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监控录像视频存储编码技术应用与分析

2013-12-03 10:53
安娜PARKER
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  随着安防监控行业的迅速发展,嵌入式硬盘录像机的优点逐渐显露出来。一方面,录像分辨率从CIF格式逐渐过渡到以D1格式为主;另外一方面,单台DVR的路数从4路可以达到32路。一切似乎看着都很顺利,但是由于D1格式的巨大容量以及客户要求的存储时间越来越长,内建的硬盘容量难以满足要求。所以要使用相同的容量来存储更多的视频图像,视频压缩技术在这里起到关键的作用。

  目前DVR存储架构为摄像机模拟视频信号输入到DVR卡提供方便,由视频采集芯片将模拟信号转换成数字信号,然后传至板卡自带的临时存储器中,再由卡上自带视频压缩芯片执行压缩算法,将庞大的视频信号压缩变小;最后这些压缩后的视频信号直接或通过PCI桥芯片进入PCI,存储到硬盘。这样通过视频编解码技术对外部输入的图像进行编码,去除大量的冗余信息。其中冗余信息可分为空域冗余信息和时域冗余信息。压缩技编码技术的本质就是去掉数据中的冗余信息,它主要包含帧内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和熵编码压缩技术。

  去时域冗余信息

  使用帧间编码技术可去除时域冗余信息,主要包括以下三个部分:

  (一)运动补偿

  运动补偿是通过先前的局部图像来预测和补偿当前的局部图像,它是减少帧序列冗余信息的有效方法。

  (二)运动表示

  不同区域的图像需要使用不同的运动矢量来描述运动信息。一般运动矢量是通过嫡编码来进行压缩的。

  (三)运动估计

  运动估计是从视频序列中抽取运动信息。

  二、去空域冗余信息  去空域冗余信息主要使用的是帧内编码技术和熵编码技术:

  (一)变换编码

  帧内图像和预测差分信号都有很高的空域冗余信息,变换编码将空域信号变换到另一正交量空间,使其相关性下降,数据冗余度减小。

  (二)量化编码

  经过变换编码后,产生一批变换系数,对这些系数进行量化,使编码器的输出达到一定的位率。但这一过程也会导致精度的降低。

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