視頻編碼技術的基本原理及其現狀分析

監(jiān)控中的視頻編碼技術

    目前監(jiān)控中主要采用MJPEG、MPEG1/2、MPEG4(SP/ASP)、H.264/AVC等幾種視頻編碼技術。對于最終用戶來言他最為關心的主要有：清晰度、存儲量（帶寬）、穩(wěn)定性還有價格。采用不同的壓縮技術，將很大程度影響以上幾大要素。

MJPEG

    MJPEG（Motion JPEG）壓縮技術，主要是基于靜態(tài)視頻壓縮發(fā)展起來的技術，它的主要特點是基本不考慮視頻流中不同幀之間的變化，只單獨對某一幀進行壓縮。

    MJPEG壓縮技術可以獲取清晰度很高的視頻圖像，可以動態(tài)調整幀率、分辨率。但由于沒有考慮到幀間變化，造成大量冗余信息被重復存儲，因此單幀視頻的占用空間較大，目前流行的MJPEG技術最好的也只能做到3K字節(jié)/幀，通常要8~20K！

    MPEG-1/2

    MPEG-1標準主要針對SIF標準分辨率(NTSC制為352X240；PAL制為352X288)的圖像進行壓縮. 壓縮位率主要目標為1.5Mb/s.較MJPEG技術，MPEG1在實時壓縮、每幀數據量、處理速度上有顯著的提高。但MPEG1也有較多不利地方:存儲容量還是過大、清晰度不夠高和網絡傳輸困難。

    MPEG-2 在MPEG-1基礎上進行了擴充和提升，和MPEG-1向下兼容，主要針對存儲媒體、數字電視、高清晰等應用領域，分辨率為：低(352x288)，中(720x480)，次高(1440x1080)，高(1920x1080)。MPEG-2視頻相對MPEG-1提升了分辨率，滿足了用戶高清晰的要求，但由于壓縮性能沒有多少提高，使得存儲容量還是太大，也不適和網絡傳輸。

    MPEG-4

    MPEG-4視頻壓縮算法相對于MPEG-1/2在低比特率壓縮上有著顯著提高，在CIF（352*288）或者更高清晰度（768*576）情況下的視頻壓縮，無論從清晰度還是從存儲量上都比MPEG1具有更大的優(yōu)勢，也更適合網絡傳輸。另外MPEG-4可以方便地動態(tài)調整幀率、比特率，以降低存儲量。

    MPEG-4由于系統設計過于復雜，使得MPEG-4難以完全實現并且兼容，很難在視頻會議、可視電話等領域實現，這一點有點偏離原來地初衷。另外對于中國企業(yè)來說還要面臨高昂的專利費問題，目前規(guī)定：

1、每臺解碼設備需要交給MPEG-LA 0.25美元

2、編碼/解碼設備還需要按時間交費（4美分/天=1.2美元/月 =14.4美元/年）

    H.264/AVC

    H.264集中了以往標準的優(yōu)點，在許多領域都得到突破性進展，使得它獲得比以往標準好得多整體性能：

    1、和H.263+和MPEG-4 SP相比最多可節(jié)省50％的碼率，使存儲容量大大降低；

    2、 H.264在不同分辨率、不同碼率下都能提供較高的視頻質量；

    3、 采用“網絡友善”的結構和語法，使其更有利于網絡傳輸。

    H.264采用簡潔設計,使它比MPEG4更容易推廣，更容易在視頻會議、視頻電話中實現，更容易實現互連互通，可以簡便地和G.729等低比特率語音壓縮組成一個完整的系統。

    MPEG LA吸收MPEG-4的高昂專利費而使它難以推廣的教訓，MPEG LA制定了以下低廉的H.264收費標準：H.264廣播時基本不收費；產品中嵌入H.264編/解碼器時，年產量10萬臺以下不收取費，超過10萬臺每臺收取0.2美元，超過500萬臺每臺收取0.1美元。低廉的專利費使得中國H.264監(jiān)控產品更容易走向世界。