数字音视频（精选12篇）
数字音视频 篇1
1 数字音视频系统组成
这是一个典型的高清音视频演示和远程交流的系统项目。其主要特点是数字高清显示终端用于大型专用图形图像输出展示, 数字远距离音视频信号传输切换保证了信号的保真度和交换速度, 数字化音频处理解决了本地扩声系统的信噪问题;标准的网络接口和通用的专用协议连接使得集中管理的交互性变得更加便利和人性化;总的来说, 新一代多功能数字音视频系统的应用除了要具备传统高保真音视频演示功能外, 还应具有灵活的网络控制和远近端管理等功能。
1.1 高清多投影融合显示屏系统
高清大型屏幕显示主要是采用边缘融合技术建设一套三投影机拼接的正投影系统。为了保证高清数字视频信号的投影显示效果, 满足高层次的调度指挥及高级视频会议需求。设计时重点考虑如何提高正投影系统的亮度和使用灵活性, 选用能够提供极佳投影效果的边缘融合拼接投影系统, 最终可以得到一个宽达6.6m、高达1.8m, 分辨率为1440*3/1050的超大尺寸无缝屏幕和一个整体平均亮度高达8000ANSL流明的超高亮度完整图像, 且具备多画面同屏显示能力。
所有图像信息都是通过图形处理器以数字的方式, 直接与投影机连接, 由于使用数字方式的输入输出, 使得显示分辨率可以按照所显示图像的实际分辨率进行设置, 以达到素材的参数进行灵活显示输出设计的目的。显示系统同时也能够支持业主方的多屏工作站的图像图形的信号输入。
由于采用整幅屏幕, 消除传统拼接存在的屏幕间的物理缝隙, 从而使得投影屏幕显示图像整幅保持完整;采用融合处理技术后, 更加消除光学缝隙, 这样和普通硬拼接系统相比, 在技术水平和显示效果上, 就有了质的差异和提高, 从而使显示的图像完全一致, 保证显示图像的完整性和美观性。
1.2 数字信号传输和切换系统
信号传输和切换系统的设计是一种高性能、模块化的光纤矩阵切换器, 适用于通过光纤电缆进行完整的、端对端的数字视音频传输和路由应用。光纤矩阵可以与系列光纤发送器和接收器完全兼容, 支持高达4.25Gbps的速率, 可接受并路由标清视频信号, 高分辨率计算机视频信号、DVI-D信号和多速率SDI信号。FOX 4G Matrix光纤矩阵具有矩阵切换器通常具备的便于集成的特性, 加上支持热插拔的输入/输出板和风扇、实时系统监视以及冗余的热插拔电源, 可以为任何关键任务应用环境提供高可靠性、企业范围内的光纤视音频和控制信号的切换。
1.3 数字化音频处理及扩声系统
设计使用一台12路输入、12路输出的数字音频处理器, 数字音频处理器是一种硬件与软件的多功能音频处理器。可在数字状态下对音频进行降噪、均衡、时间压扩、限幅、混响、增益控制、声像移动等特技处理。在不变调的同时对声音进行压、扩, 从而最大限度地减少干扰和失真, 确保音频信号的质量。具有高效率、高保真、输出功率大、频响范围宽等特点, 可根椐现场环境对每一通道独立调节高低音, 均衡等并保存预设值, 方便随时调用。配备RS-232控制接口, 方便与外部计算机控制软件相连, 通过虚拟数字调音台, 可以实现操作面板的所有控制, 方便随时调用。12路MIC音频采集通道与4路线性输入可进行任意切换进行现场监听。可根椐不同的使用环境对背景噪声、回声、及各种杂音进行消除, 使监听到的声音层次分明、圆润、饱满、清晰, 能用于补偿房间的声学缺陷或系统本身的缺陷。
整体扩声系统还需要由音源、拾音设备、混音器、后级放大设备、声音还原设备等组成, 以此满足各种高要求的语言扩声需求。拾音部分也包含数字手拉手会议讨论系统, 数字会议讨论系统、控制系统和摄像系统有机连接后, 实现本地会议的音视频自动跟踪功能。
1.4 高清远程音视频交流
设计建设一套覆盖整个机构的大型视频会议系统, 利用现有系统规模具有的数据处理、数据传输的能力, 来完成高清视频会议和远程视频培训工作。系统的建设在保证会议交流顺利进行的同时, 还需要达到系统的高保密性和高安全性。本套视频会议不仅是在本地会议室内的高端应用, 也有在员工桌面级的应用。这些功能都在这套系统中无缝进行应用整合, 并利用原有生产网络、办公网络, 在不对现有办公业务产生影响的情况下保证大规模视频会议流畅、顺利的进行。
远程视频会议系统由会议主机、摄像、拾音设备构成, 通过网络实时传输上下级的会场视频图像、声音、课件、演示文稿等信息内容, 结合大屏显示设备还原各信号, 简化常规开会的一切开支节省时间, 提高开会的效率。同时设计使用一套网络录播系统, 并能实时记录各会场的音视频资料, 长期储存保留。
本地设置一套MCU管理控制中心, MCU管理控制中心可对会议、用户、多级会议等进行管理, 并且支持记录管理, 完成组织会议及会议控制功能;完成系统服务更新、系统维护、权限管理等功能。多点会议控制单元完成多路音视频的分发控制, 支持多层MCU级联, 实现多个MCU间的负载均衡与灾难容错。
1.5 网络版集中控制及管理平台
中央控制系统可以方便、快捷、简单地控制室内的各种设备以及对室内环境的控制。通过预编程, 设定各项控制模式, 同时控制多个系统功能, 使室内的各个分散型系统有机地整合, 把普通的应用环境提升到一个全新的智能化模式环境中, 从而实现真正的本地会议系统无人值守的功能。
集中控制系统还要承担一个重要的任务, 整个会议系统的被控设备都将对中控接口开放协议, 并实现双向流通。被控设备的协议将直接关系到系统管理平台功能, 网络技术的应用极大的方便这个功能实现。管理平台可以设置在办公区的任何有信息点的房间内。以授权许可的方式来达到对本地会议系统的远端管理权限设置。会议会务管理平台可以与大楼BA管理体系和会务登记管理体系进行有机链接, 以实现针对不同会议室申请使用的时间安排、设备准备、人员安排等工作信息的提示和归类管理。
2 项目实施应注意的几个问题
由于本次设计是一个数字化系统结构, 涉及到施工设计时会有一些应该注意的问题:
(1) 对系统结构的了解:作为施工深化设计, 首先必须全面的了解售前设计的意图和设计思想。
(2) 深化设计:在安装、调试、检验和验收工作开始之前, 向建设方提交详细的安装、调试、检验和验收大纲供审核, 并根据建设方的审核意见做相关调整。
与建设方指定的设计方进行密切配合, 提供所有与完成本项目有关的设计配合工作。并且负责按建设方所发通知的要求, 委派本项目的技术负责人及其他有关人员自费参加项目实施过程中可能召开的联络会议等。
所有技术文件和图纸符合国际、国家或行业有关标准, 在建设方最终认可的方案基础上, 派出技术人员在工地配合完成施工图设计。与建设方、监理公司、设计单位以及相关单位沟通, 在充分了解建筑物的结构、布局、材料、用途特点后, 与施工单位及总包方配合, 完成施工图深化设计。
◆系统逻辑原理框图:在阐明系统逻辑原理关系的同时, 明确系统器材的种类、数量、用途及系统信号流程;
◆系统连线图:标明系统设备器材安装连接的方式、接口等并注明相应的线号;
◆控制室机房平面布置图:标明设备在控制室内的相对安装位置;
◆机柜装配图:明确系统设备在机柜内的安装位置及相互关系;
◆吊挂、预埋件加工图:所有吊挂、预埋件的设计图纸需经设计、监理单位认可后方可进行加工使用。
3 工程施工规范
工程的施工、调试工作的主要原则是要规范化。
有了很好的理论设计和合理的设备选型, 那么规范化的施工、调试就是设备最终能正常工作, 发挥最佳性能, 达到最佳音响效果的保证。
(1) 就供电要求而言。专业设备中有用电量大小之分, 有音频、视频、灯光器材之分;它们对供电方式、供电线路的要求不尽相同。供电不合理是工程最大的隐患。合理的供电方式应该是音响灯光的电源尽量单独供给, 灯光设备耗电量大, 尽量采用三相供电, 而且各相功率应配平;合理的供电线路应该是根据耗电量严格选定线径, 线路铺设和连接一定要按国家有关标准执行, 严禁非电工操作。
(2) 其次是连接方式的要求。专业音响灯光工程包括的设备多, 输入输出接口方式不同, 线路长短不一, 尤其要求系统具有抗干扰能力, 所以设备如何连接就会直接影响工程质量。当然, 在保证质量的前提下, 系统的总体“联接”方案可以根据技术人员的经验以及操作人员的习惯来进行, 但设备的输入输出端之间的连接方式必须按照统一的标准进行, 否则极有可能影响工程质量。
(3) 最后是接地的要求。专业音响灯光工程中涉及的“地”有几种:一是电源地, 二是信号地, 三是音控室的真地。其中, 电源地是电气工程中埋设的, 用以保护人身安全, 音响工程最好不要借用;信号地是系统的零电平参考点, 各设备连接起来后, 其信号地就是屏蔽层;音控室的真地是在要求较高场合或有强电干扰时, 音响工程专门埋设的地线其对地电阻不能大于4Ω。
数字音视频 篇2
一、实习目的熟悉premiere6.5 的界面、菜单命令、工作窗口和面板，掌握视频编辑的基本方法和技巧。
二、实习内容
1、素材导入的基本方法及素材的浏览方法
菜单栏中（文件）/导入/文件，或双击项目窗口item栏的空白处，就会弹出导入窗口。选中需要导入的素材，单击“打开”按钮，就可将它们导入。
2、premiere6.5中素材的常用编辑工具有哪些，并说明它
们的使用特点。
选择工具，编辑工具，剪切工具，移动工具，缩放工具，淡化工具，入出点设置工具，剪切工具实现对素材的剪切。
滚动编辑工具：用来增加或减少相邻片段的帧数，但节目持续时间不变。
3、如何实现素材的倒放，给出两部影片同时播放如何操
作的步骤。
1、右键单击时间线上的素材，选中播放速度，将播放速度改为-100%。
2、可讲两部影片分别放在视频1通道和视频二通道上，若希望添加转换特技，则需要将两部视频分别放在视频1A通道和视频1B通道上。
4、说明Premiere6.5 中转场设计的操作步骤。
将两端视频素材分别置于视频1A通道和视频1B通道中，并使二者
有一定的重叠，然后将转换面板中的“Band Slide”效果拖到时间线“转化”通道上两视频重叠处，Premiere会自动确定转换长度。
数字视频编辑（2）
一、实习目的通过本实习，要求学生熟悉Premiere6.5的界面、菜单命令、工作窗口和面板，掌握视频编辑的基本方法和技巧。
二、实习内容
5、说明视频滤镜情报的使用方法。
在视频效果面板滤镜文件夹汇中展开Render，找到Lens Flare，将之拖到时间线的视频素材上，这时弹出一个设置Lens Flare的对话框进行相关设置。
6、说明Premiere6.5中透明设置的方法，Chroma和Blue Screen 它们的使用方法有何同异。
在时间线中Video2的图标上点右键，从菜单上选取“视频选项”/“透明”，弹出“透明性设置”面板，在Key type中选取所需要的属性。
7、说明运动设置的基本步骤，运动设置各关键帧控制点都可以进行何种设置。
现在时间线中的图标上点右键，从弹出的菜单上选取“视频选项”/
“运动”，出现“运动设定”对话框。通过对起点以及终点的设置，即修改旋转，缩放，延时，运动等属性，以及添加控制点，实现运动的设置。
8、说明Premiere6.5 中字幕的制作方法。
（1）选择“文件”/“新建”/“字幕”，出现文字编辑器
（2）单击文字工具，在编辑区拖出滚动字幕的活动区域。
（3）在编辑区希尔需要显示的文字，并编辑文字。
（4）保存文件，标题文件自动加入到项目窗口，将它拖到时间线的Video2
数字音乐走上视频道路 篇3
早在今年3月，阿里数字娱乐事业群就宣布正在组建阿里音乐集团，将旗下的虾米音乐和天天动听合并，二者分别于2013年1月和12月被阿里巴巴集团收购。
“曲库打通后，用户数量和可挖掘的数据会更多，可以更加精准地进行推送。”虾米音乐创始人兼CEO王皓告诉《第一财经周刊》。阿里音乐集团官方公布的数据显示，虾米和天天动听共拥有5亿的安装量。
互联网公司如今纷纷在电影、视频、出版等可以带来大量流量的内容产业中抓紧布局，音乐也成了其竞争版图的一块。
为了获得海量曲库，腾讯先后与华纳音乐、索尼音乐等200多家唱片公司达成版权合作，正版歌曲据说超过1500万首，并在虾米音乐买下《中国好声音》第三季的网络独家播出权之后，高价拿下了刚开播的第四季版权。
阿里音乐集团签下版权代理的唱片公司则有滚石音乐、华研国际等，其中拥有S.H.E等艺人的华研国际在今年2月结束和腾讯的合作后转向阿里音乐集团。
但在王皓看来，偶像歌曲所带来的流量有限。与定位大众市场的天天动听不同，虾米音乐围绕的核心是原创音乐人。
虾米的“音乐人平台”上线两年来，积累了1万多名独立音乐人。他们大多尚无名气，在这个平台上上传样曲，和用户互动，寻找合作伙伴。等出了专辑、积累了一定粉丝后，虾米开始成为其个人品牌营销的重点渠道，而阿里音乐还拥有淘宝网的资源，便于专辑和演出票务的销售。
因此，阿里音乐集团覆盖了内容生产、宣传、发行、零售等各个环节。
“音乐行业是长尾市场，大量存在的独立音乐人正是长尾部分。”宋柯去年曾对《第一财经周刊》说。这位阿里音乐集团的新CEO，一直在倡导网络音乐付费模式，他认为内容方—即唱片公司和独立音乐人，至少应分得收益的40%，“否则这个行业就会死掉。”
阿里音乐集团2015年重点推行的“寻光计划”，将选取13位独立音乐人，出资为他们制作专辑，并进行全国巡演。不过，它更多是赞助性质，商业回报前景模糊。
互联网公司开始愿意付出高额版权费和音乐人培养成本，加上专业音乐人的加入，这些是音乐内容得到重视的积极信号。但除了流量和广告，它们仍无法从音乐作品的消费本身中取得回报。
数字音视频 篇4
我国数字音视频产业包括音视频摄、录、编、播设备与系统、传输设备与系统、接收设备、存储设备等，覆盖电视机、显示器、投影机、照相机、摄像机、录像机、录音机、家用音响、汽车娱乐、公共显示、监控与扩声等多种产品与系统。我国音视频产业从无到有，经过20年的发展，我国数字音视频产业已成为我国重要的支柱产业、基础产业。
20世纪90年代初，国内电子工业以彩电为主的消费类电子产品占当年电子产品制造业产值的50%。随着产业结构的调整，通信产品、部分投资类的产品所占比重逐渐上升，产业结构逐渐趋于合理，虽然消费类电子产品的比重在逐年下降，但是它的产值每年都在稳步提高。据国家统计局《2012年国民经济和社会发展统计公报》统计，作为主要工业产品的电视机，2012年产量1.28亿台，同比增长4.8%。随着新型显示、移动互联网、云计算等新技术的应用，音视频产品正向全数字、大屏幕、超高清、网络化、智能化方向发展，并推动了多种技术融合和综合应用，我国必将成为全球音视频产业领域的制造大国。
2 标准研究制定
中国电子技术标准化研究院 (以下简称“电子标准院”) 以全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会 (以下简称“音视频标委会”) 秘书处为标准化工作平台，接受国家标准委和工信部的共同领导，同时负责对口IEC/TC100 (音频、视频及多媒体系统与设备技术委员会) 国际归口工作。
随着我国音视频产品向数字化全面迈进，我国以自主技术标准为基础，结合国内政策要求和市场环境，先后发布实施了数字电视、地面数字电视接收端、数字家庭等系列标准，组织制定立体显示系列标准和智能终端系列标准，支持了国内产业整体升级，推动音视频技术向网络化、智能化方向拓展。截至2012年底，已累计完成的国家标准、电子行业标准制修订工作汇总如表1所示。
2.1 数字电视
数字电视是从电视节目录制、播出到发射、接收全部采用数字编码与数字传输技术的新一代电视。数字电视系统包括信源编解码技术、信道传输、中间件、条件接收和显示等部分。
2000年，原国家计委专门立项开展“数字电视研究开发与产业化工作”，并成立了以原国家计委主任曾培炎为主任的国家数字电视产业化领导小组，全面规划我国数字电视的研究开发与产业化工作，拉开了我国数字电视研究开发与产业化工作的序幕。
电子标准院作为标准化工作牵头单位之一，从数字电视系统的标准需求分析、数字电视相关的知识产权研究、数字电视标准体系的研究与建立等一系列工作入手，开展我国数字电视的标准化研究与标准研究制定工作，组建了“数字电视标准总体组”、“数字电视性能与功能标准研究组”等八个标准工作组，联合生产企业、高校、研究所及运营商各方力量，进行相关的研究工作。经过多年不断努力，原信息产业部于2006年3月发布了SJ/T 11343-2006《数字电视液晶显示器通用规范》等25项我国首批数字电视电子行业标准。该系列标准内容涉及基础标准、接口、机顶盒、机卡分离、显示器五个方面的技术要求和测试方法 (图1) 。
随着这些标准的实施，电子标准院依据标准开展一系列围绕数字电视产品质量的相关宣贯活动及产品认证工作。如“数字电视显示器高清认证”、“机卡分离认证”等自愿性认证，对贯彻行业标准、推动产业发展、规范产品质量起到了积极作用。
2.2 地面数字电视
2011年6月，GB/T 26686-2011《地面数字电视接收机通用规范》等系列地面数字电视接收端国家标准陆续正式发布，标志着我国以自主技术为主体的地面数字电视接收端技术体制基本建立。
回顾我国地面数字电视的发展之初，随着我国具有自主知识产权的地面数字电视传输标准GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》于2007年8月1日起强制实施，2008年北京、天津、上海、沈阳、青岛、秦皇岛、广州、深圳等八个奥运城市陆续开通地面高清电视节目，近年来全国各地陆续开展地面数字电视试验性播出、单频网试验性建设等工作，地面数字电视信号覆盖工作逐步铺开。与此同时，作为GB 20600-2006配套标准的地面数字电视接收系列标准也经过历时两年多的研究制定工作而最终完成标准发布，并已于2011年11月1日起正式实施，这一工作的完成标志着中国地面数字电视产业将进入崭新的时代。
在标准的制定过程中，以电子标准院为组长单位的工作组，充分聚集行业领军企业的积极性，营造畅所欲言的标准化工作风气，以行业发展为需求导向，以理论为基础，以测试为手段，构建和谐的标准化工作环境。标准制定参与方既包括知名高校、测试机构，也包括核心芯片设计企业，更囊括国内外电视生产企业、机顶盒生产企业，充分展示了地面数字电视接收标准所拥有的广泛的代表性与业内共识。
2.3 数字家庭
数字家庭指的是融合家庭控制网络和多媒体信息网络于一体的信息化平台，是通过有线或无线网络在家庭范围内实现PC、消费电子产品和通信设备的互联和管理以及数字媒体信息共享的系统。数字家庭更多的是强调一种数字化生活的理念。数字家庭由家庭网关、智能信息终端设备以及家庭智能联网环境组成，其中家庭网络是家庭联网环境中的一环。由数字家庭的发展趋势看，从简单的接入、文件打印共享到家庭娱乐再到最终的数字家庭，其正在向着分布式、移动化、高带宽、低延时、高覆盖率的趋势发展。未来数字家庭将随三网融合及相关技术的发展呈现终端融合、业务随人走的服务特点。
基于自主创新，兼容国际主流方向的基本原则，前国家计委、信息产业部、国家标准化管理委员会将家庭网络系统标准制定工作纳入到国家数字电视标准体系中，在原信息产业部科技司的推动下电子标准院于2001年12月成立了“数字电视接收设备与家庭网络平台接口标准”工作组，其目的是制定家庭网络系统平台标准，开发拥有自主知识产权的相关标准规范。经过数年努力，最终完成了SJ/T 11316-2005《家庭网络系统体系结构及参考模型》等六项电子行业标准。该系列标准规定了家庭网络体系框架、主网通信协议和测试规范、子网通信协议和测试规范、设备描述文件。2007年，音视频标委会结合当前家庭网络的研究成果和发展需求，对家庭网络系统的体系结构和参考模型进行了补充和扩展，组织制定了《家庭网络第1部分：系统体系结构及参考模型》等9项国家标准，现已形成报批稿。
在开展标准研究制定的同时，国内企业开启了数字家庭产业化进程。2004年7月26日，海尔集团联合其他六家致力于中国家庭网络产业的企业发起组建了e家佳联盟，进一步推动了国内技术力量的融合，提升了国内企业的技术竞争实力。
当前，国内数字家庭产业发展还处于培育期，商业模式还未形成，“十二五”期间，电子标准院将支持我国地面数字电视试点工作，梳理数字家庭标准体系，制定三屏互动、多媒体通信协议等重点技术标准，推进数字家庭在智能电视等领域的国际标准实施。
2.4 立体显示
立体显示技术包括立体内容制作、立体编码技术、立体传输存储技术以及立体显示技术。与传统显示技术相比，立体显示技术具有独特的表现力和大信息量的宽带特性，使用户既能体验到新一代网络高质量的传输性能，又能享受到立体节目带来的冲击感和震撼感，它可广泛地用于航天、工业、医疗、教育、娱乐等诸多领域，在3D高清晰度电视、3D影院、3D可视通信、3D远程医疗以及虚拟现实等方面具有广阔的应用前景。
为有序开展我国立体显示标准化产业工作，电子标准院组建了立体显示标准工作组，组织国内企业制定《立体电视图像质量测量方法》、《立体投影机技术要求及测试方法》、《立体数码摄像机》、《主动快门式立体眼镜技术规范》四项电子行业标准，重点针对立体电视、立体投影机、立体摄像机等重点产品，规范关键技术指标、统一测量方法，目前上述标准均已形成征求意见稿，并完成上百款产品的行业摸底检测工作，积累了第一手行业数据资料。
3 检测平台建设
为支持我国音视频产业健康发展，在国家发展与改革委员会、工业和信息化部、国家认监委的领导下，电子标准院于2007年成立了“国家数字音视频及多媒体产品质量监督检验中心” (即“工业和信息化部数字电视标准符合性检测中心”。
中心自成立以来，受到了国家发改委与工信部的大力扶持，技术能力不断扩充，服务范围逐步扩大。现拥有数字音视频及多媒体领域具有国际先进水平的各类测试设备200余套，专用测试场地2 400余平方米，资产总值超过6 000万元，系统涵盖了从信源编码、复用、码流分析、图象质量分析、音视频质量分析、信号监测、调制、解码、中间件等全系列的数字音视频及多媒体产品检测所需的设备。
3.1 测试能力
中心以数字电视为业务基础，测试能力覆盖数字电视显示器、地面数字电视、机顶盒、投影机、数码照相机、数字摄录一体机、手机、调制器、编解码器等多种音视频产品的性能及能效检测，以及HDMI、DisplayPort、DLNA、UPnP、Blu-Ray、Dobly、HDCP等国际授权测试。客户覆盖我国大陆、台湾、香港地区，以及日本、韩国、法国、马来西亚等国家。
3.2 业务
检测中心自成立以来，先后为支持平板电视、地面数字电视、立体显示、投影机、数码摄像机等50多项国家、行业标准的制定提供试验验证，为标准的顺利制定积累了技术基础。在行业监督方面，检测中心承接我国家电下乡、节能惠民等国家惠民工程检测工作;国家质检总局全国质检抽查、国家工商总局组流通领域监测等行业监管工作;2008年奥运会、平安重庆等重点工程试验检测、咨询服务工作;承担企业委托检验工作，累计完成700余批次产品检验。
此外，实验室依据产业发展情况，组织编写数字电视、地面数字电视、3D显示等产品质量报告，提交政府相关部门，为政府提供技术支撑。
4 国际标准化
电子标准院音视频标委会一直以来重视参与国际标准化活动。每年均组织国内相关企业参与IEC/TC100活动，及时与国内企业交流最新信息。根据IEC公布的数据，音视频标委会文件答复率为100%，在所有P成员国中位列前茅。
音视频标委会先后推荐专家20余人次参加国际标准研究制定工作，深入跟踪国际标准进程, 提出合理化工作建议，协调国际标准与国内标准的一致性。此外，音视频标委会在IEC/TC100/AGS (战略咨询委员会) 中有1名成员，为我国自主标准的国际化进程奠定了良好的基础。
区域标准化工作方面，音视频标委会先后承担了中韩 (CESI-KETI) 、中日韩政府级别数字电视论坛，中日韩企业间的CJK-SITE委员会工作，多次组织国内企业开展国际性的技术交流与合作，现已推动了包括BCDMA、CCP在内的数项国际技术合作项目。
为系统研究IEC/TC100工作体制，标委会初步汇总形成了“IEC/TC 100标准整理情况汇总”，为顺利开展国际标准化活动提供了技术背景材料。
在IEC/TC100领域，电子标准院音视频标委会共正式提交了5个自主技术国际标准提案，目前3项均已正式发布，如表2所示。
2011年，为推动我国地面数字电视标准的国际化进程，音视频标委会向IEC/TC100提交了《地面数字电视接收机通用规范》提案IEC 62753，以100%赞同票通过NP立项，目前已通过委员会草案阶段，正式进入委员会草案投票阶段。
在2012年IEC/TC100年会上，我国代表就提出的新项目提案《3D显示系统术语》、《3D显示系统图像质量与舒适度评价》进行了报告，获得TC100会议的立项支持，会议决定由我国代表团担任组长，联合其他成员国专家推进标准制定工作。值得一提的是，音视频标委会代表中国汇报的标准提案和工作进展获得了IEC/TC100官员及专家的高度认可，并连续两年获得IEC 1906大奖。
鉴于我国在国际标准化领域取得的成绩，IEC/TC100推荐2013年度年会由中国承办，这必将为我国音视频及多媒体产业走向国际开辟更广的空间。
5 结语
数字乡村视频工作汇报材料 篇5
一、精心组织，周密布署，及时成立领导机构。
自5月6日县“数字乡村”工程视频建设动员大会召开后，乡党委、政府高度重视此项工作，于5月8日召开班子会议进行专题研究，成立了以乡党委副书记、乡长为组长、以分管农业的副乡长、乡党委宣传委员、组织委员为副组长，以涉农部门负责人为成员的乡“数字乡村”工程建设领导小组，领导小组下设办公室于乡农业信息管理站，由站长兼任办公室主任，并抽调了6名工作人员充实到领导小组办公室（含大桥、磨盘卡）两村的大学生主任助理。同时拟定了大桥乡“数字乡村”工程视频建设实施方案，统一进行了分工。14个村委会成立相应的工作领导小组，全力配合数字乡村办工作人员进行数据、图片、视频的采集。
二、从各小组成员单位和村委会抽调了18名业务骨干分成图片采集、图片编辑、视频制作、文字处理、数字处理和后勤保障6个工作小组，实行分片包干、责任到人、协同合作的方式开展工作，并从学校和各站所抽调了摄像机3台、数码相机4台、电脑6台、打印机1台、车辆2张投入到此项工程建设中，保障了全乡“数字乡村”工程视频建设的进展顺利。为工作组各项工作的开展提供保证。
三、及时动员，强化专业技术培训。对全乡的“数字乡村”工程建设进行了安排布署，要求各村分别按各自所辖自然村分别进行数据采集，并于5月15日前全部上交到数字、文字处理组进行统一审核，图片处理组于5月25日开始按要求到每村进行图片采集。6月3日前把14个行政村视频采集完，6月17日完成所有视频制作和上传工作。
四、统筹安排，协调设备，全乡“数字乡村”工程建设进展顺利。于6月17日止，全乡已完成14个行政村、161个自然村的数据采集、审核及录入，完成14个行政村、161个自然村的图片采集及录入，共采集数据175份，录入数据175份，采集图片28000张，录入图片18000张，完成14个行政村及乡的视频采集2个小时。
IBM软件可扫描数字视频等 篇6
本报综合消息 明年年初，IBM将开始销售一种可以在几秒钟时间里筛选数千小时数字视频的高级视频监视软件。
这款名为Smart Surveillance System (S3)的软件利用多种分析工具，索引数字视频记录，然后在检测到视频中的某些模式时发出实时报警。例如，它可被用于当入侵者进入某个安全区域时警告保安人员，或记录出入停车场的车辆。
作为IBM T.J. Watson研究中心的研究项目，S3软件已经开发了几年时间，将被集成到一款叫做“数字视频监视服务产品”的IBM服务产品中。
除了实时报警外，S3还可被用于搜索冗长的录像资料。例如，伦敦警方在去年5月发生的地铁炸弹爆炸后，搜索了6000来个小时的监视录像带，如果使用S3，这项工作可以很快完成。
IBM已经在多家公司试验了这种软件，一个前景特别看好的领域是零售业。由于产品的价格取决于部署系统的规划，因此IBM没有公布S3和视频监视产品的详细价格信息。
微软利用虚拟化技术试用软件
本报综合消息 11月6日，微软公布了虚拟硬盘测试驱动程序（VHD Test Drive Program）计划。
微软的“虚拟硬盘（Virtual Hard Disk，简称VHD）”格式能够用于将操作系统、高级软件、具体配置的详细资料打包，VHD映像可以加载到微软的Virtual Server等虚拟机软件中。
微软“VHD测试驱动程序（VHD Test Drive Program）”所反映的理念是由虚拟化技术公司VMware提出的。VHD Test Drive Program模仿了VMware的创意，即软件专家可以对系统中的软件配置进行优化，减少客户在使用时可能遇到的麻烦。计划通过“VHD测试驱动程序”提供试用软件的公司包括赛门铁克、思杰、BEA、惠普和戴尔。
微软的VHD格式受Open Specification Promise制约，但微软保证，如果其他公司使用了Open Specification Promise涵盖的微软技术，微软不会对这些公司提出专利侵权诉讼。
与此同时，VMware和VMLogix两家公司也分别发布了利用虚拟化技术为软件开发提供方便的新产品。
又讯 近日，微软公司宣布其最新的嵌入式平台Windows Embedded CE 6.0正式上市，将为多种设备构建实时操作系统，如互联网协议（IP）机顶盒、全球定位系统（GPS）、无线投影仪，以及各种工业自动化、消费电子以及医疗设备等。
简讯
存储“防火墙”保护电脑安全
IDG专供本报消息 美国初创公司DriveSentry新近开发了一种存储“防火墙”，可防止计算机病毒损坏台式机上的数据。DriveSentry开发的这种软件为可靠的程序建立一个白名单，这些程序可以向一些文件夹或文件写数据。如果白名单之外的其他程序试图在驱动器上写数据，那么DriveSentry软件就会弹出一个窗口，询问用户是否允许这种写操作。
三星预计明年LCD可能短缺
数字视频水印攻击浅析 篇7
视频水印的出现最初是为了保护数字视频产品 (如VCD、DVD、Vo D等) 的版权, 但因为其具有不可感知性、健壮性和安全性等特点, 近年来其应用领域得到不断地扩展, 在广播监视, 拷贝控制、视频点播系统和卫星数字视频传输等等领域都有应用, 已经成为一个重要的研究课题。
2 数字视频水印的特点
视频通常看成是时间上连续的图像序列, 这使得视频不但具有图像的性质, 而且还增加了时间维度上的特性。因此, 视频水印较图像水印又有一些特有的要求。概括起来主要有以下几个要求:
2.1统计不可见性:由于视频是运动图像序列, 因此要求在嵌入水印前后, 每两帧之间的相似性尽量不发生变化, 这就是视频水印的统计不可见性[1]。2.2盲检测:由于视频的数据量太大, 在接收端进行非盲检测是无法接受的, 因此要求是盲检测的 (至少是半盲检测) 。2.3同步性:在同步方面, 除了视频帧空间上的同步以外, 还要考虑视频时间上的同步。由于视频本身拥有着大量的帧 (甚至是相似帧) , 这也使得视频内部的共谋攻击很容易发生。2.4实时处理:由于视频数据量巨大, 水印嵌入和提取应该具有低复杂度, 对于不同的应用有不同的要求。如果水印是用于追踪, 每个接收端都必须提取水印, 则水印提取应该容易。如果为不同的接收者嵌入身份标识, 水印处理分布在大量的视频序列上, 而水印提取只是在出现版权冲突时才进行。因此, 为了考虑水印上所有可能的攻击, 水印提取比较复杂, 而水印嵌入在这种情况下复杂度应该低。2.5随机检测性:可以在视频的任何位置、在短时间内 (不超过几秒钟) 检测出水印。随机检测性比实时性具有更严格的要求, 一个水印方案是实时的, 但是如果只能从视频的开始位置按播放顺序一步步检测出水印, 则不具有随机检测性, 如果跳转到视频的任何一个位置, 也能够在很短时间内检测出水印, 则具有随机检测性。
3 对数字视频水印的攻击
数字水印攻击和数字水印是“孪生”的, 二者同时产生, 相互促进发展, 缺一不可。随着水印技术不断的发展, 针对水印的攻击也不断推陈出新, 如伪造攻击、共谋攻击、拷贝攻击、替换攻击等。新的攻击的出现对水印的鲁棒性不断提出新的要求, 从另一个侧面促进了水印的发展。为了保证攻击后的媒体仍然能够使用, 对于攻击同样有“不可见性”的要求, 也就是说攻击要尽量不对媒体产生质量上的影响。相对于传统的文本水印和图像水印, 视频水印的攻击方法更多。其中有很多是作者为了更好的管理资源而对视频进行非恶意的处理, 包括视频压缩格式转换、帧率调整、视频编辑等。另外, 视频水印还会受到各种各样的恶意攻击, 包括加噪、帧去除、帧平均等。在这里我们按照攻击的方式把攻击分为:3.1去除水印的攻击, 它主要是以破坏水印为主 (如中值滤波、共谋攻击、替换攻击等) , 一般情况下, 这种攻击先找到水印的所在或估计出水印来, 然后将水印去除, 从而达到在媒体中不能够检测到水印的目的。3.2隐藏水印的攻击, 这种攻击并不检测水印的具体所在, 也不对水印进行任何破坏, 只是通过相应的手段破坏水印和载体之间的关系 (如同步性攻击:旋转、剪切等破坏水印与载体之间的空间同步性:丢帧、帧交换、帧插入等破坏水印与载体之间的时间同步性) , 从而在不去除水印的情况下, 使水印不能够被检测出来。3.3混淆水印的攻击, 这种攻击的目的并不是让水印无法检测, 而是使水印失去版权保护的能力 (如伪造攻击、拷贝攻击等) 。
摘要：在对数字视频水印研究的基础上, 对数字视频水印的特点做了归纳总结, 并对数字视频水印的攻击做了简要的分析, 对数字视频水印抗攻击能力的提高具有一定的意义。
关键词：视频水印,特点,攻击
参考文献
[1]K.Su, D.Kunder and D.Hatzinakos, A Novel Approach to Collusion-Resistant Video Water-marking, Proceedings of SPIE on Security and Watermarking of Multimedia Content IV, 2002, 4675:491-502.
数字音视频 篇8
一直以来, 我国广播电视和视音频行业长期受制于国外厂商制定的技术标准, 在产业链下游充当着“制造商”和“使用者”的角色, 进行着低附加值、劳动密集型的生产活动。我国企业每年向杜比、DTS以及MPEG等国外企业和组织交纳的数字音频技术许可费用高达数亿美元, 并且这一趋势正愈演愈烈, 严重制约着相关行业的发展。因此, 国家一直以来都在大力推动我国自主视音频标准的研发和相关产业的形成。十年前, 我国就已经开始研发自主知识产权视频编码标准。但由于各种原因, 相关标准无论在技术指标和产业形成方面都未能达到理想效果[1]。
在近年, 随着我国基础科技实力的提升, 我国的音视频产品企业也开始对音视频技术标准进行攻关, 并取得了巨大的成果。其中, 最具代表性的是由广州本地企业研发的《广播电视先进音视频编解码第1部分:视频》 (标准号:GY/T257.1—2012, 简称AVS+) 和《多声道数字音频编解码技术规范》 (标准号:GB/T 22726—2008, 简称DRA) 。经过由总局组织实验室测试结果表明, AVS+视频编码标准和DRA音频编码标准在技术先进性和经济可行性方面具有世界先进水平。
根据技术发展规律, 我国音视频编码技术已经从标准研发阶段进入到集成共用技术阶段, 需要进行实际应用环境的现场技术试验。为此, 在广州市文广新局与广东省广电局的努力争取下, 国家广电总局发了《广电总局关于同意在广东珠三角开展“AVS++DRA”音视频标准数字电视地面广播试验的批复》文件 (广局[2012]382号) , 同意广州市以AVS+和DRA标准为核心技术, 以采用我国自主研发的地面数字电视传输标准DTMB的地面数字电视覆盖网络为实验床, 搭建国内首个基于“AVS++DRA”音视频的数字电视地面广播试验平台, 开展“AVS++DRA”双标准试验[2,3,4]。
2 试验项目平台介绍
2.1 试验项目平台
试播节目为中央电视台综合频道高清节目 (CCTV-1高清) 以及中央电视台综合频道 (CCTV-1) 、军事农业频道 (CCTV-7) 、新闻频道 (CCTV-新闻) 3套标清节目共4套电视节目 (1套高清, 3套标清) , 其中CCTV-1和CCTV-7信源编码使用MPEG-2, CCTV-1高清和CCTV-新闻信源编码使用“AVS++DRA”开展试验。
试验项目涉及广州花果山发射台、广州花都区发射台和广州增城市发射台3个发射台站, 使用地面数字电视国家标准DTMB组建成单频网, 进行“AVS++DRA”音视频标准的传送广播试验。
2.2 平台技术路线
该平台的系统设备配置应满足系统功能和相关标准的要求, 质量应达到国家标准要求, 其技术路线为:
1) 信源编码以及接收终端解码应具有AVS+与DRA标准融合体系。
2) 系统传输分配网采用光纤方式实现业务传送。
3) 工作频率选定国家广播电影电视总局的频率规划:DS-47频道 (中心频率为786 MHz) 。
4) 模式和参数的选定遵循《广电总局关于同意在广东珠三角开展“AVS++DRA”音视频标准数字电视地面广播试验的批复》文件 (广局[2012]382号) 中的要求:采用上模式7 (C=1, 32QAM, 0.8, PN595, 720, 25.989 Mbit/s) , 单频网ID为GDGZDTMBSY01。
5) 码率大小选取参考家用接收器的良好主观评价效果。
6) 在集成播控平台上建立系统监测系统平台, 实现对全网业务内容和主要设备的统一监测、监控。
2.3 平台系统设计方案
广州地区开展“AVS++DRA”音视频标准数字电视地面广播试验平台架构由信源系统、传输系统、发射系统、监控和网管系统、终端接收系统共5个部分组成, 其逻辑架构如图1所示。
1) 信源部分完成节目的编码、复用、适配, 输出同步的适配码流。
2) 传输分配网采用光纤链路, 负责将前端输出的同步适配码流分配传输到单频网中的各个发射台站, 主要包括发端适配器、收端适配器、传输网络等部分。
3) 发射系统负责到达发射台站的地面数字电视信号的信道调制、功率放大、天馈发射, 主要包括激励器、发射机、多工器、馈揽、天线等设备。
4) 用户终端用于接收试验播出无线节目信号, 完成信号的解调、解码、显示等。
5) 监测系统负责系统中传输链路、发射机房等多方面的监测、分析、报警任务。
3 试验项目内容和方法
本次试验项目以前端闭路测试和外场开路测试两种方式进行测试, 分别采用主观测试和客观测试进行数据采集与比对。
3.1 前端闭路测试
前端闭路测试是在信源前端构建端到端的试验环境, 测试“AVS++DRA”双国标的编解码效率、质量以及系统的融合性。
3.1.1 测试内容
试验项目通过闭路测试, 主要针对“AVS++DRA”与MPEG-2编码模式进行测试, 为了更客观地体现“AVS++DRA”双国标的编解码效率、质量, 一些测试环节将加入AVS以及H.264两种编码模式以示对比。
1) 比对测试参考码率下经过AVS++DRA与MPEG-2, AVS, H.264编解码后高清节目的图像质量;
2) 比对测试参考码率下经过AVS++DRA与MPEG-2, AVS编解码后标清节目的图像质量;
3) 当多路节目输出的数据总码率调整到系统单信道承载的最大净荷数据率时, “AVS++DRA”编码器输出码率抖动对系统融合性的影响;
4) 测试“AVS++DRA”融合集成的音视频同步情况。
3.1.2 测试方法
主观测试:对于电视图像质量的主观评价, 专业人士在严格观看的条件下对编码前后图像的优劣程度进行主观评定, 为了保证主观测试人员拥有相同的监测环境, 减少主观测试人员的主观视觉误差, 将多个接收机解码显示的图像通过多画面分割器在同一个显示屏同时显示, 让主观测试人员很方便地进行比较, 从而保证测试的准确性。
客观测试:采用泰克公司的图像质量分析仪PQA500, 根据GY/T 134—1998和ITU-R BT.500中的规定, 对不同编码方式、不同编码率下的图像质量进行参数测量。
3.1.3 前端闭路测试比对框图
前端闭路测试比对框图见图2。
3.2 外场开路测试
外场开路测试是在采用地面数字电视国家标准的覆盖网络实际环境中, 使用支持双解码方式的接收终端对比不同视频解码能力, 测试“AVS++DRA”系统的融合性, 以及是否对DTMB单频网的组网存在影响。
外场开路测试分为室外固定接收、室内固定接收两种情况。室外固定接收, 根据单频网覆盖仿真效果, 在室外选取典型定点接收环境进行测试, 典型定点测试环境包括覆盖良好的接收区域, 以排除信道环境对接收效果的影响;室内固定接收, 在市内、远近郊区选取不同的建筑物结构, 在每个测试地点, 应尽量寻找能够满足接收要求的接收点, 如靠近门窗、阳台的地点, 同时测试门窗、阳台外的信号电平。
3.2.1 测试内容
本项测试将继续采用前端闭路测试的测试内容, 对“AVS++DRA”音视频编解码器的效率和信号质量进行评测, 同时新增了以下对DTMB单频网网络的相关测试:
1) 接收电平、载噪比、误码率等信道指标在复杂环境下的测试;
2) DTMB单频网的相干区域的测试。
3.2.2 测试方法
主观测试:在各个测试点, 采用前端闭路测试相同的主观测试法, 通过多画面分割器显示, 对不同信源编码技术进行主观效果评价。
客观测试:采用上海数字电视国家工程研究中心专业信号测试车 (内置国标网络综合分析仪ETL、地面数字电视路测仪、泰克公司的图像质量分析仪PQA500、接收系统等) , 对各个测试点信号覆盖的接收电平、载噪比、误码率等测试点测试数据进行采集。为了保证在相同接收条件下对接收机的效果进行测试, 使用同一厂家、同一型号、指标接近的天线;天线的接收角度, 摆放方式尽可能一致。
3.2.3 外场开路测试系统框图
在不同的测试项目中, 在信源前端完成调整, 整个接收端测试系统置于测试车中, 接收天线置于测试车顶部。现场测试示意图见图3, 框图见图4。
3.3 主要测试仪器
PQA500是泰克公司研发的图像质量分析仪, 采用了基于人类视觉系统模型, 提供了一整套可重复的、与主观人眼视觉评估十分接近的图像质量客观测量, 用它来代替图像质量的主观评估。
本次试验将对“AVS++DRA”与MPEG-2, AVS, H.264编解码后的图像进行图像质量等级 (Picture Quality Rating, PQR) 、峰值信噪比 (PSNR) 、差异平均评估计分 (Difference Mean Opinion Score, DMOS) 等多项测试, 其中PQR和DMOS值越大, 则图像质量损伤越严重。
4 试验项目目的
本试验的目的为:
1) 本试验将实现“AVS++DRA”双标准的集成兼容, 使我国在音视频信源编码方面, 形成完整的、完全自主创新的视音频编码技术体系。
2) 本试验所获得的经验和测试数据, 为我国“AVS++DRA”行/国标的制定、“AVS++DRA”编码器及接收终端技术要求和测量方法等相关技术标准体系的建立提供基础数据。
3) 本试验将为在地面数字电视广播体系中采用“AVS++DRA”双标准的视音频编解码技术的可行性提供试验验证, 为今后“AVS++DRA”双标准将在地面数字电视广播和户户通工程中的应用提供技术基础。
4) 本试验将通过“AVS++DRA”相关设备在试验网内的性能测试及客观表现, 获得各种实地测量数据, 对涉及到的关键技术环节进行验证和确认, 并对各项设计指标参数进行判断和优化, 从而形成适合地面数字电视传输环境的音视频编解码技术和设备方面的实质性建议, 进一步促进我国音视频编码产业链的成熟完善。
5) 本试验将发挥企业在产业化中的主导作用, 通过定向研发, 加速产品的研发与跟进, 形成小批量终试产品, 为下一步“AVS++DRA”的产业化推动提供技术依据。
5 试验项目进展情况
5.1 试验项目小组
广东省广播电影电视局和国家广播电影电视总局广播科学研究院对本试验项目给予了高度重视, 成立了以省、市广电局和总局广科院领导组成的项目领导小组以及相关单位的工作小组, 全力推进项目的实施。
1) 领导小组
组长:广东省广播电影电视局总工程师, 郄小斌;
副组长:广州市文化广电新闻出版局副局长, 任天华;
总顾问:国家广播电影电视总局广播科学研究院院长, 邹峰。
2) 项目工作小组
项目承办:广州市文化广电新闻出版局;
项目规划:国家广播电影电视总局广播科学研究院;
项目实施:广州珠江移动多媒体信息有限公司;
技术支撑:广州市柯维新数码科技有限公司、广东广晟集团数字音频编解码技术国家工程实验室。
5.2 试验项目预研
1) 完成了实验室的系统搭建和测试环节, 确保“AVS++DRA”标准在实验室环境中融合, 并在DTMB系统中兼容。
2) 完成了前端机房、传输链路和发射台站的实地勘察工作, 确保了单频网的顺利建设。
5.3 试验项目方案
由广科院主导完成了《系统规划方案》、《单频网设计方案》、《试验测试方案》的策划和编写工作。
由珠江移动主导完成了《系统集成方案》、《工程实施方案》的策划和编写工作。
5.4 试验平台建设
1) 完成了前端“AVS++DRA”编解码测试平台建设。
2) 完成了广州花果山发射台、广州花都区发射台和广州增城市发射台3个发射台站单频网的组网建设。
5.5 实验
试验的各项准备工作已完成, 前端闭路试验平台、各类试验仪器、外场开路测试的测试车等都已落实或到位, 下阶段将进行深入的试验测试工作, 最终的试验测试结论报告将在全部相关试验测试工作完成后出具。
本文参与编写的其他人员有:邹文锋、白鹤、何勇兴、黎骏、李健。
摘要：我国广播电视和视音频行业长期受制于国外厂商制定的技术标准, 制约着行业发展, 因此, 国家大力推动自主视音频标准的研发。我国音视频编码技术已经从标准研发阶段进入到集成共用技术阶段, 需要进行实际应用环境的现场技术试验, 因此广州市基于“AVS++DRA”音视频的数字电视地面广播试验平台, 开展了“AVS++DRA”双标准试验。目前, 试验的各项准备工作已完成, 前端闭路试验平台、各类试验仪器、外场开路测试的测试车等都已落实或到位。
关键词：AVS+,DRA,音视频编码,数字电视地面广播
参考文献
[1]谢江浩.加快我国数字音频广播发展的思考[J].广播与电视技术, 2012 (11) :90-93.
[2]张晓亮.AVS地面数字电视产业化推广和应用[J].电视技术, 2012, 36 (22) :3-4.
[3]王国中.基于中国AVS标准的地面数字电视解决方案[J].电视技术, 2011, 35 (24) :6.
数字视频监控系统设计 篇9
1 设计原则
1.1 先进性与适用性
数字视频监控系统的设计思想符合视频监控的发展潮流, 该系统的技术性能和指标达到国际水平;以先进的视频监控技术进行组网, 支持视频数据的实时传输及多路监控。另外数字视频监控系统容易安装、使用方便, 适合于各种层次的管理层使用, 学校保安室的工作人员不用经过专门的培训就可以直接使用, 符合学校的特点。
1.2 经济性与实用性
充分考虑学校的治安情况, 在该数字视频监控系统的功能和性能满足学校安防的实际需要前提下, 充分利用学校现有的网络、设备资源来组建该系统, 实现最佳的性价比, 大大节约了建设该数字视频监控系统的成本。
1.3 可靠性与安全性
数字视频监控系统支持管理员和用户的二级权限管理, 管理员利用管理服务器对数字视频监控系统中的所有成员进行集中式管理;每一个成员加入或退出监控系统必须通过组管理服务器进行认证或登记。该系统的可靠性较高, 在系统发生故障造成中断时, 视频图像数据能够准确、完整的保存下来, 并且在较短的时间内迅速恢复它的监控功能。
1.4 灵活性
学校的校园面积和师生人数在不断的变化, 需要组建更加灵活的数字视频监控系统来满足它的安防需要。该数字视频监控系统在设计中充分考虑到以后的技术发展和使用的需要, 具有扩充和升级的功能, 它的前端连接网络摄像机, 无论将来增加多少个摄像机都不影响系统的正常运行, 只要将摄像机连接到网络就可以形成系统, 当系统变大时, 只需要升级服务器软件和增加网络储存硬盘就可以实现。
2 系统设计
2.1 总体架构
该数字视频监控系统以学校的保卫室为监控中心, 系统采用全数字化监控结构。以视频监控专用网络为资源, 作为监控信息的传送和管理平台。前端网络摄像机直接接入专用交换机, 后端采用视频管理器进行录像存储及视频网络流媒体转发, 交换机之间采用光纤直联。将分散在学校中的各个监控点网络联接起来, 并且利用多媒体服务器、管理服务器、交换机等设备对监控单元所提供的视频进行管理, 对校园监控环境进行跟踪监视。系统联网架构如下图1。
系统的建设必须是IP网络、视频处理、图像存储及业务软件等一系列技术及产品的有机整合。它的具体组成应具备如下几部分:
2.1.1 视频处理部分
网络摄像机是指以公开方式安装在现场的摄像系统, 完成视频信号的获取及输入功能, 包括各种固定摄像机、半球摄像机、高速智能球机等前端摄像器材设备, 全部采用高清 (HD) 网络型设备。它是整个系统的眼睛, 网络摄像机把监视的内容转化为图像信号, 并传送到控制中心的显示器上。它的好坏以及产生的图像信号将影响整个系统的质量, 因此, 网络摄像机的指标应高于整个系统的指标, 该部分的选择是决定整个系统图像清晰稳定的关键。
2.1.2 监控管理及控制部分
视频监控中心是整个安全防范的神经中枢和心脏, 承担着整个系统的动态图像及监督、显示、记录、调度等任务。这部分完成对所有监控设备、业务的管理及控制, 包括了视频管理器、数据管理器等组件。其中视频管理器是系统的管理中心和控制中心, 视频管理器的授权用户可以在任意一台PC管理终端上完成对全网的设备管理、资源调度、云台控制和解码输出控制, 所有的控制指令由视频管理器集中处理和发送。通过视频管理器, 可以很容易地实现对系统所有视频的集中管理。
2.1.3 网络承载、交换、及传输部分
完成视频流的传送及交换功能。构建的网络可同时具备传输和交换的功能, 可实现视频流的无阻塞交换, 确保图像的清晰度和实时性, 并具备高度的安全性、天然的可扩展能力和灵活性。
2.1.4 软件系统
由于数字视频监控系统对远端设备的稳定性和实时性要求很高, 这就决定了普通的操作系统没有办法满足它的工作要求, 选择一款合适的操作系统能缩短开发周期, 系统也更加稳定, 还会大大降低系统的开发成本。本系统选择的嵌入式操作系统软件Clinux, Clinux是专门为无MMU微处理器使用的嵌入式Clinux操作系统, 由linux2.0内核发展而来。由于大多数内核的二进制代码和源代码都被重写, 进一步缩减了Clinux内核的代码, Clinux内核比Linux2.0原内核小得多, 支持多任务, 并保留了linux的主要优点:稳定性、优异的网络能力以及优秀的文件系统支持。
2.2 硬件设备
数字化视频监控系统硬件主要设备: (1) 解码器; (2) 流媒体服务器; (3) 管理服务器; (4) 网络存储; (5) 路由器; (6) 液晶显示器。系统的控制中心, 通过视频编码器、PCI总线等接口完成监控数据的采集与存储、报警和网络分控功能。
3 结语
把先进的计算机网络技术、流媒体技术等应用于视频监控系统中, 实现了视频监控的数字化、网络化, 改变了传统的工作模式, 给监控系统带来了改革。本系统所设计和实现的核心模块具有较高的视频处理速度, 控制管理模块使系统具有多会话的功能。数字视频监控系统的实施将为学校的安全防范工作做到人防、技防、物防的全面化管理, 使学校的财产和人身安全得到了足够的保障, 为学校的管理带来了便利, 为新世纪的校园安防管理提供了良好的保障。
参考文献
[1]张宗平, 张咏.网络数字视频监控系统设计与实现[J].甘肃科技, 2007, 23 (9) :24-26
[2]孟凡蕊.数字视频监控系统的设计与实现[J].中国有线电视, 2003 (21) :52-55
[3]宋智.基于流媒体的网络视频监控系统的研究与实现[J].现代电子技术, 2006, 29 (8) :66-67
数字视频隐藏算法设计原理 篇10
基于压缩域视频的隐蔽通信技术是这几年的发展趋势, 其主要原因是在压缩域嵌入信息具有如下优势: (1) 从压缩的视频流中易于得到运动、纹理等信息, 嵌入速度快, 有助于实现信息的实时隐蔽和提取; (2) 在不改变视频流格式的前提下, 通过适当修改语法元素, 如运动矢量、残差系数等, 可以与视频编码标准有良好的兼容性, 且可避免空间域嵌入算法在有损压缩时易受损的问题[1]。但是, 压缩域嵌入信息也存在以下困难: (1) 视频编码后码流的冗余信息大幅度减少, 可供信息嵌入的容量也相对较小, 且不利于算法的鲁棒性; (2) 嵌入策略通常受到相应视频压缩算法和编码标准的局限; (3) 视频流在格式 (包括编码标准、码率、帧率或空间分辨率) 改变时, 难以检测嵌入的信息。
本文主要针对压缩域视频的隐写原理进行分析, 并在此基础上讨论了设计压缩域视频隐藏算法的原理。
2 适合数字视频的信息嵌入技术
由于数字视频数据量较大, 一般都以压缩的形式存在, 隐藏算法除了必须不破坏视频原有格式以外还应当具有: (1) 隐藏容量不能太低; (2) 隐藏信息后的载体在传输过程中受到各种攻击时能还能够正确提取出原本嵌入在其中的信息, 即算法要求具有一定的鲁棒性; (3) 算法的复杂度不能太高。为了使得隐藏算法和视频压缩标准相互兼容, 基于DCT域的信息嵌入技术和基于运动矢量的信息嵌入技术能够较好的适用于视频压缩域的信息隐藏。
2.1 基于DCT域的信息嵌入技术
DCT域的信息隐藏技术发展比较成熟, 有较多的算法可以借鉴和比较[2]。经过DCT变换后, 视频帧中能量分布变得更加集中, 这便于灵活的在高频部分和低频部分选择相应的位置隐藏信息, 使得鲁棒性与不可见性得到一个较好的平衡。结合信息隐藏容量分析理论, 在DCT域中便于设计出具有较高隐藏容量的算法。视频帧经过DCT变换后, 变换系数几乎不相关, 能较好的去除视频帧内的空间相关性, 经过反变换重构帧, 信道误差和量化误差将象随机噪声一样分散到块中的各个像素中去, 不会造成误差积累。变换能将数据块中的能量压缩到直流系数和为数不多的几个低频变换系数中去, 这样它可以大大提高对加噪和滤波的鲁棒性, 这是因为经过逆变换后, 所加入的信息基本均匀地分散到整个视频帧上, 这就使在一定程度范围内, 噪声和滤波不能干扰隐藏的信息;同时对原始视频的影响不容易被感知, 因此便于设计出能对低通滤波、有损压缩、加噪等常规攻击具有较好的鲁棒性和不可见性的算法。
目前视频压缩算法依赖于两种基本技术:基于像块的运动补偿技术和基于变换域的压缩编码技术, 前者主要用于减少时间冗余而后者主要用于减少空间冗余。现阶段的视频压缩编码技术绝大部分利用了离散余弦变换 (DCT) , 因此采用在DCT域中隐藏信息的方法能和现有的视频压缩算法紧密结合起来, 使得信息隐藏与提取的过程和压缩与解压的过程同时进行, 极大提高算法的效率。
2.2 基于运动矢量的信息嵌入技术
对于当前视频最常用的MPEG系列压缩标准中, 其压缩码流当中包含头部信息、DCT系数信息、运动矢量信息等几个部分, 其中从数据量角度看, DCT系数信息占比重最大, 运动信息次之, 其它头部信息最少。从信息调制对整个系统影响角度分析, DCT系数信息的变化会产生对重建图像质量的直接影响, 但在有效控制范围之内的变化并不容易被视觉察觉;对运动信息的轻微调制[3], 往往不会直接体现在当前帧的编码质量之上, 这是由于其后的差值传递模式将弥补这种变化, 只有在恒定码率约束条件下, 逐步累积的效率降低将会对其后的编码帧造成质量影响。同时, 由于在运动预测环节上, MPEG系列压缩标准采取了较多的开放部分, 使得各个系统可以自己采用自行设计的算法进行优化, 因此在这一环节上存在较大的不确定性;而对于其他头部信息则往往有系统所产生, 具有较强自约束特性, 一旦进行调制往往会影响整体码流数据的平稳性, 因此在其中进行隐藏嵌入的可能性较小。利用运动矢量进行信息隐藏是当前视频隐藏算法的一种主要形式。
3 算法的隐藏容量
隐藏容量是指在给的的载体中能够“安全地”嵌入二进制秘密数据的位数。如何在具有高压缩效率的视频中嵌入更多的信息, 是算法的一个需要重点研究的问题, 也是难点之一。
通常情况下以通信系统中信道容量问题的理论为基础, 结合信息隐藏技术和数字多媒体的特点, 对算法的隐藏容量加以分析和研究。通过对隐藏技术中秘密信息的含义, 多隐藏信息的干扰源以及隐藏算法的约束条件等方面出发, 研究以视频为载体的隐藏理论。利用信息论中的有关理论, 结合视频多媒体数据的自身特性, 分别建立被动攻击下的隐藏算法容量和主动攻击下的隐藏算法容量模型。
4 算法抵抗隐写分析的能力
视频隐藏算法抵抗隐写分析的能力直接关系到算法的安全性, 它是衡量一个算法好坏的重要标准, 在隐藏容量相对比较大的情况下, 如何设计出具有较好的抵抗隐写分析能力的算法是视频隐藏算法设计的难点和重点。
4.1 保持原载体的统计特性。
目前抵抗隐写分析的安全隐藏算法主要有三类即:抵抗某种或某类隐写分析的隐藏算法、具有统计特性保持的隐藏算法以及隐藏信息后减少载体数据改变量的高效隐藏算法, 在这三类算法中, 第一类算法多是基于对已有隐写分析算法研究基础上, 把信息隐藏算法做一些有针对性的改造, 以抵抗具体的专用隐写分析, 而第三类算法多是通过类似于矩阵编码的高效编码形式实现多比特隐藏时仅修改较少的像素值, 这类算法比较适合于隐藏数据容量较小时的应用场合;第二类算法的理论基础是Cachin的统计安全性理论, 核心思想是在数据的隐藏过程中保证藏入信息后载体的统计特性和原载体的统计特性不发生可检测的变化。
4.2 使藏入的信息尽可能在载体中扩散。
由于在载体中隐藏的信息量多少直接影响算法的安全性, 隐藏的信息越多, 则统计特性改变的就越大, 也就越容易被隐写分析算法检测到秘密信息的存在。而在相同隐藏容量的前提下, 所藏入信息的分散程度直接影响到统计特性的改变, 因此算法要在视觉降质允许的范围内尽可能地扩散, 从而达到减少对载体统计特性改变的目的, 增强抵抗隐写分析的能力。
5 结论
基于视频的信息隐藏技术相比于图像隐藏技术而言, 发展相对滞后。尤其对于压缩域隐藏技术的研究, 近一两年才兴起。本文在对压缩域视频隐藏特点分析的基础上, 研究了视频信息隐藏算法的设计方案。从视频隐藏算法中应用的技术手段、隐藏容量大小, 安全性三个方面对压缩域视频隐藏技术加以了讨论和并提出了方案设计的构想。这对压缩域视频隐藏算法的设计具有一定的积极意义。
参考文献
[1]张立和, 周继军, 陈伟.透视信息隐藏[M].北京:国防工业出版社, 2007.
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数字视频化安防监控系统构建浅论 篇11
关键词:数字视频化 安防监控系统 设计方案
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(c)-0096-01
数字视频化安防监控系统作为计量管理的一个重要手段,越来越为人们所重视,并且随着企业信息化应用水平的不断提高,制定企业信息化的总体设想,建立一套以生产指挥为核心的系统,把分散的、自成体系的监控系统进行集中管理和监控已经成为一种趋势。
1 数字化视频安防监控系统基本要求
数字化视频安防监控系统的要求是: (1)能对主要对象进行视频探测的画面再现、图像的有效监视和记录,对重要部分和设施的特殊部位应能进行长时间录像,并设置视频报警装置。(2)系统的画面显示应能任意编程、手动与自动切换,画面显示摄像机的编号、部位、地址和时间。(3)应能自成网络,可独立运行;应能与周界入侵报警系统、人员出入口管理等部分进行系统联动。当报警发生时,能自动对报警现场的图像和声音进行复核,能将现场图像自动切换到指定监视器上显示并自动录像。
2 数字视频安防监控系统组成
摄像系统、传输系統、录像控制与显示系统构成了数字视频安防监控系统的三部分。
2.1 摄像系统
该系统主要包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台。它的任务是对被摄体进行摄像,并把摄得的光信号转换成电信号。数字视频安防监控系统主要用黑白摄像机视。但是,如果所摄场所有颜色需求则应选择彩色摄像机。
2.2 传输系统
该系统包括同轴视频线缆、局域网线缆、公共通讯线缆等。视频信号的传输一般采用屏蔽铜线被覆率不小于90%、中间无接点的专业视频电缆SYV75-5。为了保证终端显示的清晰度和画面质量,系统需要具有较好的抗干扰性和匹配性。该系统的作用是把现场摄像机取得的电信号传送给硬盘录像主机或将主机信息传输给网络用户。
2.3 录像控制与显示系统
该系统的任务是实现对前端传来的图像信号进行储存、显示、回放、控制以及远程传输等的处理,包括安放在控制端DVR主机、分控主机、监控中心管理主机、数字矩阵主机及电视墙、显示器等。
3 系统的硬件设计
硬件设备主要包括DVR主机、分控主机、监控中心管理主机、数字矩阵主机、中转主机及电视墙、显示器等。
3.1 DVR主机的设计
DVR主机就是在计算机中插入视频采集压缩卡,然后在此基础上开发上层监控软件。DVR主机多用工业控制计算机作为主机。选用工控机箱,主板采用技嘉848PE,电源为工控电源400W,内存为Kingston DDR 256M,音视频采集压缩选用海康或者金鹏,显卡是GF4MX4000 64M,CPU采用P42.4G,采用松下软驱,硬盘扩展卡用Promise。
3.2 分控主机的设计
分控主机只需要开发并且对分控端的软件进行安装,它只需要对任何一台普通的PC机安装分控端软件。同一台分控主机连接远端的一台DVR主机,而同一台分控端可以同时与不同的DVR主机连接,有支持动态IP地址功能,具有网络回放功能,远程画面调节功能和远程云台镜头控制功能等。
3.3 管理主机设计
监控中心管理主机无需加插额外板卡,只需开发并安装监控中心管理软件,用对网络内的DVR主机进行统一的集中管理。选用工控机箱,主板采用技嘉848PE,电源为工控电源400W,内存为Kingston DDR 256M,显卡是GF4MX4000 64M,CPU采用P42.4G,采用松下软驱,硬盘扩展卡用Promise,硬盘为迈拓80G以上,集成声卡网卡。
3.4 数字矩阵主机的设计
数字矩阵主机就是在计算机中插入音视频解码卡,然后在此基础上开发数字矩阵软件,将网络内的DVR主机发送过来的多路数字视频信号还原成模拟视频信号,从而可以直接连到电视墙上。选用工控机箱,主板采用技嘉848PE,电源为工控电源400W,内存为Kingston DDR 256M,显卡是GF4MX4000 64M,采用松下软驱,硬盘扩展卡用Promise,硬盘为迈拓80G以上,集成声卡网卡,海康DS-4004D音视频解码卡。其功能特点如下:一点对多点;支持动态IP地址自动解析;实时监看功能;实时监听功能;网络回放功能;图片抓拍及浏览功能;远程画面调节功能;报警图像上传电视墙功能等。
3.5 其它硬件的设计
主要准备摄像机,镜头,云台等视频输入设备。麦克风,拾音器,音箱等声音输入输出设备。报警传感器,报警控制器,报警输出设备,报警主机等。编解码器,视频切换矩阵,音频切换矩阵等。HUB,SWITCH,路由器,网络线等网络设备。其他上网设备,如ISDN适配器或调制解调器等。
4 数字视频化安防监控系统软件设计
4.1 操作系统和平台
采用Microsoft Windows2000系列操作系统,开发平台为Microsoft Visual C++6.0 English Version,设计平台为Rose2002,项目管理平台为Project 2002,文档编写平台为Office 2000,网络平台为LAN、PSTN、ISDN、ADSL、DDN和INTERNET等多种带宽的通用或专用网络平台,支持TCP/IP协议。
4.2 数字监控软件的设计
数字监控软件是整个系统的数据处理中心,负责采集处理来自前端设备的各种音视频及报警信息以及监听来自客户端的各种通信请求,并根据客户端的请求发布相关信息,实现音视频信息在网络中的传输。
4.3 网络分控软件的设计
网络分控软件也叫客户端软件,负责向服务器/主机端软件发送各种请求并负责对服务器端软件的响应作出相应处理,从而实现对服务器/主机端的视频图像的实时监看、网络回放、云台控制等功能。
5 结语
数字视频监控系统实现了监控信息的远程集中控制,增强了各系统的数据互访及系统整合能力,减少了就地监控人员,减少了各子系统单独设计造成的资源浪费。在现代化的冶金、电力等企业,通过网络一体化的数据监控平台,生产与或管理人员都可及时、全面地了解现场各计量系统情况,综合考虑各方面因素,进行决策。
参考文献
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数字视频编码技术的研究综述 篇12
1 视频编码的发展及现状
数字视频分辨率的提高使得原始数据量不断增多, 为了提高视频编码的压缩效率, 新的视频编码标准不断推出。1984年CCITT第15研究组发布了数字基准电视会议编码标准H.120建议。在1988年的时候, CCITT通过了视频编码标准H.261建议。H.261是视频压缩编码的一个里程碑。从这以后, ISO及ITU-T等发布的基于波形的编码标准中的编码方法很多都是基于H.261的混合编码。在1986年, 联合图像专家组成立, 对连续色调静止图像压缩算法的国际标准进行研究, 在1992年通过了JPEG标准。
在1988年, 活动图像专家组成立。并在1991年MPEG-2编码标准, 主要在VCD的视频压缩中进行应用。在1994年公布的MPEG-2编码标准, 不同的码率分别在不同档次、不同级别的视频压缩中应用。MPEG-2已经支持高清晰度视频, 但是要实现全面高清化还需要更高效的编码技术。
在1995年, ITU-T又推出了H.263编码标准。主要用于可视会议和多媒体通信等低码率视频的传输。
在1999年, ISO/IEC通过了MPEG-4编码标准, 此标准强调了多媒体通信的灵活性和交互性。
在2003年, ISO/IEC和ITU-T公布H.264视频压缩标准, 这个标准明显提高了视频压缩效率, 而且网络亲和性也很不错, 对误码及丢包的处理进行了加强。H.264增加了1/4精度预测、整数DCT变换等技术。
在2007年, 作为H.264/AVC标准可伸缩性扩展档次的可伸缩性编码SVC推出, 根据要求将视频分割成一个基本层和多个增强层。
在2013年, HEVC成为国际标准, 可以提供更好的视觉效果。HEVC对预测模型、变换技术等进行了扩展。
2 视频编解码技术基础
在通用的视频编码框器中, 一般使用一个编码框架, 但是使用多种压缩编码方法。不同压缩编码方法的原理也是不同的。这些编码方法是视频编码的基本工具。本节主要对预测编码, 变换编码及熵编码的原理进行详细介绍。
2.1 预测编码
预测编码是比较基本的编码工具, 常用的预测编码方法有帧内预测和帧间预测编码。帧间预测是用于消除时间冗余, 帧内预测用于消除空间冗余。因为时间冗余远远大于时间冗余, 下面主要对帧间预测进行阐述。
2.1.1 预测编码的基本概念
预测编码通过利用已知的信息对未知的信息进行猜测, 对实际值和预测值之间的差值进行编码。通过预测得到一个预测值, 实际值减去预测值得到一个残差:
如果预测方法比较好, 残差值就会比较小, 对残差进行编码的码流也会比较小。在解码端对残差进行解码, 使用与编码端相同的预测方法得到预测值, 进而重构出原始图像:
通常情况下, 可以利用若干已经编码图像像素的线性组合来得到预测值。考虑图像的特点, 预测一般以块为单位进行。需要将图像按照规则分割成具有规则的块。按照顺序对每个块分别进行预测编码。
2.1.2 帧间预测编码
帧间预测的目的是去除时域的冗余信息, 就是使用已经编码的图像对现在要编码的图像进行预测。预测方法的合理性关系到残差的大小。
帧间预测中比较重要的两个概念是运动估计和运动补偿。运动估计就是寻找当前编码的块在已编码图像的最佳对应块。并计算出对应块之间的偏移即运动矢量。如果当前帧是P, 参考帧是Pr, 当前编码块是B, 在Pr中找到与B块相减之后残差最小的块Br, Br就是B的最佳匹配块。这个过程称为运动估计。运动矢量也需要采用合适的方法编码到码流中, 这样在解码端才能解码出原图像。
运动补偿是由运动矢量及帧间预测方法得到当前帧的估计值的过程。它是对当前图像的描述, 说明当前图像的每一块怎么由其他参考图像的像素块得到。
运动估计和运动补偿都是消除时间冗余的重要方法。这两者直接影响到重建图像质量及压缩比。运动估计是动态过程, 而运动补偿只是一个静态的描述。
2.1.3 运动估计
运动估计有两种模型:非参数模型和参数模型。
非参数模型是一种把非参数的平滑度约束条件附加到二维运动场得到的运动估计模型。根据约束条件的种类可以分为确定性模型和随机性模型。常见的有贝叶斯法、块匹配法等。实际中的很多运动估计算法都是基于非参数模型。
参数模型主要对三维运动物体在图像平面上的正交或透视投影进行描述。参数模型只对三维刚体的运动估计适用。
2.2 变换编码
变换编码的编码效率要比预测编码高。K-L变换、傅里叶变换等算法出现比较早, 压缩效率高, 但因高复杂度没有得到广泛应用。离散余弦变换是首个广泛应用的变换编码算法。因为离散余弦变换不需要求解特征向量, 大大降低了复杂度。
2.2.1 变换编码基本原理
变换编码对信号的样本值进行某种形式的函数变换, 从一种空间变换到另一种空间, 后根据信号在一个空间域的特征对信号进编码压缩。变换系统有三个步骤:预处理, 变换及量化编码。变换本身并不压缩数据, 只是把信号变换到另一个域, 变换之后的信号更独立, 更有序, 比较容易压缩。变换编码中, 输入函数和输出函数不同是因为量化误差形成的。量化编码在变换编码系统中是不可缺少的, 量化使数据得以压缩。为了使量化失真最小化可以针对不同的分量使用不一样的量化方式。
2.3 熵编码
熵编码的思想是对出现概率大的符号取较短的码长, 出现概率小的符号取较大的码长。熵编码的基本定理对平均码长的极限进行了描述。
熵编码基本定理是在对信源进行二进制编码时, 假使aj的编码长度是Lj, 在Lj=-log2Pj时, 平均码长取最小值H (X) , H (X) 是信源的熵。基本定理用以下公式表示:
熵编码在实际的压缩编码中很难达到熵值, 越接近熵值, 压缩效果就越好, 压缩比越高。
3 可伸缩编码技术
3.1 可伸缩编码的发展及含义
可伸缩编码技术已经有20年的历史, 早起出现的H.262/MPEG-2, H.263, MPEG-4有若干工具能够满足一些比较重要的可伸缩性需求, 但是因为解码器的复杂度过高, 在实现空间, 质量可伸缩时的编码效率低下, 编码质量存在阶跃性突变等问题, 故以上可伸缩编码技术没有获得广泛的应用。
SVC技术因为可以节省传输带宽, 能够自适应解码显示, 所以具有广阔的发展前景。以下介绍主要针对SVC。
在实际的视频应用中, 传输的带宽是在不断发生变化的, 各种终端的需求也不同, 为了满足实际需求, 可伸缩编码就产生了。可伸缩性编码将输入的视频序列编码为一个基本层, 多个增强层。基本层的视频质量比较低, 增强层的视频质量比较高。服务器可以根据需求发送对应的数据。接收端根据接受到的数据解码出对应质量视频。
3.2 可伸缩编码的分来
实现可伸缩视频编码的方法比较常见的有三种:时间可伸缩, 空间可伸缩以及质量可伸缩。这三种编码方法的实现原理是不同的, 所以编码方法的性能也是不同的。这三种方法的性能一般和特定的参数是紧密相关的。时间可伸缩中GOP的作用是至关重要的, 空间可伸缩的层间预测则较为重要。时间可伸缩以帧率角度进行编码, 空间可伸缩以分辨率角度进行编码, 质量可伸缩以量化步长的角度进行编码。下面对这三种比较常见的压缩编码方法进行阐述。
3.2.1 时间可伸缩编码
时域可伸缩根据人眼对联系性图像的响应时间, 在基本帧率和最高帧率之间提供帧率可伸缩。如果网络带宽比较窄, 则接受基本帧率的视频;如果网络带宽比较大, 则同时接受基本帧率和高帧率视频, 解码出的视频比只接受基本帧率的视频的质量要好。时间可伸缩是通过等级B图像, 运动补偿时域滤波编码实现的。不同层量化参数的选择对等级B图像的编码效率影响是非常大的。基本层是由关键帧组成的, 所以要选择最小的量化参数;增强层对别层的影响较基本层要小, 可以选择稍大的量化参数。等级越高, 量化参数对应的就越大。
3.2.2 空间可伸缩编码
空间可伸缩编码将输入的原始视频序列进行下采样, 从而得到低分辨率的视频。不同的空间分辨率形成不同的编码层。在空间分辨率的基础上可进而实现时间可伸缩和质量可伸缩。每层的编码时互相独立的, 编码参数压实相互独立的, 比如说运动信息, 量化参数及变换参数等。空间可伸缩编码有三种预测方式:层间帧内预测, 层间运动预测及层间残差预测。
3.2.2. 1 层间帧内预测
在对增强层的宏块进行编码时, 首先需要确定当前宏块是否存在与之对应的基本层宏块;如果存在基本层宏块, 再继续判断是否使用帧内预测。如果使用帧内预测, 则对基本层宏块进行上采样之后, 作为增强层宏块的预测块。
3.2.2. 2 层间运动预测
层间运动预测分为基本层模式, 1/4像素修正模式。在基本层模式中, 增强层的运动矢量, 宏块分割等信息是由相对应基本层宏块提供的。基本层宏块的运动信息放大后可以直接应用在增强层宏块。在使用1/4像素修正模式时, 基本层运动矢量信息要在增强层的1/4精度内进行适当的调整。层间预测的使用可以大量减少层内运动估计, 模式判断。
3.2.2. 3 层间残差预测
层间残差预测使用基本层的预测残差信息对增强层的残差信息进行预测, 对两者之间的差值进行编码。只有在基本层和增强层的运动矢量信息相似或相等的情况下, 两层之间的残差的相关性才会比较大, 使用层间残差预测才会比较合适。如果两层运动矢量的差异性比较大, 则不适合使用层间残差预测, 此时, 很有可能会降低编码效率。
3.2.3 质量可伸缩编码
质量可伸缩编码有两种:精细可伸缩编码和粗粒可伸缩编码。两者的思想, 架构都是相同的。
精细可伸缩编码 (FGS, Fine Granular Scalable) 的核心思想是通过使用增强层的图像作预测参考帧, 从而提高编码效率。FGS将原始视频压缩为基本层码流, 增强层码流两个码流。基本层采用的是传统的非可伸缩编码。增强层采用的是位平面编码技术, 解码端根据接受到增强层数据解码质量不同的视频序列。FGS的核心算法是基于DCT系数的位平面编码。
粗粒可伸缩编码 (CGS, Coarse Grain Scalability) 的编码结构和空间可伸缩式非常相似的。但是CGS的增强层的空间分辨率是相同的, 而且增强层的量化系数一般比基本层的要小, 因此食品质量伴着层级的递增就越来越好。编码框架如下所述:对原始图像进行DCT变换之后进行量化参数比较大的粗量化, 然后进行熵编码, 熵编码后形成基本层数据。然后把粗量化的数据进行反量化, 原始图像DCT与之作差。然后对差值进行量化参数比较小的细量化, 进行熵编码之后形成增强层的数据。量化参数大, 解码出来的视频质量比较差;量化参数小, 解码出来的图像的质量比较好。
3.3 SVC在数字电视的应用
现在数字电视采用的编码标准大部分是MPEG-2, SVC还没有在数字电视中推广起来, 因为SVC不被老式机顶盒所支持, 所以这种不兼容性也在一定程度上造成了新标准使用的延迟。
4 结束语
随着视频编码的不断发展, 可分级视频编码是近几年来的研究热点, 它是解决现代视频传输和存储系统中异构问题的非常重要的手段。该文首先对视频编码的发展及现状进行详细的说明, 然后对视频编码的基本原理进行必要的说明。最后对可伸缩编码分类及每个类别进行详细的阐述。
视频编码技术不断发展, 新的编码标准也在不断的推出。现在, 视频编码也在面临新的挑战。
1) 网络视频应用对视频编码码流的“友好性”提出了更高层次的要求。
2) 高清晰度、高质量视频的推广和普及对视频编码压缩效率提出了更高层次的要求。
综上所述, 这两个挑战, 将是当前和未来视频编码技术的研究中需要解决的比较重要的课题。
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