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压缩方式是DVR的核心技术。 压缩方式在很大程度上决定了图像质量、压缩率、传输效率、传输速度等性能。 它是评估 DVR 性能的重要组成部分。 随着多媒体技术的发展,许多压缩编码标准相继出台。 目前主要有JPEG/M-JPEG、H.261/H.263和MPEG标准。
1、JPEG/M-JPEG
①. JPEG是静止图像的压缩标准,是一种标准的帧内压缩编码方式。 当硬件处理速度足够快时,JPEG 可用于实时运动图像的视频压缩。 它可以在画面变化很小的情况下提供相当好的图像质量,传输速度快,使用相当安全。 缺点是数据量大。
②. M-JPEG 源自 JPEG 压缩技术。 它是一种简单的帧内 JPEG 压缩。 压缩后的图像质量更好,在画面变化的情况下没有马赛克。 但是,由于这种压缩技术的限制,无法实现大规模压缩。 , 每小时录制1-2GB左右的空间时,网络传输需要2M带宽,所以无论是录制还是网络传输,都会消耗大量的硬盘容量和带宽,不适合长期连续录制的需求,不实用视频 图像的网络传输。
2、H.261/H.263
① H.261标准通常称为P*64。 H.261 可以实现更高的压缩比,用于全彩实时传输运动图像。 该算法由帧内压缩加上帧间压缩和编码组成,提供视频压缩和解压的快速处理。 由于帧间压缩算法只预测最后1帧,在时长上有优势,但画质难以做到高清,无法实现大压缩比和变速录像。
② H.263的基本编码方式与H.261相同,都是混合编码方式。 但是H.263为了适应极低比特率的传输,在编码的各个方面都做了改进,比如节省编码。 为了提高编码图像的质量,H.263还吸收了MPEG的双向运动预测等措施,进一步提高了帧间编码的预测精度。 一般来说,在码率较低的情况下,使用H.263的速率只有一半。 可以获得与 H.261 相当的图像质量。
3、MPEG
MPEG 是一种视频和音频编码标准,用于压缩运动图像及其伴随的音频。 它使用帧间压缩,只存储连续帧之间的差异,以实现更大的压缩比。 MPEG 有 MPEG-1、MPEG-2 和 MPEG-4 三个版本,以满足不同带宽和图像质量的要求。
① MPEG-1 的视频压缩算法依赖于两种基本技术,一种是基于 16*16(像素*行)块的运动补偿,另一种是基于变换域的压缩技术以减少空间冗余,压缩比类似。 高于M-JPEG,对于运动不那么强烈的视频信号可以获得更好的图像质量,但是当运动强烈时,图像会出现马赛克现象。 MPEG-1 以 1.5Mbps 的数据速率传输视频和音频信号。 MPEG-1 在视频图像质量方面相当于 VHS 录像机的图像质量。 录像分辨率色彩模式≥240TVL,两声道立体声音质接近CD。 音质。 MPEG-1 是一种用于帧前后多帧预测的压缩算法。 它具有很大的压缩灵活性,可以以可变速率压缩视频。 根据不同的录音环境,可以设置不同的压缩质量,从每小时80MB到400MB不等,但是数据量和带宽还是比较大的。
②、MPEG-2 是为获得更高分辨率(720*572)提供广播级视音频编码标准。 作为MPEG-1的兼容扩展,MPEG-2支持隔行视频格式以及支持多级可调视频编码等多项高级特性,适用于多速率多分辨率等多种质量的场合。 适用于运动变化大、图像质量要求高的实时图像。 对分辨率为每秒30帧、720*572的视频信号进行压缩,数据速率可达3-10Mbps。 由于数据量大,不适合长期连续记录。
③、MPEG-4 是一种低速率、高压缩的视频和音频编码标准,用于移动通信设备通过互联网实时传输视频和音频信号。 MPEG-4 标准是一种面向对象的压缩方法。 它不是像MPEG-1和MPEG-2那样简单地将图像分成块,而是根据图像的内容将对象(对象、字符、背景)分开。 , 分别进行帧内和帧间编码,并允许不同对象之间灵活分配码率,为重要对象分配更多字节,为次要对象分配更少字节,从而大大提高压缩率,在一个较低的比特率。 MPEG-4 支持MPEG-1 和MPEG-2 中的大部分功能,并为矩形图形图像提供不同的视频标准源格式、比特率和帧率。 有效的编码。
总之,MPEG-4具有三个优点:
①、兼容性好;
②、MPEG-4提供了比其他算法更好的压缩比,可达200:1;
③、MPEG-4在提供高压缩比的同时,数据的损失很小。 因此,MPEG-4的应用可以大大降低视频存储容量,获得更高的视频清晰度,特别适合长时间实时视频录制的需要。 同时在低带宽下具有出色的网络传输能力。
H.264是由ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO / IEC的MPEG(运动图像编码专家组)的联合视频小组(JVT:联合视频小组)开发的新的数字视频编码标准。 它是ITU-T的H.10和ISO / IEC的MPEG-264的第4部分。 草案征集工作于1998年1999月开始。第一稿于8年2001月完成。TML-264测试模型于5年2002月开发。H.XNUMX的FCD董事会在XNUMX年XNUMX月的JVT第五次会议上获得通过。 该标准目前正在开发中,预计将于明年上半年正式采用。
H.264和之前的标准一样,也是DPCM加变换编码的混合编码方式。 但是,它采用了“返璞归真”的简洁设计,没有太多的选择,获得了比H.263++更好的压缩性能; 它加强了对各种渠道的适应性,并采用了“网络友好”的结构和语法。 有利于错误和丢包的处理; 广泛的应用对象,满足不同速度、不同分辨率、不同传输(存储)场合的需求; 其基本系统是开放的,使用时不需要版权。
从技术上讲,H.264标准有很多亮点,如统一VLC符号编码、高精度、多模位移估计、基于4×4块的整数变换、分层编码语法等,这些措施使得H. 264 算法具有非常高的编码效率,在相同的重构图像质量下,比 H.50 可节省约 263% 的码率。 H.264的码流结构网络适应性强,增加了错误恢复能力,能够很好的适应IP和无线网络的应用。
其实现在的H.264大部分都是H.263++,经过算法的改进,压缩率变小了一点(包括现在的个别厂商,同事看过他们的源码)! 如果从单屏的定义上比较,MPEG4有优势; 从动作连续性的定义来说,H.264有优势!
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