視頻基礎(chǔ)培訓(xùn)

1、視頻基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn),文件級(jí)別：UIT內(nèi)部 2008-7-24,主講人：馮凱,基礎(chǔ)知識(shí) 視頻監(jiān)控 網(wǎng)絡(luò)視頻,內(nèi)容提綱,視頻應(yīng)用類型,電影電視（制作、播出） 網(wǎng)絡(luò)視頻（IPTV、視頻點(diǎn)播） 視頻監(jiān)控,視頻格式,ASFAdvanced Streaming format 高級(jí)流格式 網(wǎng)上即時(shí)觀賞。 使用 MPEG4 的壓縮算法，壓縮率和圖像的質(zhì)量好，圖象質(zhì)量同 VCD AVIAVI （Audio Video Interleave ）是兼容好、調(diào)用方便、圖象質(zhì)量好，但缺點(diǎn)我想也是人所共知的：尺寸大！就是因?yàn)檫@點(diǎn)，我們現(xiàn)在才可以看到由 MPEG1 的誕生到現(xiàn)在 MPEG4 的出臺(tái)。 QuickTime RE

2、AL VIDEOREAL VIDEO （RA、RAM）定位視頻流應(yīng)用方面,視頻格式-MPEG標(biāo)準(zhǔn)系列,MPEG-1低分辨率數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn) 編碼：DCT +視覺加權(quán)量化+熵編碼+運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償+幀間預(yù)測 格式：CIF25或30幀/秒、288行*360列或240行*352列、8位量化 音頻：IIII層，聲道雙-單聲道、立體聲、聯(lián)合立體聲 應(yīng)用：VCD MPEG-2高分辨率數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn) 編碼：似MPEG-1 格式：低352*288*30、主720*480(576)*30(25)、高-14401440*1080(1152)*30(25)、高1920*1080(1152) *30(25) 音頻：AAC兼

3、容MPEG-1，另支持5.1/7.1聲道（AC-3/ DTS） 應(yīng)用：DVD、HDTV MPEG-4分辨率可變的視聽對象編碼標(biāo)準(zhǔn) 編碼：視音頻對象、分塊/分級(jí)/分層、基于內(nèi)容和對象的編碼 格式：支持各種不同的分辨率 音頻：支持多種碼率：264kb/s 應(yīng)用：可視電話、電視會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)流媒體、移動(dòng)視頻通信,視頻格式-H.26x標(biāo)準(zhǔn),H.261為在綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)上開展雙向聲像業(yè)務(wù)(可視電話、視頻會(huì)議)而制定的，速率為64kb/s的整數(shù)倍。 H.262信息技術(shù)運(yùn)動(dòng)圖像和伴音信息的通用編碼 H.263為低于64kb/s的窄帶通信信道制定的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，是低比特率、可變比特率視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（PS

4、TN網(wǎng)、無線網(wǎng)、因特網(wǎng) H.264: 在相同的重建圖像質(zhì)量下，H.264比H.263+和MPEG-4(SP)減小50%碼率。 對信道時(shí)延的適應(yīng)性較強(qiáng)，既可工作于低時(shí)延模式以滿足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，如會(huì)議電視等；又可工作于無時(shí)延限制的場合，如視頻存儲(chǔ)等。 提高網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性，采用“網(wǎng)絡(luò)友好”的結(jié)構(gòu)和語法，加強(qiáng)對誤碼和丟包的處理，提高解碼器的差錯(cuò)恢復(fù)能力。 在編/解碼器中采用復(fù)雜度可分級(jí)設(shè)計(jì)，在圖像質(zhì)量和編碼處理之間可分級(jí)，以適應(yīng)不同復(fù)雜度的應(yīng)用。 相對于先期的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，H.264引入了很多先進(jìn)的技術(shù)，包括44整數(shù)變換、空域內(nèi)的幀內(nèi)預(yù)測、1/4象素精度的運(yùn)動(dòng)估計(jì)、多參考幀與多種大小塊的幀間預(yù)測技術(shù)等。新技術(shù)

5、帶來了較高的壓縮比，同時(shí)大大提高了算法的復(fù)雜度。,碼率和帶寬,HDV，高清編輯制作碼率為25Mb/s； 專業(yè)光盤，高清編輯制作碼率為35-50Mb/s； MPEG2 I幀, 高清編輯制作碼率為100-240Mb/s； 無壓縮8bit, 高清編輯制作碼率為850Mb/s； 無壓縮10bit, 高清編輯制作碼率為1Gb/s。 D1格式視頻的實(shí)時(shí)碼率流為2Mb/s，實(shí)際占用帶寬為： CIP為300-500Kb/s,1路*2Mb/s/8 =0.25MB/s 1000路*2Mb/s/8 =250MB/s,有效可用帶寬,0,20s,1/25s,幀和幀率,I幀: 幀內(nèi)編碼幀 全幀壓縮編碼幀，將全幀圖像信息進(jìn)

6、行JPEG壓縮編碼及傳輸; 解碼時(shí)僅用I幀的數(shù)據(jù)就可重構(gòu)完整圖像; 不需要參考其他畫面而生成; 是P幀和B幀的參考幀(其質(zhì)量直接影響到同組中以后各幀的質(zhì)量); 是幀組GOP的基礎(chǔ)幀(第一幀),在一組中只有一個(gè)I幀;,P幀: 前向預(yù)測編碼幀。 采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒▊魉退c前面的I或P幀的差值及運(yùn)動(dòng)矢量(預(yù)測誤差); 解碼時(shí)必須將I幀中的預(yù)測值與預(yù)測誤差求和后才能重構(gòu)完整的P幀圖像; 可以是其后面P幀的參考幀,也可以是其前后的B幀的參考幀; 是差值傳送,P幀的壓縮比較高。,B幀: 雙向預(yù)測內(nèi)插編碼幀。 是由前面的I或P幀和后面的P幀來進(jìn)行預(yù)測的; 壓縮比最高,因?yàn)樗环从潮麉⒖紟g運(yùn)動(dòng)主體的變化情況

7、,預(yù)測比較準(zhǔn)確;,基礎(chǔ)知識(shí) 視頻監(jiān)控 網(wǎng)絡(luò)視頻,內(nèi)容提綱,視頻監(jiān)控行業(yè)飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控,半數(shù)字監(jiān)控,模擬監(jiān)控,智能監(jiān)控,第1代：模擬信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng) 全模擬信號(hào)，簡單圖像監(jiān)控，模擬磁帶存儲(chǔ),第2代：為DVR為核心的半數(shù)字監(jiān)控 獨(dú)立的磁盤存儲(chǔ)，無磁盤容錯(cuò)，擴(kuò)展性差，管理功能，聯(lián)網(wǎng)功能差 逐步被網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控取代,第2.5代：以DVS為核心的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控 集中存儲(chǔ)，集中管理，不受區(qū)域限制 目前正在廣泛應(yīng)用,第3代：智能數(shù)字監(jiān)控 IP存儲(chǔ)架構(gòu)，分布存儲(chǔ)，集中管理，結(jié)構(gòu)簡單，便于聯(lián)網(wǎng) 起步階段,視頻監(jiān)控發(fā)展歷程-1,視頻監(jiān)控發(fā)展歷程-2,視頻監(jiān)控發(fā)展歷程-2.5,視頻監(jiān)控發(fā)展歷程-3,視頻監(jiān)控系統(tǒng)分類,系統(tǒng)類型,

8、1,2,3,4,個(gè)人用戶,企事業(yè)單位,全球眼 寬世界,平安城市,建立一個(gè)遍布全國的系統(tǒng)，除數(shù)據(jù)和語音服務(wù)外，還可為用戶提供視頻圖像服務(wù),實(shí)現(xiàn)一個(gè)城市或區(qū)縣內(nèi)的治安管理、交通管理、事故監(jiān)控和應(yīng)急指揮,實(shí)現(xiàn)企事業(yè)單位內(nèi)部的安全監(jiān)控、防火防盜、財(cái)產(chǎn)保護(hù)，如銀行監(jiān)控、校園監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)家庭用戶，或中心企業(yè)內(nèi)容報(bào)警監(jiān)控錄像，保證生命財(cái)產(chǎn)安全,銀行系統(tǒng)-各營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)及ATM機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控 石油系統(tǒng)-危險(xiǎn)環(huán)境、分散工作點(diǎn)的圖像傳輸 公共安全-網(wǎng)吧、娛樂場所、重點(diǎn)公眾場所監(jiān)控 公路交通-高速公路各出入口的收費(fèi)情況及收費(fèi)站的圖像傳輸 質(zhì) 檢-全國港口、碼頭及生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控，對報(bào)關(guān)、檢驗(yàn)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行非現(xiàn)場監(jiān)控，提高

9、工作效率和工作滿意度 家庭監(jiān)控-提供家庭安防、保姆監(jiān)看、兒童監(jiān)看等功能 環(huán)境監(jiān)測-旅游景點(diǎn)圖像的實(shí)時(shí)發(fā)布、分散的環(huán)保點(diǎn)圖像傳輸 電力系統(tǒng)-無人值守電站的監(jiān)視 教育系統(tǒng)-遠(yuǎn)程教學(xué)、家教服務(wù)、幼兒園等家人關(guān)心的圖像實(shí)時(shí)傳輸 海關(guān)系統(tǒng)-重點(diǎn)地區(qū)的24小時(shí)監(jiān)控 連鎖系統(tǒng)-公司管理層提高管理效率的全新工具、安全防范 個(gè)人用戶-寶寶在線，幼兒園監(jiān)控，可以看到寶寶的娛樂飲食等情,網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控應(yīng)用,視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu),視頻監(jiān)控系統(tǒng)格式及標(biāo)準(zhǔn),分辨率： CIF: 352*288 QCIF: 176*144 VGA: 640*480 QVGA: 320*240 D1: 720*576，,網(wǎng)通寬世界技術(shù)規(guī)范： 1、視

10、頻壓縮采用MPEG4/H.264標(biāo)準(zhǔn)。 2、音頻壓縮采用G.711/G.723.1/G.729/MP3標(biāo)準(zhǔn)。,幀率： 25fps 碼率： D1: 1.5-2Mb/s CIF: 300-500Kb/s,電信全球眼技術(shù)規(guī)范： 1、視頻編碼格式：支持H.264或MPEG-4； 2、音頻編碼格式：支持以下任何一種：G.711、G.722、G.723.1、G.728、G.729、MP3； 3、圖像分辨率應(yīng)支持CIF到D1/4CIF可調(diào)；視頻編碼支持定碼率和可變碼率，實(shí)時(shí)碼流可調(diào)節(jié)(如D1在768k至2M)；,流媒體訪問,高擴(kuò)展性,長時(shí)間訪問,帶寬恒定,流媒體訪問 前端攝像頭、編碼器或視頻服務(wù)器采用流媒體

11、方式訪問存儲(chǔ)設(shè)備，對存儲(chǔ)性能要求有著不同與數(shù)據(jù)庫和普通文件訪問的特點(diǎn),長時(shí)間訪問 多路視頻長時(shí)間寫入同一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，訪問時(shí)間為7*24*365。,帶寬恒定 攝像頭、編碼器或視頻服務(wù)器采用恒定的流媒體方式訪問存儲(chǔ)設(shè)備，帶寬要求為1/25秒的平均值,高擴(kuò)展性 容量需求巨大，存儲(chǔ)擴(kuò)展性能高,視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)訪問特點(diǎn),存儲(chǔ)系統(tǒng)的技術(shù)要求大容量,按照標(biāo)準(zhǔn)每路視頻都必須采用 D1 格式和定碼流方式。D1格式流量：2Mb/s。 單路視頻每天存儲(chǔ)容量為： 1路*（2Mb/s*3600s）/8bit*24小時(shí) =21GB 單路視頻每月存儲(chǔ)容量為： 1路*（2Mb/s*3600s）/8bit*24小時(shí)*30天=648GB 100路視頻每月存儲(chǔ)容量為： 100路*（2Mb/s*3600s）/8bit*24小時(shí)*30天=64800GB=62TB 400路視頻每月存儲(chǔ)容量為： 400路*（2Mb/s*3600s）/8bit*24小時(shí)*30天=253125GB=247TB 1000路視頻每月存儲(chǔ)容量為： 1000路*（2Mb/s*3600