隨著人類物質(zhì)需求和空間需求的提升，人們不再滿足面對(duì)面的言語(yǔ)交流，空間間隔的增加招致人們面對(duì)面的言語(yǔ)交流變得越來(lái)越少，人們更需求在時(shí)空中交流與交往，更需求視覺(jué)、感觀以及信息交流，從而促進(jìn)了衛(wèi)星通訊、微波通訊、有線/無(wú)線傳輸技術(shù)的開(kāi)展，也推進(jìn)信息緊縮技術(shù)和寬帶傳輸技術(shù)，同時(shí)推進(jìn)了安防業(yè)的迅猛開(kāi)展。而視頻信息傳輸和視頻通訊的猛增，給視頻緊縮技術(shù)帶來(lái)了很大應(yīng)戰(zhàn)。無(wú)論是互聯(lián)網(wǎng)還是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，都需求一種新型的緊縮算法，新算法請(qǐng)求高緊縮比，且能順應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。以較小的失真、較高的緊縮比、更小的破費(fèi)、較低的碼率在信道中傳送視頻。

IEEE1857工作組組長(zhǎng)、北京大學(xué)教授高文院士表示，“視頻編碼又稱視頻緊縮，是將體量宏大的視頻數(shù)據(jù)停止大比例緊縮從而完成高效傳輸和存儲(chǔ)的技術(shù)，是一項(xiàng)影響到社會(huì)方方面面的技術(shù)，沒(méi)有它就無(wú)法想象今天數(shù)字電視和網(wǎng)絡(luò)視頻的提高。”

2013年ICInsights預(yù)期，2017年在芯片市場(chǎng)高達(dá)1390億美圓范圍的中國(guó)，進(jìn)口芯片仍占85.6%的比重。芯片不斷是中國(guó)企業(yè)開(kāi)展的短板，是頂在中國(guó)企業(yè)頭上的魔咒，而作為前沿技術(shù)范疇的視頻傳輸行業(yè)對(duì)國(guó)外芯片的依賴更是讓人堪憂。不斷以來(lái)，我國(guó)國(guó)產(chǎn)芯片都處于優(yōu)勢(shì)，沒(méi)有控制中心科技的企業(yè)，在國(guó)內(nèi)外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中，寸步難行。

目前市場(chǎng)上先進(jìn)的視頻編碼規(guī)范

在視頻傳輸過(guò)程中在請(qǐng)求圖像不失真，則圖像傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)就大，在網(wǎng)絡(luò)帶寬一定的狀況下，降低視頻圖像的碼流就成為一項(xiàng)重要的技術(shù)。H.264，又稱MPEG-4part10，也稱AVC(AdvancedVideoCoding)，是一種先進(jìn)數(shù)字視頻緊縮技術(shù)和規(guī)范，由VCEG(ITU-TVideoCodingExpertsGroup)和MPEG(ISO/IECMovingPictureExpertsGroup)結(jié)合組成的JVT(JointVideoTeam)于2003年3月正式發(fā)布的。H.264規(guī)范的主要目的就是在同等保真條件下，進(jìn)步編碼效率，與之前的H.263或者M(jìn)PEG-4規(guī)范相比，其在保證相同圖像質(zhì)量的狀況下，降低約50%的碼率。

更為先進(jìn)的H.265編碼技術(shù)是ITU-TVCEG繼H.264之后所制定的新的視頻編碼規(guī)范。2012年6月25日，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)在其官方網(wǎng)站發(fā)布了工作方案項(xiàng)目，原定于2008年至2010年推出的《Highefficiencyvideocoding》(HEVC或稱H.265)技術(shù)規(guī)范于2013年1月推出。在技術(shù)上，H.265將在現(xiàn)有的主流視頻編碼規(guī)范H.264上保存了一些較為成熟的技術(shù)和繼承其現(xiàn)有的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)一些其他的技術(shù)停止改良，可能表現(xiàn)在進(jìn)步緊縮效率、提升錯(cuò)誤恢復(fù)才能、減少實(shí)時(shí)的時(shí)延、減少信道獲取時(shí)間和隨機(jī)接入時(shí)延以及降低復(fù)雜度等方面。但H.265還沒(méi)有進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。

圖像處置(ISP)在攝像機(jī)中的重要作用

為了進(jìn)步攝像機(jī)感光芯片拍攝的圖象質(zhì)量，需求在成像過(guò)程中對(duì)CCD(或CMOS)蓄積下的電荷信息停止處置。圖像處置(ISP，imagesignalprocessor)包括3A(自動(dòng)曝光，自動(dòng)白均衡，自動(dòng)聚焦)，邊緣加強(qiáng)，3D降噪，圖像的縮放、翻轉(zhuǎn)、亮度、色度、飽和度、比照度調(diào)理，還有數(shù)字寬動(dòng)態(tài)、數(shù)字放大、電子防抖等。由于圖像信息處置的步驟比擬多，數(shù)據(jù)計(jì)算量大，故圖像處置的過(guò)程普通由硬件模塊或?qū)Ｓ眯酒瓿?，攝像機(jī)內(nèi)的專用DSP能夠完成ISP的功用。經(jīng)過(guò)集成的ISP芯片，不但可大幅降低系統(tǒng)本錢，更能大大加強(qiáng)視頻的穩(wěn)定性，優(yōu)化影像在光學(xué)方面的性能。

高效編解碼技術(shù)推進(jìn)高清監(jiān)控產(chǎn)業(yè)繁榮

由于高清圖像絕大多數(shù)都是采用IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，所以高清編解碼技術(shù)是高清攝像機(jī)專用芯片技術(shù)的關(guān)鍵，同時(shí)高清編解碼也帶動(dòng)高清監(jiān)控行業(yè)的繁榮。就目前國(guó)內(nèi)安防市場(chǎng)產(chǎn)品而言，已有幾款能夠用于1080P高清攝像機(jī)的、基于H.264技術(shù)的視頻編碼芯片，如TI的TI368、華為海思的Hi3516芯片。筆者在采訪唐橋微電子孫董事長(zhǎng)時(shí)，孫董引見(jiàn)：“唐橋推出的高清雙模視頻編碼芯片，集成MIPS24KEC內(nèi)核，支持國(guó)度自有學(xué)問(wèn)產(chǎn)權(quán)的AVS編碼規(guī)范，同時(shí)支持H.264實(shí)時(shí)視頻編碼，編碼延時(shí)小于5毫秒。最高支持1080p@30幀高清實(shí)時(shí)編碼，向下兼容720p，D1，CIF，具有高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景所需的外圍接口，支持?jǐn)?shù)字水印，內(nèi)容加密功用，同時(shí)具備圖像處置硬件模塊，能夠完成自動(dòng)曝光，自動(dòng)白均衡，gammer矯正等圖像處置ISP功用。采用該芯片的1080P高清攝像機(jī)效果很好，視頻碼流能夠控制在2M左右。”

結(jié)語(yǔ)

將來(lái)視頻編碼技術(shù)開(kāi)展的趨向是規(guī)范化和專業(yè)化并存。規(guī)范化的內(nèi)涵，不只是遵照進(jìn)步緊縮率的中心價(jià)值來(lái)制定新的視頻編碼規(guī)范，而且是在物聯(lián)網(wǎng)大產(chǎn)業(yè)的趨向下，與主流數(shù)字化多媒體技術(shù)嚴(yán)密分離，制定構(gòu)成跨行業(yè)、跨應(yīng)用的更大范圍、統(tǒng)一開(kāi)放的規(guī)范體系。專業(yè)化則是在規(guī)范化的根底之上，以底層屬性相互兼容為前提，針對(duì)各范疇的專業(yè)需求停止百花齊放的擴(kuò)展，構(gòu)成貼近應(yīng)用而各具特征的產(chǎn)品。在逾越式行進(jìn)的同時(shí)，視頻編解碼技術(shù)將為視頻監(jiān)控向高清化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化源源不時(shí)的輸入“能量”，推進(jìn)監(jiān)控產(chǎn)業(yè)繁榮開(kāi)展。

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