多媒体视频监控系统.ppt

第5章 多媒体视频监控系统 本章将对多媒体视频监控系统的架构、原理及其维护方法进行分析，并介绍其维护与日常故障的处理方法。 5.1 数字视频编码标准 图像压缩编码标准主要有ITU－R601, M—JPEG, MPEG, H.263, H.264等几种。 1．ITU－R601标准 ITU－R601国际电传视讯联盟标准在视频信号的数字化进程中起重要作用 该标准采用分量编码，其中，亮度信号Y的采样频率为13.5 MHz，为525/60和625/50两系列三大现行电视制式行频公倍数（2.25 MHz）的6倍，而色度信号的采样频率则是亮度信号采样频率的一半，即R－Y和B－Y的采样频率都取为6.75 MHz（因人类视觉对彩色分辨率不敏感）。 无论对哪种制式，每行的样值数都为720个，两个色差信号的样值数则各为360个，由此形成了720∶360∶360的采样结构，简记作4∶2∶2格式。由于图像处理技术的发展，对数字视频存储的需求越小越好，因而在近几年中，某些新型录像机又提出了采用4∶2∶0与4∶1∶1两种采样格式，用以进一步降低数字视频码率。 由于4∶2∶0的采样结构是对色差信号进行轮换采样，相当于降低了信号的时间分辨率，因此虽在水平方向上每两个亮度样点对应一个Cr/Cb 样点，但在垂直方向上则是每两个Y样点含一行Cr/Cb 样点。而4∶1∶1的采样格式，是将对色差信号的采样频率进一步降低到亮度信号采样频率的1/4，相当于进一步降低了色度信号的空间分辨率。在每个有效行内有720个亮度样点，只有180个色差样点。 2．M—JPEG标准 作为运动静止图像压缩技术，M—JPEG是较早使用的一种图像压缩编码标准，它将运动的视频序列作为连续的静止图像来处理，可单独完整地压缩每一帧，在编辑过程中可随机存储每一帧，进行精确到帧的编辑。但M—JPEG只对帧内空间冗余进行压缩，不对帧间的时间冗余进行压缩，故压缩效率不高。 3．MPEG标准 MPEG标准是指由ISO的活动图像专家组制定的一系列关于音/视频信号及多媒体信号的压缩与解压缩技术的标准。MP4作为目前必威体育精装版的数字视频标准之一（另外一种是H.264标准），也逐渐成为多媒体视频监控系统采用的主流数字视频标准。 4．H.263标准 H.263是ITU—T提出的作为H.324终端使用的视频编/解码建议。H.263经过不断的完善和多次的升级已经日臻成熟，如今已经大部分代替了H.261，而且由于其能在低带宽上传输高质量的视频流而日益受到欢迎。 5．H.264标准 H.264是ITU—T的VCEG和ISO/IEC的MPEG的联合视频组开发的一个新的数字视频编码标准，实际上是ISO/IEC的MPEG4的第十部分。 在相同的重建图像质量下，H.264能够比H.263节约50%左右的码率，在性能方面比目前根据MPEG—4实现的视频格式提高33%左右，即H.264拥有更快的码速，其压缩速度与传输图像、声音及数据的速度更快，更适应多媒体视频监控系统对多媒体信息进行快速、高效处理的需要。 作为必威体育精装版的图像视频压缩标准，H.264拥有高压缩效率、高质量的编码效果，还具有自适应延时约束与容错功能。 H.264支持分层设计，支持高精度、多模式运动估计，支持基于4?4块的整数变换；支持统一的视频编码层（VCL），支持帧内预测，支持面向IP和无线环境。 H.264从设计上把视频的编码与传输分开，采用网络友好的结构和语法，形成视频编码层（VCL）与网络提取层（NAL）。其中，前者提供核心的高质量视频压缩，后者针对具体的网络传输环境把压缩数据进行环境封装，这样更利于封装打包和信息优先级控制，提高了其对不同网络的适应能力，这也是基于网络的视频监控系统将H.264标准作为其视频压缩标准的首选原因。 5.2 多媒体监控系统 1．物理结构 多媒体监控系统是多媒体计算机与视频监控系统相结合的产物。按多媒体计算机与监控系统的融合程度的高低，分为简单的多媒体监控系统和标准的多媒体监控系统。此分法也间接地反映了多媒体监控系统的发展过程：由早期简单的、传统监控系统主机外挂多媒体计算机到将多媒体计算机融入监控系统，使其形成一个统一的系统。 2．多媒体技术应用 多媒体监控系统的应用有两种形式。 （1）第一种形式 视频监控系统经过与多媒体计算机配合，由计算机操作平台开发出图形用户界面（GUI）。该系统为用户提供一个形象化的人机交互界面，还可在计算机操作平台上将视频监控与其他技术系统的各种不同的数据处理和控制功能进行集成。其结构为网络化分布式，即所谓前端控制功能（主要是图像信号的分配、切换和前端设备的控制）。 （2）第二种形式 直接输入模拟视频信号，数字化后进行图像压缩，然后进行存储