超高清時代編碼技術引領安防快速發(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，先進編碼技術的出現(xiàn)也無不是對更高清產(chǎn)品的一種保障，而對于每一位安防工程師來說，“降低視頻碼率”是一個一直存在的課題。

隨著編碼技術的深度挖掘，人們開始考慮，除了視頻壓縮尺度的進一步提升，是否可以根據(jù)安防監(jiān)控場景的特點，進行有針對性的編碼，從而更加高效的在保證視頻質(zhì)量的同時降低碼率？監(jiān)控場景相對于另外的視頻，大致來說存在以下特征：

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

2)相當一部分監(jiān)控場景，運動目標出現(xiàn)的次數(shù)也不多；

3)從觀看角度來講，更多關注的是運動目標；

4)常常需要24小時日夜監(jiān)控，噪聲等問題影響相對較大。

針對以上特點，安防行業(yè)的編碼專家們提出了多種智能編碼實現(xiàn)方案，而就當下來看，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

在實際應用中，圖像的接收者往往只對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)”。從主觀上來講，感興趣區(qū)域恢復質(zhì)量的好壞直接影響對恢復圖像的整體評價。因此可以對圖像中ROI采用低壓縮比的壓縮，甚至無損壓縮，以獲得比較高的圖像質(zhì)量；而對于BG圖像，則仍采用高壓縮比、質(zhì)量相對較差的有損壓縮，以節(jié)省空間。這樣既可以滿足人們對圖像的要求，又能降低傳輸時間，節(jié)省存儲空間，實現(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，可對感興趣區(qū)域(如安防監(jiān)控關注的車牌、人臉等)進行無損壓縮或近無損壓縮，保證圖像質(zhì)量，而對背景區(qū)域進行有損壓縮。而在帶寬有限的條件下，感興趣區(qū)域編碼可增強用戶設置或智能偵測獲取的感興趣區(qū)域圖像質(zhì)量，準確地保留成都視頻監(jiān)控目標的關鍵信息，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在低比特率條件下對重要的圖像信息實現(xiàn)高質(zhì)量，甚至無損恢復的要求，還可以通過與圖像壓縮算法相結合來很好的解決通訊過程中的帶寬瓶頸、存儲空間等問題。這些突出的長處使得感興趣區(qū)域編碼處理方法成為了近年來圖像處理領域的研究熱點。

但是從感興趣區(qū)域編碼的原理來看，該技術存在一定的局限性，技術更多的定位于一些固定的單一場景監(jiān)控應用，而對于大場景多運動目標等復雜監(jiān)控場景而言，處理起來就沒有那么理想了。

Smart編碼

前面我們有提到監(jiān)控場景特點，可以發(fā)現(xiàn)大部分的使用場景有著固定的特征，好比通常情況下，背景是不變的；大部分時間畫面只有少量的運動目標，甚至沒有；相對背景來說，用戶更加關注運動物體等。Smart編碼技術正是針對這個特點將視頻壓縮技術與智能分析技術相結合，通過建立背景模型和提取前景目標，對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。