－ 视频编码的基本原理
     － 视频编码标准简介
     － 监控中的视频编码技术
     － 监控中视频编码分辨率的选择
     － 监控中实现视频编码的最佳方式
     － 海康威视产品目前达到的技术水准
 
     视频编码的基本原理
 
     视频图像数据有极强的相关性，也就是说有大量的冗余信息。其中冗余信息可分为空域冗余信息和时域冗余信息。压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉（去除数据之间的相关性），压缩技术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，它包括以下三部分：
 
     － 运动补偿 运动补偿是通过先前的局部图像来预测、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。
     － 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。运动矢量通过熵编码进行压缩。
     － 运动估计 运动估计是从视频序列中抽取运动信息的一整套技术。
 
     注：通用的压缩标准都使用基于块的运动估计和运动补偿。

     去空域冗余信息
 
     主要使用帧间编码技术和熵编码技术：
 
     － 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矢量空间，使其相关性下降，数据冗余度减小。
     － 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。这一过程导致精度的降低。
     － 熵编码 熵编码是无损编码。它对变换、量化后得到的系数和运动信息，进行进一步的压缩。
 
     视频编码的基本框架

     国际音视频压缩标准发展历程

     视频编码标准简介
 
     H.261
 
     H.261标准是为ISDN设计，主要针对实时编码和解码设计，压缩和解压缩的信号延时不超过150ms，码率px64kbps(p=1~30)。
 
     H.261标准主要采用运动补偿的帧间预测、DCT变换、自适应量化、熵编码等压缩技术。 只有I帧和P帧，没有B帧，运动估计精度只精确到像素级。支持两种图像扫描格式：QCIF和CIF。
 
     H.263
 
     H.263标准是甚低码率的图像编码国际标准，它一方面以H.261为基础，以混合编码为核心，其基本原理框图和H.261十分相似，原始数据和码流组织也相似；另一方面，H.263也吸收了MPEG等其它一些国际标准中有效、合理的部分，如：半像素精度的运动估计、PB帧预测等，使它性能优于H.261。
 
     H.263使用的位率可小于64Kb/s,且传输比特率可不固定（变码率）。H.263支持多种分辨率： SQCIF(128x96)、 QCIF、CIF、4CIF、16CIF。
 
     与H.261和H.263相关的国际标准
     与H.261有关的国际标准
     H.320：窄带可视电话系统和终端设备；
     H.221：视听电信业务中64~1 920Kb/s信道的帧结构；
     H.230：视听系统的帧同步控制和指示信号；
 
     H.242：使用直到2Mb/s数字信道的视听终端的系统。
     与H.263有关的国际标准
     H.324：甚低码率多媒体通信终端设备；
     H.223：甚低码率多媒体通信复合协议；
     H.245：多媒体通信控制协议；
     G.723.1.1：传输速率为5.3Kb/s和6.3Kb/s的语音编码器。
 
     JPEG
 
     国际标准化组织于1986年成立了JPEG(Joint Photographic Expert Group)联合图片专家小组，主要致力于制定连续色调、多级灰度、静态图像的数字图像压缩编码标准。常用的基于离散余弦变换(DCT)的编码方法，是JPEG算法的核心内容。
 
     MPEG-1/2
 
     MPEG-1标准用于数字存储体上活动图像及其伴音的编码，其数码率为1.5Mb/s。 MPEG-1的视频原理框图和H.261的相似。
 
     MPEG-1视频压缩技术的特点：1. 随机存取；2. 快速正向/逆向搜索；3 .逆向重播；4. 视听同步；5. 容错性；6. 编/解码延迟。MPEG-1视频压缩策略：为了提高压缩比，帧内/帧间图像数据压缩技术必须同时使用。帧内压缩算法与JPEG压缩算法大致相同，采用基于DCT的变换编码技术，用以减少空域冗余信息。帧间压缩算法，采用预测法和插补法。预测误差可在通过DCT变换编码处理，进一步压缩。帧间编码技术可减少时间轴方向的冗余信息。
 
     MPEG-2被称为“21世纪的电视标准”，它在MPEG-1的基础上作了许多重要的扩展和改进，但基本算法和MPEG-1相同。
 
     MPEG-4
 
     MPEG-4标准并非是MPEG-2的替代品，它着眼于不同的应用领域。MPEG-4的制定初衷主要针对视频会议、可视电话超低比特率压缩（小于64Kb/s）的需求。在制定过程中，MPEG组织深深感受到人们对媒体信息，特别是对视频信息的需求由播放型转向基于内容的访问、检索和操作。
 
     MPEG-4与前面提到的JPEG、MPEG-1/2有很大的不同，它为多媒体数据压缩编码提供了更为广阔的平台，它定义的是一种格式、一种框架，而不是具体算法，它希望建立一种更自由的通信与开发环境。于是MPEG-4新的目标就是定义为：支持多种多媒体的应用，特别是多媒体信息基于内容的检索和访问，可根据不同的应用需求，现场配置解码器。编码系统也是开放的，可随时加入新的有效的算法模块。应用范围包括实时视听通信、多媒体通信、远地监测/监视、VOD、家庭购物/娱乐等。
 
     JVT：新一代的视频压缩标准
 
     JVT是由ISO/IEC MPEG和ITU-T VCEG成立的联合视频工作组（Joint Video Team），致力于新一代数字视频压缩标准的制定。
 
 JVT标准在ISO/IEC中的正式名称为：MPEG-4 AVC(part10)标准；在ITU-T中的名称:H.264（早期被称为H.26L）

     H264/AVC
 
     H264集中了以往标准的优点，并吸收了以往标准制定中积累的经验, 采用简洁设计,使它比MPEG4更容易推广。H.264创造性了多参考帧、多块类型、整数变换、帧内预测等新的压缩技术，使用了更精细的分象素运动矢量（1/4、1/8)和新一代的环路滤波器，使得压缩性能大大提高，系统更加完善。
 
     H.264主要有以下几大优点：
     － 高效压缩：与H.263+和MPEG4 SP相比，减小50%比特率
     － 延时约束方面有很好的柔韧性
     － 容错能力
     － 编/解码的复杂性可伸缩性
     － 解码全部细节：没有不匹配
     － 高质量应用
     － 网络友善
 
     监控中的视频编码技术
 
     目前监控中主要采用MJPEG、MPEG1/2、MPEG4(SP/ASP)、H.264/AVC等几种视频编码技术。对于最终用户来言他最为关心的主要有：清晰度、存储量（带宽）、稳定性还有价格。采用不同的压缩技术，将很大程度影响以上几大要素。
 
     MJPEG
 
     MJPEG（Motion JPEG）压缩技术，主要是基于静态视频压缩发展起来的技术，它的主要特点是基本不考虑视频流中不同帧之间的变化，只单独对某一帧进行压缩。 MJPEG压缩技术可以获取清晰度很高的视频图像，可以动态调整帧率、分辨率。但由于没有考虑到帧间变化，造成大量冗余信息被重复存储，因此单帧视频的占用空间较大，目前流行的MJPEG技术最好的也只能做到3K字节/帧，通常要8~20K！
 
     MPEG-1/2