視頻監(jiān)控常用分辨率

（一）監(jiān)控行業(yè)常用分辨率QCIF（176x144）、CIF（352x288）、HALFD1（704x288）、D1（704x576）等幾種分辨率，CIF錄像分辨率是主流分辨率，絕大部分產(chǎn)品都采用CIF分辨率。目前市場(chǎng)接受CIF分辨率，主要理由有四點(diǎn)：1、目前數(shù)碼監(jiān)控要求視頻碼流不能太高；2、視頻傳輸帶寬也有限制；3、使用HALFD1、D1分辨率可以提高清晰度，滿足高質(zhì)量的要求，但是以高碼流為代價(jià)的。在現(xiàn)階段，出現(xiàn)了眾多D1的產(chǎn)品，但市場(chǎng)份額非常小；4、采用CIF分辨率，信噪比在32db以上，一般用戶是可以接受的，但不是理想的視頻圖像質(zhì)量。目前業(yè)內(nèi)人士正在嘗試用HALFD1來尋求CIF、D1之間的平衡。但隨著單塊硬盤的容量達(dá)到750GB甚至1000GB，而國(guó)內(nèi)的大部分DVR已經(jīng)可以做到連接8塊1000GB的硬盤，故D1逐漸會(huì)變成時(shí)常的主流。DCIF分辨率是什么？經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)一種更為有效的監(jiān)控視頻編碼分辨率（DCIF），其像素為528x384。DCIF分辨率的是視頻圖像來歷是將奇、偶兩個(gè)HALFD1,經(jīng)反隔行變換，組成一個(gè)D1（720*576），D1作邊界處理，變成4CIF（704x576），4CIF經(jīng)水平3/4縮小、垂直2/3縮小，轉(zhuǎn)換成528x384.528x384的像素?cái)?shù)正好是CIF像素?cái)?shù)的兩倍，為了與常說的2CIF（704*288）區(qū)分，我們稱之為DOUBLECIF，簡(jiǎn)稱DCIF。顯然，DCIF在水平和垂直兩個(gè)方向上，比HalfD1更加均衡。為什么選用DCIF分辨率？數(shù)字化監(jiān)控行業(yè)對(duì)數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品提出兩項(xiàng)要求：首先要求數(shù)據(jù)量低，保證系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間錄像和穩(wěn)定實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)傳輸；其次要求回放圖像清晰度高，滿足對(duì)細(xì)節(jié)的要求。而DCIF分辨率在目前的軟硬件平臺(tái)上，能很好的滿足以上兩項(xiàng)要求。HalfD1分辨率已被部分產(chǎn)品采用，用來解決CIF清晰度不夠高和D1存儲(chǔ)量高、價(jià)格高昂的缺點(diǎn)。但由于他相對(duì)于CIF只是水平分辨率的提升，圖像質(zhì)量提高不是特別明顯，但碼流增加很大。經(jīng)過對(duì)大量視頻信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，基于目前的視頻壓縮算法，DCIF分辨率比HalfD1能更好解決CIF清晰度不夠高和D1存儲(chǔ)量高、價(jià)格高昂的缺點(diǎn)，用來解決CIF和4CIF，特別是在512Kbps碼率之間，能獲得穩(wěn)定的高質(zhì)量圖像，滿足用戶對(duì)較高圖像質(zhì)量的要求，為視頻編碼提供更好的選擇。CIF清晰度不夠高和D1存儲(chǔ)量高、價(jià)格高昂的缺點(diǎn)分辨率，靜態(tài)回放分辨率理論上最高可達(dá)360TVIine的圖像質(zhì)量，超過模擬監(jiān)控中標(biāo)準(zhǔn)VHS磁帶錄像機(jī)280TVIine的圖像水平，達(dá)到公安部安防行業(yè)視頻標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)和三級(jí)項(xiàng)目的清晰度要求，滿足絕大部分視頻監(jiān)控的要求。什么是CIFCIF是常用的標(biāo)準(zhǔn)化圖像格式（CommonIntermediateFormat）。在H.323協(xié)議簇中，規(guī)定了視頻米集設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)米集分辨率。CIF=352x288像素QCIF全稱Quartercommonintermediateformat。QCIF也是常用的標(biāo)準(zhǔn)化圖像格式。在H.323中，規(guī)定QCIF=176x144像素。CIF格式具有如下特性：⑴電視圖像的空間分辨率為家用錄像系統(tǒng)（VideoHomeSystem，VHS）的分辨率，即352x288。（2）使用非隔行掃描（non-interlacedsean）。⑶使用NTSC幀速率，電視圖像的最大幀速率為30000/100仁29.97幅/秒。⑷使用1/2的PAL水平分辨率，即288線。⑸對(duì)亮度和兩個(gè)色差信號(hào)（Y、Cb和Cr）分量分別進(jìn)行編碼，它們的取值范圍同ITU-RBT.601。即黑色=16，白色=235，色差的最大值等于240，最小值等于16。下面為5種CIF圖像格式的參數(shù)說明。參數(shù)次序?yàn)椤皥D象格式亮度取樣的象素個(gè)數(shù)（dx）亮度取樣的行數(shù)（dy）色度取樣的象素個(gè)數(shù)（dx/2）色度取樣的行數(shù)（dy/2）”。sub-QCIF128x966448QCIF176x1448872CIF352x2881761444CIF704x576352288（即我們經(jīng)常說的D1）16CIF1408x1152704576（二）什么是D1做閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)這一行久了，大家都以為D1是硬盤錄像機(jī)顯示、錄像、回放的分辨率,實(shí)際上不是的，D1是數(shù)字電視系統(tǒng)顯示格式的標(biāo)準(zhǔn)，共分為以下5種規(guī)格：（1）D1：480i格式（525i）：720x480（水平480線，隔行掃描），和NTSC模擬電視清晰度相同，行頻為15.25kHz,相當(dāng)于我們所說的4CIF（720x576）⑵D2：480P格式（525p）：720x480（水平480線，逐行掃描），較D1隔行掃描要清晰不少，和逐行掃描DVD規(guī)格相同，行頻為31.5kHz⑶D3：1080i格式（1125i）：1920x1080（水平1080線，隔行掃描），高清放松采用最多的一種分辨率，分辨率為1920x1080i/60Hz,行頻為33.75kHz⑷D4：720p格式（750p）：1280x720（水平720線，逐行掃描），雖然分辨率較D3要低，但是因?yàn)橹鹦袙呙?，市面上更多人感覺相對(duì)于1080I（實(shí)際逐次540線）視覺效果更加清晰。不過個(gè)人感覺來說，在最大分辨率達(dá)到1920x1080的情況下，D3要比D4感覺更加清晰，尤其是文字表現(xiàn)力上，分辨率為1280x720p/60Hz,行頻為45kHz⑸D5：1080p格式（1125p）：1920x1080（水平1080線，逐行掃描），目前民用高清視頻的最高標(biāo)準(zhǔn)，分辨率為1920x1080P/60Hz，行頻為67.5KHZ。其中D1和D2標(biāo)準(zhǔn)是我們一般模擬電視的最高標(biāo)準(zhǔn)，并不能稱的上高清晰，D3的1080i標(biāo)準(zhǔn)是高清晰電視的基本標(biāo)準(zhǔn)，它可以兼容720p格式，而D5的1080P只是專業(yè)上的標(biāo)準(zhǔn)，并不是民用級(jí)別的，上面所給出的60HZ只是理想狀態(tài)下的場(chǎng)頻，而它的行頻為67.5KHZ，目前還沒有如此高行頻的電視問世，實(shí)際在專業(yè)領(lǐng)域里1080P的場(chǎng)頻只有24HZ，25HZ和30HZ。國(guó)內(nèi)主流的硬盤錄像機(jī)（DVR,DigitalVideoRecording）采用什么分辨率？怎樣計(jì)算硬盤容量？目前國(guó)內(nèi)主流的硬盤錄像機(jī)采用兩種分辨率：CIF和D1。硬盤錄像機(jī)常見的路數(shù)有1路、2路、4路、8路、9路、12路和16路。最大可以連接8塊2000GB的硬盤，總?cè)萘靠筛哌_(dá)1.6T（目前市面上最大的硬盤在1000GB左右），如果采用CIF分辨率，通常每1路的硬盤容量為180MB?250MB/小時(shí)，通常情況下取值200MB/小時(shí)；如果是D1的分辨率每小時(shí)錄像需要的硬盤容量為720MB?1000MB/小時(shí)，通常情況下為了減少硬盤的容量可以按照500MB/小時(shí)計(jì)算，幀率智能設(shè)置比25fps少一些，碼流也要少一些！相信大家可以計(jì)算出一臺(tái)裝滿8塊500GB的16路硬盤錄像機(jī)可以錄像多長(zhǎng)時(shí)間了吧？計(jì)算舉例：8路CIF格式24小時(shí)不間斷錄像30天所需硬盤容量？16路x200Mx24小時(shí)x30天-1024M=2250G（注：1G=1024M）（三）標(biāo)清、高清、全高清標(biāo)清所謂標(biāo)清，是物理分辨率在720p（1280*720）以下的一種視頻格式。720p是指視頻的垂直分辨率為720線逐行掃描。具體的說，是指分辨率在400線左右的VCD、DVD、電視節(jié)目等“標(biāo)清”視頻格式，即標(biāo)準(zhǔn)清晰度。而物理分辨率達(dá)到720p以上則稱作為高清，（英文表述HighDefinition）簡(jiǎn)稱HD。關(guān)于高清的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際上公認(rèn)的有兩條：視頻垂直分辨率超過720p或1080i;視頻寬縱比為16：9。高清對(duì)于“高清”和“標(biāo)清”的劃分首先來自于所能看到的視頻效果。由于圖像質(zhì)量和信道傳輸所占的帶寬不同，使得數(shù)字電視信號(hào)分為HDTV（高清晰度電視）、SDTV（標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視）和LDTV（普通清晰度電視）。從視覺效果來看HDTV的規(guī)格最高，其圖像質(zhì)量可達(dá)到或接近35mm寬銀幕電影的水平，它要求視頻內(nèi)容和顯示設(shè)備水平分辨率達(dá)到1000線以上，分辨率最高可達(dá)1920x1080。從畫質(zhì)來看，由于高清的分辨率基本上相當(dāng)于傳統(tǒng)模擬電視的4倍，畫面清晰度、色彩還原度都要遠(yuǎn)勝過傳統(tǒng)電視。而16：9的寬屏顯示也帶來更寬廣的視覺享受。從音頻效果看，高清電視節(jié)目將支持杜比5.1聲道環(huán)繞聲，而高清影片節(jié)目將支持杜比5.1TrueHD規(guī)格，這將給我們帶來超震撼的聽覺享受。由于受到成本的限制，高清在視頻監(jiān)控行業(yè)一直未得到有效地應(yīng)用。而現(xiàn)在芯片技術(shù)及壓縮算法的發(fā)展，高清的視頻監(jiān)控產(chǎn)品逐漸興起?，F(xiàn)在D1標(biāo)清視頻壓縮格式業(yè)已正式寫入數(shù)字硬盤錄像系統(tǒng)（DVR）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。從整個(gè)視頻監(jiān)控行業(yè)來看，現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)有商用的基于標(biāo)準(zhǔn)H.264的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)（HDIPCamera）和視頻服務(wù)器產(chǎn)品，清晰度通?？梢赃_(dá)到720P但幀率通常只有15FPS以下，不能達(dá)到實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控的目的°AipStar公司有一款720P高清百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，基于標(biāo)準(zhǔn)H.264MainProfile壓縮算法，能夠在更低的碼流下實(shí)現(xiàn)更清晰的圖像效果。它支持30FPS的720P實(shí)時(shí)雙碼流視頻編碼，高清、實(shí)時(shí)、雙碼流，具備SD卡和USB錄像功能，支持Wifi無線，更支持YPbPr高清視頻模擬輸出，具有較高的性價(jià)比。FULLHD全高清所謂全高清(FULLHD),是指物理分辨率高達(dá)1920x1080顯示(包括1080i和1080P),其中i(interlace)是指隔行掃描;P(Progressive)代表逐行掃描，這兩者在畫面的精細(xì)度上有著很大的差別，1080P的畫質(zhì)要?jiǎng)龠^1080i。對(duì)應(yīng)地把720稱為標(biāo)準(zhǔn)高清。很顯然，由于在傳輸?shù)倪^程中數(shù)據(jù)信息更加豐富，所以1080在分辨率上更有優(yōu)勢(shì)，尤其在大屏幕電視方面，1080能確保更清晰的畫質(zhì)。由于成本等原因FullHD產(chǎn)品目前在監(jiān)控系統(tǒng)中還較少應(yīng)用，通常僅在一些高端應(yīng)用。(四)音頻編解碼現(xiàn)主要有的語音編解碼有:G.711,G.723,G.726,G.729,ILBC,QCELP,EVRC,AMR,SMV主要的音頻編解碼有:realaudio,AAC,AC3,MP3,WMA,SBC等，各種編解碼都有其應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域。ITU推出G.7XX系列的speechcodec,目前廣泛應(yīng)用的有：G.711,G.723,G.726,G.729.每一種又有很多分支，如G.729就有g(shù).729A,g.729Bandg.729ABG.711:G.711就是語音模擬信號(hào)的一種非線性量化，細(xì)分有二種:G.711A-lawandG.711u-law.不同的國(guó)家和地方都會(huì)選取一種作為自己的標(biāo)準(zhǔn).G.711bitrate是64kbps?詳細(xì)的資料可以在ITU上下到相關(guān)的spec，下面主要列出一些性能參數(shù)：G.711(PCM方式：PCM=脈碼調(diào)制:PulseCodeModulation)?采樣率：8kHz?信息量：64kbps/channel?理論延遲：0.125msec?品質(zhì)：MOS值4.10G.723.1:G.723.1是一個(gè)雙速率的語音編碼器，是ITU-T建議的應(yīng)用于低速率多媒體服務(wù)中語音或其它音頻信號(hào)的壓縮算法；其目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)包括H.323、H.324等多媒體通信系統(tǒng)，目前該算法已成為IP電話系統(tǒng)中的必選算法之一；編碼器的幀長(zhǎng)為30ms，還有7.5ms的前瞻，編碼器的算法時(shí)延為37.5ms；編碼器首先對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行傳統(tǒng)電話帶寬的濾波（基于G.712），再對(duì)語音信號(hào)用傳統(tǒng)8000-Hz速率進(jìn)行抽樣（基于G.711），并變換成16bit線性PCM碼作為該編碼器的輸入；在解碼器中對(duì)輸出進(jìn)行逆操作來重構(gòu)語音信號(hào)；高速率編碼器使用多脈沖最大似然量化（MP-MLQ），低速率編碼器使用代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（ACELP）方法，編碼器和解碼器都必須支持此兩種速率，并能夠在幀間對(duì)兩種速率進(jìn)行轉(zhuǎn)換；此系統(tǒng)同樣能夠?qū)σ魳泛推渌纛l信號(hào)進(jìn)行壓縮和解壓縮，但它對(duì)語音信號(hào)來說是最優(yōu)的；采用了執(zhí)行不連續(xù)傳輸?shù)撵o音壓縮，這就意味著在靜音期間的比特流中加入了人為的噪聲。除了預(yù)留帶寬之外，這種技術(shù)使發(fā)信機(jī)的調(diào)制解調(diào)器保持連續(xù)工作，并且避免了載波信號(hào)的時(shí)通時(shí)斷。G.726:G.726有四種碼率：,32,24,16kbit/sAdaptiveDifferentialPulseCodeModulation（ADPCM）,最為常用的方式是32kbit/s，但由于其只是G.711速率的一半，所以可將網(wǎng)絡(luò)的可利用空間增加了一倍。G.726具體規(guī)定了一個(gè)64kbpsA-law或卩-lawPCM信號(hào)是如何被轉(zhuǎn)化為40,32,24或16kbps的ADPCM通道的。在這些通道中，24和16kbps的通道被用于數(shù)字電路倍增設(shè)備（DCME）中的語音傳輸，而40kbps通道則被用于DCME中的數(shù)據(jù)解調(diào)信號(hào)（尤其是4800kbps或更高的調(diào)制解調(diào)器）。G.726encoder輸入一般都是G.711encoder的輸出：64kbpsA-laworuTaw.其算法實(shí)質(zhì)就是一個(gè)ADPCM，自適應(yīng)量化算法。G.729:G..729語音壓縮編譯碼算法采用算法是共軛結(jié)構(gòu)的代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（CSACELP），是基于CELP編碼模型的算法；能夠?qū)崿F(xiàn)很高的語音質(zhì)量（長(zhǎng)話音質(zhì)）和很低的算法延世；算法幀長(zhǎng)為10ms，編碼器含5ms前瞻，算法時(shí)延15ms；其重建語音質(zhì)量在大多數(shù)工作環(huán)境下等同于32kb/s的ADPCM（G.726），MOS分大于4.0；編碼時(shí)輸入16bitPCM語音信號(hào)，輸出2進(jìn)制比特流；譯碼時(shí)輸入為2進(jìn)制比特流，輸出16bitPCM語音信號(hào)