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安防监控中视频涉及的重要概念、原理和问题 2007年1月 何佳 图像的概念 一幅数字图像由大量的像素构成 图像的典型尺寸 QCIF(176*144) CIF(352*288) VGA(640*480) Half D1(704*288,720*288) 4CIF,D1(704*576,720*576) 图像的概念 灰度级的概念 8Bit对应0-255一共256个灰度级 颜色空间 RGB24 YUV420 其他（RGB16,YUV422,etc.） 图像的概念 一幅CIF图像的文件尺寸 RGB24格式 352*288*3=304128=300KB YUV420格式 UV分量是Y分量的1/4 352*288+176*144*2=152064=150KB 图像的概念 摄像机的选择 对监控效果影响很大 夜间噪音的现象 夜间参数的意义 抑制过大而无用的码率 造成细节的丢失 图像的概念 压缩比 普通静态图像的压缩比 只用到了帧内的空间相关性，不会太高 基于块的压缩和小波压缩 JPEG CIF图像10-20倍 4CIF图像20-30倍 JPEG2000 4CIF图像50倍 图像的概念 信噪比PSNR 衡量图像质量与主观感受基本相符 单位dB 量化步长 量化步长越小，图像失真越小，码率越大 不同压缩标准，对图像质量影响不同 视频的概念 视频序列 若干时间相近的图像序列的集合，一般具有较大的相似性。 PAL和NTSC 25fps和30fps 图像尺寸的定义有区别 一般以PAL为准 视频的概念 为什么要压缩的数据 25fps 150KB*25 = 30Mbps 15fps 约18Mbps 5fps 约6Mbps 抽帧的原因 降低码率 降低运算量 视频的概念 关键帧的概念(I帧) I帧间隔的影响 对码率的影响 对图像响应实时性的影响 前向预测帧的概念(P帧) 参考帧的概念 为什么可以压缩视频数据 双向预测帧的概念(B帧) 视频的概念 定比特率的概念 VBR CBR 最低图像质量门限 最高图像质量门限 视频的概念 D1的锯齿效应 奇场与偶场 监视器与显示器的区别 显示效果的区别 用途的区别 使用场合 显像管寿命与工艺 视频的概念 图像复杂度和编码速度的关系 静止图像最容易编码 运动剧烈图像，比如摄像机无规则晃动最难编码 运算时间相差10倍不足为奇 满帧和不满帧的相对关系 宣传用语和严谨数据 视频的概念 拖尾现象 容易出现的场景(车辆运动尾部) 光线不是特别明亮 抑制方法 减少量化步长 增大允许的码率 减小I帧间隔 调整图像采集参数 视频的概念 块效应的产生 基于块编码的压缩方法固有的特性 后处理的方式抑制 其它技术进行抑制 更小的分块 环路滤波 视频的概念 I帧丢失现象 P帧丢失的现象 重影 抑制的方法 用TCP传输 可能降低实时性 可能降低帧率 推荐非局域网的场合使用 视频的概念 存储流的设置 国外实验数据显示5fps，作为监控是够用的 要求清晰度高 在存储空间和传输带宽有限的情况下，降低存储帧率是不错的选择 主流视频压缩标准简介 ITU(CCITT)与ISO H.26x系列 H.261 H.263， H.263+， H.263++ MPEG系列 MPEG1 MPEG2 MPEG4 主流视频压缩标准简介 Profile的概念 MPEG4 Simple Profile Advance Simple Profile B帧 H.264 Baseline Main Profile 主流视频压缩标准简介 MPEG4 vs H.264 H.264又称为MPEG4(Part 10) 8*8分块vs4*4分块 DCTvs无损DCT变换 环路滤波 编码复杂度为3倍 解码复杂度2-3倍 码率降低30%，主观视觉改善 谢谢 * * *