图像综合监控系统其技术的核心是图像的压缩技术,传输技术的优劣往往决定整个系统的成功与否,因此在数字监控领域用户可以忍受清晰图像的跳帧但是无法忍受画面的不清晰或马赛克,因为出现不清晰或马赛克画面就失去了监控的意义。
在利用计算机网络通信方式进行远程数字视频监控时,必须先将数据量极大的模拟摄像机的视频信号高度压缩后,才能在有限带宽的网络上传输。目前市场上出现的数字化网络监控产品主要采用下述两大类图像压缩格式:
(1)基于MPEG或H.26x压缩格式的数字视频远程监控系统
(2)基于M-JPEG动态图像压缩的数字远程监控系统
其区别在于MPEG或H.26x图像压缩技术是为传输活动视频图像而开发的,事实上它并不独立地传输每一帧图像,而只传输每一帧图像中的与上一帧图像所不同的部份,将此部份与上幀图像中相同的部份迭加而构成当前图像。因此MPEG或H.26x需要较长的时间才能建立起活动画面的第一幀图像,这就是大家在播放VCD光盘时,节目的开头画面总是要较长时间才出现的原因。这非常不适用于电视监控系统中需要在数十个摄像机画面中反复频繁地切换画面的场合。虽然在传输活动图像时MPEG比M-JPEG有较高的图像压缩比,但是它对网络的传输速率和可靠性提出了很高的要求,如果在传输过程中产生网络堵塞或少量数据丢失,那么就会影响到很多幅连续图像的质量,监视器画面上就会产生马赛克式的图像,严重时会导致活动图像长时间中断难以恢复。家用VCD光盘就是采用MPEG进行图像压缩的,因此当我们观看受到严重划伤的VCD节目时,就常常会看到大量的马赛克式的画面出现。很多网络视频监控设备公司,没有自行研制芯片的能力,只有采用VCD的MPEG图像压缩芯片。采用MPEG压缩技术的典型产品如美国麦维特产品和美国3S公司的NETVIDEO-400产品。MPEG4是近年来最新的图像压缩技术,其被摄物体的类来进行区分与传输,虽然其带宽要求小,但是对带宽的稳定性要求仍很高,因此仍会出现马赛克现象,对计算机的要求高。另外MPEG4的国际标准还没有统一。 JPEG图像压缩技术是专门为压缩静止图像而开发的,例如:照片,视频活动图像中的每一帧等。可以用各种不同的传输速率在网络上传送每一幅静止的图像。在多年的INTERNET计算机网络应用中,此压缩技术得到了极大的完善和改进,每秒传输可高达30幅图像,就形成了传输活动图像的Motion-JPEG或JPEG压缩格式。因为每一幅图像与前后的图像是互相独立传输的,因此当计算机网络在上网人数的高峰期产生堵塞或低带带宽条件下,或因干扰而丢失掉其中一些数据甚至几幅图像时,并不会影响到整体活动图像的质量,它不会因网络堵塞或干扰而产生马赛克式的画面。用户可以在网络的传输速率和所要求的图像质量以及每秒传输的帧数之间之间灵活选择。在网络无堵塞时可以每秒传输30帧极高质量的M-JPEG图像,而当网络速率降低为1M或128K时,其图像的清晰度不变只是每秒幀数减低为了,在变电站图像监控的实际应用中可以忍受图像的速度降低,但是无法忍受大量的马赛克图像,纵观国外的图像传输产品有将近98%的系统采用了MJPEG的压缩传输方式。综上所述,在计算机网络的数字视频远程监控系统中采用M-JPEG图像压缩方式比采用MPEG或H.26x方式具有很大的优越性,它可保证在网络传输不畅时也能获得很好的图像传输质量,这在INTERNET的活动图像传输中已得到很好的证明。而MPEG较适合用于具有稳定传输速率和较低误码率,以及显示画面不需反复频繁地切换的地方,例如:家用VCD机和DVD机等。特别需要指出的是个别产品为追求单一的指标和实现的简单性采用的某些特殊算法往往存在整体性的缺陷。
在电力监控领域由于其传输通道多数为E1(G.703)且需要在MIS网络内传输,因此采用常规带宽<2M的MJPEG压缩方式是必须的,整个系统可以保证即使在33.6K的电话线传输时仍能保证图像的清晰。 |