隨著計(jì)算機(jī)、視頻編碼以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)了巨大飛躍，視頻編碼技術(shù)作為遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)，受到了大家的關(guān)注。目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)中主要采用的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.261與MPEG-1，在應(yīng)用中具有適應(yīng)性和用戶交互性差的局限性。近些年產(chǎn)生的MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264等視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)提供了更高的數(shù)據(jù)壓縮比，尤其是H.264以其高質(zhì)量、低碼流、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中。
由于以上標(biāo)準(zhǔn)在專利池收費(fèi)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)以及技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度方面存在一定的問(wèn)題，制約了它們的發(fā)展。能否建立一種我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)且性能相同或優(yōu)于其他標(biāo)準(zhǔn)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，成為我們面臨的重要問(wèn)題。在這種情況下，AVS（音視頻編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)入了我們的視線。
1 AVS視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)
(1)AVS主要技術(shù)改進(jìn)
AVS采用了許多先進(jìn)的技術(shù)來(lái)保證其性能，是一項(xiàng)較有優(yōu)勢(shì)的新標(biāo)準(zhǔn)。2003年底完成的AVS標(biāo)準(zhǔn)第2部分(AVS1-P2以下稱為AVS視頻標(biāo)準(zhǔn))主要面向高清晰度、高質(zhì)量數(shù)字電視廣播、數(shù)字存儲(chǔ)媒體和其它相關(guān)應(yīng)用。它具有4大特點(diǎn)：性能高，編碼效率比MPEG-2高2倍以上,與H.264的編碼效率相當(dāng)；算法復(fù)雜度比H.264低；軟硬件實(shí)現(xiàn)成本都低于H.264；專利授權(quán)模式簡(jiǎn)單，費(fèi)用明顯低于同類標(biāo)準(zhǔn)。
AVS視頻標(biāo)準(zhǔn)采用了與H.264類似的技術(shù)框架（如圖1），包括變換、量化、熵編碼、幀內(nèi)預(yù)測(cè)、幀間預(yù)測(cè)、環(huán)路濾波等技術(shù)模塊。
去塊濾波器
基于塊的視頻編碼經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生塊贗像，在低位率情況下這種現(xiàn)象會(huì)變得更明顯。為解決這一問(wèn)題，AVS定義了一種適應(yīng)性環(huán)路去塊濾波器，用以改進(jìn)解碼視頻質(zhì)量。除了畫面邊界或片邊界外，過(guò)濾功能還能用于亮度和色度塊的邊界。過(guò)濾的強(qiáng)度則取決于宏塊的類型、量化階、活動(dòng)矢量和塊間的區(qū)別。
隔行編碼
在輸入隔行序列時(shí)，一個(gè)畫面既可以用一幀也可以用兩場(chǎng)(頂場(chǎng)和底場(chǎng))進(jìn)行編碼。只有幀和場(chǎng)間的畫面層適配可以用于當(dāng)前的版本。在采用兩場(chǎng)編碼時(shí)，前一場(chǎng)由之前的解碼場(chǎng)預(yù)測(cè)，而后一場(chǎng)則通過(guò)前一場(chǎng)和之前的解碼場(chǎng)共同預(yù)測(cè)。兩個(gè)場(chǎng)分享一個(gè)圖像頭，但是它們應(yīng)屬于不同的片。
(2)AVS與H.264的比較
視頻信息通常為海量信息，需要占用大量的存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬，視頻標(biāo)準(zhǔn)研究的關(guān)鍵在于保證圖像視覺(jué)效果不失真的情況下優(yōu)化算法、消除視頻數(shù)據(jù)重的冗余，最大范圍地壓縮視頻數(shù)據(jù)。
與目前性能最好的H.264標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，在圖像質(zhì)量相近的情況下，AVS解碼復(fù)雜度相當(dāng)于H.264的30%，AVS編碼復(fù)雜度相當(dāng)于H.264的70%。復(fù)雜度越低，占用系統(tǒng)資源越少，系統(tǒng)效率則相應(yīng)提高。具體技術(shù)模塊復(fù)雜度分析如表1所示。
2 AVS在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
(1)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
一般可以將視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為前端設(shè)備、通信設(shè)備和后端設(shè)備三大部分。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
