圖像處理之視頻流

所謂碼流(Data Rate)是指視頻文件在單位時(shí)間內(nèi)使用的數(shù)據(jù)流量，也叫碼率，是圖像處理編碼環(huán)節(jié)中畫(huà)面質(zhì)量控制中最重要的部分。同樣分辨率下，視頻文件的碼流越大，壓縮比就越小，畫(huà)面質(zhì)量就越高，但是存儲(chǔ)的空間和占用的帶寬就越大;視頻文件的碼流越小，壓縮比就越高，相應(yīng)的畫(huà)面質(zhì)量也會(huì)受影響。以H.264壓縮編碼的碼流為例，傳輸720P的圖像一般都需要4M碼流，而同樣畫(huà)質(zhì)的圖像，有的企業(yè)如天地偉業(yè)，對(duì)壓縮算法優(yōu)化的比較好的情況下則只需要2M碼流。

除了碼流之外，還有一個(gè)概念叫比特率是指每秒傳送的比特(bit)數(shù)，單位為 bps(Bit Per Second)。視頻比特率與碼流是同一個(gè)問(wèn)題的兩種叫法，比如一個(gè)H.264的視頻文件，一般不但包含視頻信息還有音頻信息，音頻也有自己的比特率，這是音視信息復(fù)合在一起的文件，這個(gè)文件的碼流是其音視碼流的總合。

不論是碼流還是比特率，均表示經(jīng)過(guò)編碼(壓縮)后的音頻數(shù)據(jù)每秒鐘需要用多少個(gè)比特來(lái)表示，而比特就是二進(jìn)制里面最少的單位，要么是0，要么是1。比特率與音視頻壓縮的關(guān)系簡(jiǎn)單的說(shuō)就是比特率越高音視頻的質(zhì)量就越好，但編碼后的文件就越大;如果比特率越少則情況剛好翻轉(zhuǎn)。

例如：以2000Kbps來(lái)編碼音視頻。

其中 bps是 比特1K= 1010=1024

b就是比特(bit)

s就是秒(second)

p就是每(per)

所以，以2000kbps來(lái)編碼表示經(jīng)過(guò)編碼后的音視頻數(shù)據(jù)每秒鐘需要用2000K的比特來(lái)表示。

在傳輸過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)用到CBR和VBR等參數(shù)設(shè)置。CBR(Constant BitRate)就是靜態(tài)比特率，CBR約定采樣率為固定值。高清視頻編碼從頭至尾為某固定值如4096KBit/s進(jìn)行壓縮。而VBR則采取了一種全新的，全程動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)技術(shù)的壓縮方法。當(dāng)為靜態(tài)畫(huà)面時(shí)，VBR會(huì)自動(dòng)采用較低的比特率如500KBit/s對(duì)視頻進(jìn)行壓縮;當(dāng)在動(dòng)態(tài)畫(huà)面時(shí)會(huì)用較高的比特率如2000KBit/s對(duì)視頻進(jìn)行壓縮;當(dāng)在動(dòng)作很劇烈的視頻畫(huà)面時(shí)則采用最高4096KBit/s進(jìn)行壓縮。VBR就是在控制文件大小的情況下，最大限度的提高了高清的圖像畫(huà)質(zhì)。

影響圖像畫(huà)質(zhì)的還有并發(fā)流和雙碼流等技術(shù)。并發(fā)流，是指在VOD點(diǎn)播中同時(shí)點(diǎn)播節(jié)目的用戶(hù)數(shù)。并發(fā)流受碼流的限制，碼流越大并發(fā)流越小。相同配置和同樣網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下采用高清和標(biāo)清的并發(fā)流是不一樣的;雙碼流是指在編碼中，同時(shí)輸出兩種碼流，一路高碼率的碼流用于本地高清存儲(chǔ),例如720P/1080P編碼，一路低碼率的碼流用于網(wǎng)絡(luò)傳輸,例如CIF/D1編碼，同時(shí)兼顧本地存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸。雙碼流能實(shí)現(xiàn)本地傳輸和遠(yuǎn)程傳輸兩種不同的帶寬碼流需要，本地傳輸采用高碼流可以獲得更高的高清錄像存儲(chǔ)，遠(yuǎn)程傳輸采用較低的碼流以適應(yīng)CDMA/ADSL等各種網(wǎng)絡(luò)而獲得更高的圖像流暢度。雙碼流是對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的一次提速，這種創(chuàng)造性地將雙碼流拓寬應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)任意碼流格式選擇編碼技術(shù)，使大規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中成百上千臺(tái)攝像機(jī)產(chǎn)生海量的視頻、音頻、存儲(chǔ)、報(bào)警以及管理數(shù)據(jù)，能在用戶(hù)所能獲得的網(wǎng)絡(luò)資源有限的情況下，得已確保傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

除以上常見(jiàn)圖像處理技術(shù)之外還有逐行掃描，3D降噪，寬動(dòng)態(tài)，強(qiáng)光抑制，背光補(bǔ)償，低照度等等技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用極大的推動(dòng)了高清監(jiān)控的發(fā)展。