El método de compresión es la tecnología central de DVR. El método de compresión determina en gran medida la calidad de la imagen, la relación de compresión, la eficiencia de transmisión, la velocidad de transmisión y otras prestaciones. Es una parte importante de la evaluación del rendimiento del DVR. Con el desarrollo de la tecnología multimedia, se han introducido muchos estándares de codificación de compresión uno tras otro. Actualmente, existen principalmente estándares JPEG / M-JPEG, H.261 / H.263 y MPEG.
1, JPEG / M-JPEG
①. JPEG es un estándar de compresión para imágenes fijas, que es un método de codificación de compresión intracuadro estándar. Cuando la velocidad de procesamiento del hardware es lo suficientemente rápida, se puede utilizar JPEG para la compresión de video de imágenes en movimiento en tiempo real. Puede proporcionar una calidad de imagen bastante buena bajo la condición de pequeños cambios en la imagen, la velocidad de transmisión es rápida y el uso es bastante seguro. La desventaja es que la cantidad de datos es grande.
②. M-JPEG se deriva de la tecnología de compresión JPEG. Es una simple compresión JPEG intra-fotograma. La calidad de la imagen comprimida es mejor y no hay mosaico bajo la condición de cambios de imagen. Sin embargo, debido a la limitación de esta tecnología de compresión, no se puede lograr una compresión a gran escala. , Al grabar alrededor de 1-2 GB de espacio por hora, la transmisión de red requiere un ancho de banda de 2 M, por lo que, independientemente de la grabación o la transmisión de red, consumirá una gran cantidad de capacidad y ancho de banda del disco duro, no es adecuado para las necesidades de grabación continua a largo plazo, no es práctico para Transmisión de imágenes por red de vídeo.
2, H.261 / H.263
① El estándar H.261 generalmente se denomina P * 64. H.261 puede lograr una relación de compresión más alta para la transmisión de imágenes en movimiento a todo color y en tiempo real. El algoritmo se compone de compresión intracuadro más compresión y codificación entre cuadros para proporcionar un procesamiento rápido de video de compresión y descompresión. Dado que solo se predice el último 1 fotograma en el algoritmo de compresión entre fotogramas, tiene una ventaja en la duración, pero la calidad de la imagen es difícil de lograr una alta definición y es imposible lograr grandes relaciones de compresión y grabación de video de velocidad variable.
② El método de codificación básico de H.263 es el mismo que el de H.261, y ambos son métodos de codificación mixtos. Sin embargo, H.263 ha realizado mejoras en todos los aspectos de la codificación para adaptarse a la transmisión de velocidad de bits extremadamente baja, como los códigos de ahorro. Para mejorar la calidad de las imágenes codificadas, H.263 también absorbe la predicción de movimiento bidireccional de MPEG y otras medidas para mejorar aún más la precisión de predicción de la codificación entre cuadros. En términos generales, cuando la tasa de bits es baja, el uso de H.263 es solo la mitad de la tasa. Se puede obtener una calidad de imagen comparable a H.261.
3 MPEG
MPEG es un estándar de codificación de audio y video para comprimir imágenes en movimiento y el audio que las acompaña. Utiliza compresión entre cuadros y solo almacena las diferencias entre cuadros consecutivos para lograr una relación de compresión mayor. MPEG tiene tres versiones, MPEG-1, MPEG-2 y MPEG-4, para cumplir con los requisitos de diferentes anchos de banda y calidad de imagen.
① El algoritmo de compresión de video de MPEG-1 se basa en dos tecnologías básicas, una es la compensación de movimiento basada en bloques de 16 * 16 (píxeles * línea) y la otra es la tecnología de compresión basada en el dominio de transformación para reducir la redundancia espacial y la relación de compresión es similar. Más alta que M-JPEG, se puede obtener una mejor calidad de imagen para señales de video con movimiento menos intenso, pero cuando el movimiento es intenso, la imagen tendrá un fenómeno de mosaico. MPEG-1 transmite señales de vídeo y audio a una velocidad de datos de 1.5 Mbps. MPEG-1 es equivalente a la calidad de imagen de una grabadora de video VHS en términos de calidad de imagen de video. El modo de color de la resolución de grabación de video es ≥240TVL, y la calidad del audio estéreo de dos canales es cercana a la del CD. Calidad de sonido. MPEG-1 es un algoritmo de compresión para la predicción de fotogramas múltiples antes y después de los fotogramas. Tiene una gran flexibilidad de compresión y puede comprimir video a velocidades variables. Dependiendo de los diferentes entornos de grabación, se pueden establecer diferentes calidades de compresión, que van desde 80 MB a 400 MB por hora, pero la cantidad de datos y el ancho de banda siguen siendo relativamente grandes.
②, MPEG-2 Es para obtener una resolución más alta (720 * 572) para proporcionar estándares de codificación de audio y video a nivel de transmisión. Como extensión compatible de MPEG-1, MPEG-2 admite formatos de video entrelazados y muchas funciones avanzadas, incluida la compatibilidad con codificación de video ajustable de varios niveles, adecuada para ocasiones con múltiples cualidades, como múltiples velocidades y múltiples resoluciones. Es adecuado para imágenes en tiempo real con grandes cambios de movimiento y requisitos de alta calidad de imagen. La señal de video con una resolución de 30 cuadros por segundo y 720 * 572 está comprimida, y la velocidad de datos puede alcanzar 3-10 Mbps. Debido a la gran cantidad de datos, no es adecuado para grabaciones continuas a largo plazo.
③, MPEG-4 es un estándar de codificación de audio y video de alta compresión y baja velocidad para dispositivos de comunicación móvil para transmitir señales de video y audio en tiempo real a través de Internet. El estándar MPEG-4 es un método de compresión orientado a objetos. No se limita a dividir la imagen en bloques como MPEG-1 y MPEG-2, sino que separa los objetos (objetos, personajes, fondo) según el contenido de la imagen. , Realice la codificación intra-fotograma e inter-fotograma por separado, y permita la asignación flexible de tasas de código entre diferentes objetos, asigne más bytes a objetos importantes y asigne menos bytes a objetos secundarios, mejorando así en gran medida La relación de compresión puede lograr mejores resultados en un menor tasa de bits. MPEG-4 admite la mayoría de las funciones en MPEG-1 y MPEG-2, y proporciona diferentes formatos de fuente estándar de video, velocidades de bits y velocidades de fotogramas para imágenes gráficas rectangulares. Codificación eficaz.
En resumen, MPEG-4 tiene tres ventajas:
①, con buena compatibilidad;
②, MPEG-4 proporciona una mejor relación de compresión que otros algoritmos, hasta 200: 1;
③, mientras que MPEG-4 proporciona una alta relación de compresión, la pérdida de datos es muy pequeña. Por lo tanto, la aplicación de MPEG-4 puede reducir en gran medida la capacidad de almacenamiento de video y obtener una mayor claridad de video, lo que es especialmente adecuado para las necesidades de grabación de video en tiempo real a largo plazo. Al mismo tiempo, tiene excelentes capacidades de transmisión de red con un ancho de banda reducido.
H.264 es un nuevo estándar de codificación de video digital desarrollado por el equipo de video conjunto (JVT: equipo de video conjunto) de VCEG (Grupo de expertos en codificación de video) de ITU-T y MPEG (Grupo de expertos en codificación de imágenes en movimiento) de ISO / IEC. Es parte 10 de ITU-T's H.264 y ISO / IEC's MPEG-4. La solicitud de borradores comenzó en enero de 1998. El primer borrador se completó en septiembre de 1999. El modelo de prueba TML-8 se desarrolló en mayo de 2001. La placa FCD de H.264 se aprobó en la quinta reunión de JVT en junio de 5.. La norma está actualmente en desarrollo y se espera que se adopte oficialmente en la primera mitad del próximo año.
H.264, como el estándar anterior, también es un modo de codificación híbrido de DPCM más codificación de transformación. Sin embargo, adopta un diseño conciso de "retorno a lo básico", sin muchas opciones, y obtiene un rendimiento de compresión mucho mejor que H.263 ++; refuerza la adaptabilidad a varios canales y adopta una estructura y sintaxis "compatibles con la red". Propicio para el procesamiento de errores y pérdida de paquetes; una amplia gama de objetivos de aplicación para satisfacer las necesidades de diferentes velocidades, diferentes resoluciones y diferentes ocasiones de transmisión (almacenamiento); su sistema básico es abierto y no se requieren derechos de autor para su uso.
Técnicamente, hay muchos aspectos destacados en el estándar H.264, como la codificación de símbolos VLC unificada, la estimación de desplazamiento multimodo de alta precisión, la transformación de enteros basada en bloques 4 × 4, la sintaxis de codificación en capas, etc. Estas medidas hacen que H. 264 tiene una eficiencia de codificación muy alta, con la misma calidad de imagen reconstruida, puede ahorrar aproximadamente el 50% de la tasa de código que H.263. La estructura de flujo de código de H.264 tiene una gran adaptabilidad de red, aumenta las capacidades de recuperación de errores y puede adaptarse bien a la aplicación de redes IP e inalámbricas.
De hecho, la mayor parte del H.264 actual es H.263 + + a través del algoritmo mejorado, la tasa de compresión se ha vuelto un poco más pequeña (¡incluidos algunos fabricantes individuales ahora, mis colegas han visto su código fuente)! Si se compara a partir de la definición de una sola pantalla, MPEG4 tiene una ventaja; Según la definición de continuidad de la acción, ¡H.264 tiene una ventaja!
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