朗峰數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)介紹

    由于磁帶存儲對帶庫的環(huán)境要求高，存儲期限短，重復(fù)利用率低等特點，尤其是數(shù)據(jù)的查詢和交換極其不便，給視頻資料的存儲帶來了許多不利因素。隨著當(dāng)代數(shù)字壓縮技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控領(lǐng)域的數(shù)字化革命迎來了前所未有的良機。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)要解決的兩大技術(shù)是：

A：視頻數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮：

    視頻圖像的信息量是巨大的。例如，1幅640*480中分辨度的彩色圖像(24bit／像素)，其數(shù)據(jù)量為0.92MB， 如果以每秒30幀的速度播放，則視頻信號的數(shù)碼率高達27.6Mbps。顯然，視頻壓縮技術(shù)數(shù)字化是壓縮技術(shù)的關(guān)鍵。目前，適用于遠程視頻監(jiān)控的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)有H．261，MPEG。 H．261標(biāo)準(zhǔn)簡稱p*64，由國際電報電話咨詢委員會(CCITT)的一個專家組在1990年12月制定，MPEG—1則在1992年成為標(biāo)準(zhǔn)。H．261和MPEG兩者的核心技術(shù)都是離散余弦變換及運動補償算法，它的主要思想是通過減少每幀圖像間時間上和空間上的冗余性和相關(guān)性信息來減少數(shù)據(jù)量。目前市場上大部分視頻運用企業(yè)還停留在MPEG-2運用階段，而朗峰電訊公司在投入了大量的科研時間和經(jīng)費后，終于成功研發(fā)了MPEG-4視頻壓縮源代碼，由此大大降低了產(chǎn)品和工程的成本。

    與MPEG-1和MPEG-2相比，MPEG-4更適于交互Audio & Video服務(wù)以及遠程監(jiān)控，它的設(shè)計目標(biāo)使其具有更廣的適應(yīng)性和可擴展性： MPEG-4傳輸速率在4800－64000bps之間，分辨率為176×144，可以利用很窄的帶寬通過幀重建技術(shù)壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，從而能以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。因此，它將在數(shù)字電視、動態(tài)圖像、互聯(lián)網(wǎng)、實時多媒體監(jiān)控、移動多媒體通信、Internet/Intranet上的視頻流與可視游戲、DVD上的交互多媒體應(yīng)用等方面大顯身手。

    當(dāng)然，對于普通用戶來說，MPEG-4在目前來說最有吸引力的地方還在于它能在普通CD－ROM上基本實現(xiàn)DVD的質(zhì)量：用MPEG-4壓縮算法的ASF（Advanced Streaming format，高級格式流）可以將120分鐘的視頻資料壓縮為300MB左右的視頻流；采用MPEG-4壓縮算法的DIVX視頻編碼技術(shù)可以將120分鐘的視頻資料壓縮600MB左右，也可以將一部DVD影片壓縮到2張CD－ROM上！也就是說，有了MPEG-4，你不需要購買DVD－ROM就可以享受到和它差不多的視頻質(zhì)量！播放這種編碼的影片對機器的要求并不高：只要你的電腦有300MHz以上(無論是哪種型號)的CPU、64MB內(nèi)存、8MB的顯卡就可以流暢地播放。

    MPEG-4不僅是針對一定比特率下的視頻、音頻編碼，更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。MPEG-4在三方面優(yōu)于其他壓縮/解壓縮方案。首先，由于在一開始它就是作為一個國際化的標(biāo)準(zhǔn)來研究制定，所以，MPEG-4具有很好的兼容性。其次，MPEG-4能夠比其他算法提供更好的壓縮比，最高可達200:1。更重要的是，MPEG在提供高壓縮比的同時，對數(shù)據(jù)的損失很小。MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于視頻監(jiān)控（Video Surveillance）、視像電話(Video Phone)、視像電子郵件(Video Email)和電子新聞(Electronic News)等，其傳輸速率要求較低，在4800-64000bits/sec之間，分辨率為176X144。MPEG-4利用很窄的帶寬，通過幀重建技術(shù)，壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖象質(zhì)量。

    與MPEG-1和MPEG-2相比，MPEG-4的特點是其更適于交互AV服務(wù)以及遠程監(jiān)控。MPEG-4是第一個使你由被動變?yōu)橹鲃?不再只是觀看，允許你加入其中，即有交互性)的動態(tài)圖象標(biāo)準(zhǔn)；它的另一個特點是其綜合性；從根源上說，MPEG-4試圖將自然物體與人造物體相溶合(視覺效果意義上的)。MPEG-4的設(shè)計目標(biāo)還有更廣的適應(yīng)性和可擴展性。簡單的說，MPEG-4能達到如下兩個目標(biāo)：

* 低比特率下的多媒體通信；
* 多工業(yè)的多媒體通信的綜合。

    可以說，MPEG-1的出現(xiàn)使VCD取代了錄像帶，MPEG-2的出現(xiàn)使數(shù)字電視逐步取代模擬電視，MPEG-4的出現(xiàn)使多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性大為增強。

B ：視頻數(shù)據(jù)的實時傳輸技術(shù)：

    數(shù)字視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信有以下特點：

    實時性： 視頻數(shù)據(jù)屬于實時數(shù)據(jù)，必須實時處理，例如，實時壓縮、解壓縮、傳輸、同步。
    分布性：現(xiàn)場圖像采集、發(fā)送主機和圖像接收、顯示主機位于不同地點， 通過計算機局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)連接
    同步性：盡管視頻信息具有分布性，但在用戶終端顯示時必須保持同步，另外，聲音與視頻也必須保持同步

    目前，TCP／IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議是一種暨成事實的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)為可在各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中運行，也必須采用TCP／IP協(xié)議。然而，TCP／IP協(xié)議用于可靠傳輸卻不一定能達到很好的效果，如果你在Internet上向另外一臺計算機發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，你可以確信它將準(zhǔn)確無誤地到達目的地，但你決不可能得到數(shù)據(jù)將在特定時間內(nèi)到達的保證。事實上，數(shù)據(jù)包在到達目的地前延時數(shù)小時或數(shù)天，在理論上都是站得住腳的。但作為視頻傳輸這樣的特例，對時間卻十分敏感，因此必須確保數(shù)據(jù)的實時性和同步性。國際通信聯(lián)合(International Telecommunication Union，ITU)和國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(Internet Engineering Task Force， IETF)設(shè)計了一個實時傳輸協(xié)議RTP(Real-Time Transport Protocol)來解決傳輸實時性數(shù)據(jù)的難題。RTP一般運行在不可靠的協(xié)議層上如UDP(事實上經(jīng)數(shù)學(xué)統(tǒng)計UDP包的可靠性在99％以上)。 每個經(jīng)過RTP傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包中有時間信息和一個相關(guān)的序列號，這個信息使應(yīng)用程序混合音頻和視頻信息相對容易。由于應(yīng)用程序可以很容易地決定，當(dāng)視頻幀需要略過時將跳到的正確數(shù)據(jù)包號，因此同每個包相關(guān)的時間信息可以平滑同步過程。

    朗峰電訊數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用高科技數(shù)碼影像網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控防盜系統(tǒng)，將攝像機獲得的影像經(jīng)過MPEG-4高倍壓縮處理后儲存于電腦硬盤內(nèi)，高效率的動態(tài)影像壓縮技術(shù)可使有限的電腦硬盤儲存幾個月的影像資料。存儲于硬盤內(nèi)的視頻資料不僅可以在授權(quán)范圍內(nèi)隨時調(diào)看，還可通過以太網(wǎng)或Internet準(zhǔn)確無誤的傳輸數(shù)據(jù)，完成監(jiān)控的遠程調(diào)用。