Il metodo di compressione è la tecnologia di base del DVR. Il metodo di compressione determina in gran parte la qualità dell'immagine, il rapporto di compressione, l'efficienza di trasmissione, la velocità di trasmissione e altre prestazioni. È una parte importante della valutazione delle prestazioni del DVR. Con lo sviluppo della tecnologia multimediale, molti standard di codifica di compressione sono stati introdotti uno dopo l'altro. Attualmente esistono principalmente gli standard JPEG/M-JPEG, H.261/H.263 e MPEG.
1, JPEG/M-JPEG
. JPEG è uno standard di compressione per le immagini fisse, che è un metodo di codifica della compressione intra-frame standard. Quando la velocità di elaborazione dell'hardware è sufficientemente elevata, JPEG può essere utilizzato per la compressione video di immagini in movimento in tempo reale. Può fornire una qualità dell'immagine abbastanza buona in condizioni di piccoli cambiamenti nell'immagine, la velocità di trasmissione è veloce e l'uso è abbastanza sicuro. Lo svantaggio è che la quantità di dati è grande.
. M-JPEG è derivato dalla tecnologia di compressione JPEG. È una semplice compressione JPEG intra-frame. La qualità dell'immagine compressa è migliore e non c'è mosaico in condizioni di modifica dell'immagine. Tuttavia, a causa dei limiti di questa tecnologia di compressione, non è possibile ottenere una compressione su larga scala. , Quando si registra circa 1-2 GB di spazio all'ora, la trasmissione di rete richiede una larghezza di banda di 2 M, quindi indipendentemente dalla registrazione o dalla trasmissione di rete, consumerà molta capacità del disco rigido e larghezza di banda, non adatta per esigenze di registrazione continua a lungo termine, non pratica per video Trasmissione in rete di immagini.
2, H.261/H.263
① Lo standard H.261 è solitamente chiamato P*64. H.261 può raggiungere un rapporto di compressione più elevato per la trasmissione a colori e in tempo reale di immagini in movimento. L'algoritmo è composto da compressione intra-frame più compressione e codifica inter-frame per fornire un'elaborazione rapida di compressione e decompressione video. Poiché solo l'ultimo fotogramma è previsto nell'algoritmo di compressione tra fotogrammi, ha un vantaggio in termini di durata, ma la qualità dell'immagine è difficile da ottenere in alta definizione ed è impossibile ottenere rapporti di compressione elevati e registrazione video a velocità variabile.
② Il metodo di codifica di base di H.263 è lo stesso di H.261, entrambi metodi di codifica misti. Tuttavia, H.263 ha apportato miglioramenti in tutti gli aspetti della codifica per adattarsi alla trasmissione a velocità di trasmissione estremamente bassa, come il salvataggio dei codici. Per migliorare la qualità delle immagini codificate, H.263 assorbe anche la previsione del movimento bidirezionale di MPEG e altre misure per migliorare ulteriormente l'accuratezza della previsione della codifica interframe. In generale, quando la velocità in bit è bassa, l'uso di H.263 è solo la metà della velocità. È possibile ottenere una qualità dell'immagine paragonabile a H.261.
3, MPEG
MPEG è uno standard di codifica audio e video per comprimere le immagini in movimento e il relativo audio. Utilizza la compressione tra fotogrammi e memorizza solo le differenze tra fotogrammi consecutivi per ottenere un rapporto di compressione maggiore. MPEG ha tre versioni, MPEG-1, MPEG-2 e MPEG-4, per soddisfare i requisiti di diverse larghezze di banda e qualità dell'immagine.
① L'algoritmo di compressione video di MPEG-1 si basa su due tecnologie di base, una è la compensazione del movimento basata su blocchi 16*16 (pixel*line) e l'altra è la tecnologia di compressione basata sul dominio di trasformazione per ridurre la ridondanza spaziale e il rapporto di compressione è simile. Superiore a M-JPEG, è possibile ottenere una migliore qualità dell'immagine per segnali video con movimento meno intenso, ma quando il movimento è intenso, l'immagine avrà un fenomeno a mosaico. MPEG-1 trasmette segnali video e audio a una velocità dati di 1.5 Mbps. MPEG-1 è equivalente alla qualità dell'immagine di un videoregistratore VHS in termini di qualità dell'immagine video. La modalità colore della risoluzione di registrazione video è ≥240TVL e la qualità dell'audio stereo a due canali è vicina a quella del CD. Qualità del suono. MPEG-1 è un algoritmo di compressione per la previsione di più fotogrammi prima e dopo i fotogrammi. Ha una grande flessibilità di compressione e può comprimere video a velocità variabili. A seconda dei diversi ambienti di registrazione, è possibile impostare una qualità di compressione diversa, compresa tra 80 MB e 400 MB all'ora, ma la quantità di dati e la larghezza di banda sono ancora relativamente grandi.
②, MPEG-2 Serve per ottenere una risoluzione più elevata (720*572) per fornire standard di codifica audio e video di livello broadcast. Come estensione compatibile di MPEG-1, MPEG-2 supporta formati video interlacciati e molte funzionalità avanzate incluso il supporto per la codifica video regolabile multilivello, adatta per occasioni con più qualità come velocità multiple e risoluzioni multiple. È adatto per immagini in tempo reale con grandi cambiamenti di movimento e requisiti di alta qualità dell'immagine. Il segnale video con una risoluzione di 30 fotogrammi al secondo e 720*572 è compresso e la velocità dei dati può raggiungere 3-10 Mbps. A causa della grande quantità di dati, non è adatto per la registrazione continua a lungo termine.
Tuttavia, MPEG-4 è uno standard di codifica audio e video a bassa velocità e alta compressione per dispositivi di comunicazione mobile per trasmettere segnali video e audio in tempo reale su Internet. Lo standard MPEG-4 è un metodo di compressione orientato agli oggetti. Non divide semplicemente l'immagine in blocchi come MPEG-1 e MPEG-2, ma separa gli oggetti (oggetti, caratteri, sfondo) in base al contenuto dell'immagine. , Eseguire la codifica intra-frame e inter-frame separatamente e consentire l'allocazione flessibile delle velocità di codice tra diversi oggetti, allocare più byte a oggetti importanti e allocare meno byte a oggetti secondari, migliorando così notevolmente Il rapporto di compressione può ottenere risultati migliori a un bit rate inferiore. MPEG-4 supporta la maggior parte delle funzioni in MPEG-1 e MPEG-2 e fornisce diversi formati sorgente standard video, bit rate e frame rate per immagini grafiche rettangolari. Codifica efficace.
In breve, MPEG-4 ha tre vantaggi:
①, con una buona compatibilità;
Inoltre, MPEG-4 fornisce un rapporto di compressione migliore rispetto ad altri algoritmi, fino a 200:1;
Tuttavia, mentre MPEG-4 fornisce un elevato rapporto di compressione, la perdita di dati è molto ridotta. Pertanto, l'applicazione di MPEG-4 può ridurre notevolmente la capacità di archiviazione video e ottenere una maggiore chiarezza video, che è particolarmente adatta per le esigenze di registrazione video in tempo reale a lungo termine. Allo stesso tempo, ha eccellenti capacità di trasmissione di rete a bassa larghezza di banda.
H.264 è un nuovo standard di codifica video digitale sviluppato dal team video congiunto (JVT: team video congiunto) di VCEG (Video Coding Experts Group) di ITU-T e MPEG (Moving Picture Coding Experts Group) di ISO / IEC. Fa parte 10 di H.264 di ITU-T e MPEG-4 di ISO / IEC. La richiesta di bozze è iniziata nel gennaio 1998. La prima bozza è stata completata nel settembre 1999. Il modello di test TML-8 è stato sviluppato nel maggio 2001. Il consiglio di FCD di H.264 è stato approvato alla quinta riunione della JVT nel giugno 5.. Lo standard è attualmente in fase di sviluppo e dovrebbe essere adottato ufficialmente nella prima metà del prossimo anno.
H.264, come lo standard precedente, è anche una modalità di codifica ibrida di DPCM più codifica trasformata. Tuttavia, adotta un design conciso di "ritorno alle origini", senza molte opzioni, e ottiene prestazioni di compressione molto migliori rispetto a H.263++; rafforza l'adattabilità ai vari canali e adotta una struttura e una sintassi "network-friendly". Favorevole all'elaborazione di errori e perdita di pacchetti; un'ampia gamma di target applicativi per soddisfare le esigenze di diverse velocità, diverse risoluzioni e diverse occasioni di trasmissione (memorizzazione); il suo sistema di base è aperto e non è richiesto alcun copyright per l'uso.
Tecnicamente, ci sono molti punti salienti nello standard H.264, come la codifica unificata dei simboli VLC, la stima dello spostamento multimodale ad alta precisione, la trasformazione di interi basata su blocchi 4×4, la sintassi di codifica a strati, ecc. Queste misure rendono H. 264 ha un'efficienza di codifica molto elevata, con la stessa qualità dell'immagine ricostruita, può risparmiare circa il 50% della frequenza del codice rispetto a H.263. La struttura del flusso di codice di H.264 ha una forte adattabilità di rete, aumenta le capacità di ripristino degli errori e può adattarsi bene all'applicazione di reti IP e wireless.
In effetti, la maggior parte dell'attuale H.264 è H.263 + + attraverso l'algoritmo migliorato, il tasso di compressione è diventato un po' più piccolo (inclusi alcuni singoli produttori ora, i miei colleghi hanno visto il loro codice sorgente)! Se confrontato dalla definizione di un singolo schermo, MPEG4 ha un vantaggio; dalla definizione di continuità d'azione, H.264 ha un vantaggio!
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