）場合的需求；它的基本系統是開放的，使用無需版權?！ ≡诩夹g上，H.264標準中有多個閃光之處，如統一的VLC符號編碼，高精度、多模式的位移估計，基于4×4塊的整數變換、分層的編碼語法等。這些措施使得H.264算法具有很的高編碼效率，在相同的重建圖像質量下，能夠比H.263節約50％左右的碼率。H.264的碼流結構網絡適應性強，增加了差錯恢復能力，能夠很好地適應IP和無線網絡的應用。其實現在多數的什么H.264都是H.263＋＋通過改進后的算法，是壓縮率變的小了點（包括現在有個別的生產廠家，我同事都看到過他們的源代碼）！如果是從單個畫面清晰度比較，MPEG4有優勢；從動作連貫性上的清晰度，H.264有優勢！
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