超高清時(shí)代編碼技術(shù)引領(lǐng)安防快速發(fā)展

成都弱電公司訊：

安防監(jiān)控一直走在追逐更高清的路上，從以前的CIF，到D1，再到720p、1080p，甚至4K，一直延續(xù)著更高清的發(fā)展路程。一路走來(lái)，先進(jìn)編碼技術(shù)的出現(xiàn)也無(wú)不是對(duì)更高清產(chǎn)品的一種保障，而對(duì)于每一位安防工程師來(lái)說(shuō)，“降低視頻碼率”是一個(gè)一直存在的課題。

隨著編碼技術(shù)的深度挖掘，人們開(kāi)始考慮，除了視頻壓縮尺度的進(jìn)一步提升，是否可以根據(jù)安防監(jiān)控場(chǎng)景的特點(diǎn)，進(jìn)行有針對(duì)性的編碼，從而更加高效的在保證視頻質(zhì)量的同時(shí)降低碼率？監(jiān)控場(chǎng)景相對(duì)于另外的視頻，大致來(lái)說(shuō)存在以下特征：

1)多數(shù)情況下，相機(jī)固定安裝，背景信息相對(duì)穩(wěn)定，變化較少；

2)相當(dāng)一部分監(jiān)控場(chǎng)景，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)出現(xiàn)的次數(shù)也不多；

3)從觀看角度來(lái)講，更多關(guān)注的是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；

4)常常需要24小時(shí)日夜監(jiān)控，噪聲等問(wèn)題影響相對(duì)較大。

針對(duì)以上特點(diǎn)，安防行業(yè)的編碼專家們提出了多種智能編碼實(shí)現(xiàn)方案，而就當(dāng)下來(lái)看，感興趣區(qū)域編碼和Smart編碼就是典型代表。

感興趣區(qū)域編碼

在實(shí)際應(yīng)用中，圖像的接收者往往只對(duì)圖像的某一部分感興趣。這部分區(qū)域被稱為“感興趣區(qū)域(ROI，RegionsofInterest)”，把感興趣以外的區(qū)域稱為“背景區(qū)域(BG，Background)”。從主觀上來(lái)講，感興趣區(qū)域恢復(fù)質(zhì)量的好壞直接影響對(duì)恢復(fù)圖像的整體評(píng)價(jià)。因此可以對(duì)圖像中ROI采用低壓縮比的壓縮，甚至無(wú)損壓縮，以獲得比較高的圖像質(zhì)量；而對(duì)于BG圖像，則仍采用高壓縮比、質(zhì)量相對(duì)較差的有損壓縮，以節(jié)省空間。這樣既可以滿足人們對(duì)圖像的要求，又能降低傳輸時(shí)間，節(jié)省存儲(chǔ)空間，實(shí)現(xiàn)了真正的交互式壓縮。這就是感興趣區(qū)域編碼。

感興趣區(qū)域編碼技術(shù)，可對(duì)感興趣區(qū)域(如安防監(jiān)控關(guān)注的車牌、人臉等)進(jìn)行無(wú)損壓縮或近無(wú)損壓縮，保證圖像質(zhì)量，而對(duì)背景區(qū)域進(jìn)行有損壓縮。而在帶寬有限的條件下，感興趣區(qū)域編碼可增強(qiáng)用戶設(shè)置或智能偵測(cè)獲取的感興趣區(qū)域圖像質(zhì)量，準(zhǔn)確地保留成都視頻監(jiān)控目標(biāo)的關(guān)鍵信息，這樣在不提高碼流的情況下，獲得成都視頻監(jiān)控的關(guān)鍵信息。

感興趣區(qū)域編碼可將碼流資源按需分配，將有限的資源集中在一塊或多塊感興趣區(qū)域，這種處理思想不僅能夠滿足人們?cè)诘捅忍芈蕳l件下對(duì)重要的圖像信息實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量，甚至無(wú)損恢復(fù)的要求，還可以通過(guò)與圖像壓縮算法相結(jié)合來(lái)很好的解決通訊過(guò)程中的帶寬瓶頸、存儲(chǔ)空間等問(wèn)題。這些突出的長(zhǎng)處使得感興趣區(qū)域編碼處理方法成為了近年來(lái)圖像處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

但是從感興趣區(qū)域編碼的原理來(lái)看，該技術(shù)存在一定的局限性，技術(shù)更多的定位于一些固定的單一場(chǎng)景監(jiān)控應(yīng)用，而對(duì)于大場(chǎng)景多運(yùn)動(dòng)目標(biāo)等復(fù)雜監(jiān)控場(chǎng)景而言，處理起來(lái)就沒(méi)有那么理想了。

Smart編碼

前面我們有提到監(jiān)控場(chǎng)景特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)大部分的使用場(chǎng)景有著固定的特征，好比通常情況下，背景是不變的；大部分時(shí)間畫面只有少量的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，甚至沒(méi)有；相對(duì)背景來(lái)說(shuō)，用戶更加關(guān)注運(yùn)動(dòng)物體等。Smart編碼技術(shù)正是針對(duì)這個(gè)特點(diǎn)將視頻壓縮技術(shù)與智能分析技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)建立背景模型和提取前景目標(biāo)，對(duì)前景和背景采用分歧的編碼方式，從而在保證主觀質(zhì)量的前提下，提高編碼壓縮性能，降低碼率。