数字化视频的优点有那些?
数字视频监控系统以其信息量大、视觉直观、现场信息便于保存分析、系统功能齐全、控制灵活、能节省大量安全保卫巡逻人力物力、安全防范严密及时等特点,在安全防范技术中得到越来越多的应用。
数字视频监控的优点都有哪些
数字视频监控系统以其信息量大、视觉直观、现场信息便于保存分析、系统功能齐全、控制灵活、能节省大量安全保卫巡逻人力物力、安全防范严密及时等特点,在安全防范技术中得到越来越多的应用。
什么是数字视频,它与传统视频的差别是什么?
数字视频是对模拟视频信号进行数字化后的产物,它是基于数字技术记录视频信息的。模拟视频可以通过视频采集卡将模拟视频信号进行A/D(模/数)转换,这个转换过程就是视频捕捉(或采集过程),将转换后的信号采用数字压缩技术存入计算机磁盘中就成为数字视频。模拟视频一般采用分量数字化方式,先把复合视频信号中的亮度和色度分离,得到YUV或YIQ分量,然后用三个模/数转换器对三个分量分别进行数字化,最后再转换成RGB空间。
例:
数字电视就是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的电视类型。数字信号的传播速率是每秒19.39兆字节,如此大的数据流的传递保证了数字电视的高清晰度,克服了模拟电视的先天不足。同时还由于数字电视可以允许几种制式信号的同时存在,每个数字频道下又可分为几个子频道,从而既可以用一个大数据流--每秒19.39兆字节,也可将其分为几个分流,例如4个,每个的速度就是每秒4.85兆字节,这样虽然图像的清晰度要大打折扣,却可大大增加信息的种类,满足不同的需求。例如在转播一场体育比赛时,观众需要高清晰度的图像,电视台就应采用每秒19.39兆字节的传播;而在进行新闻广播时,观众注意的是新闻内容而不是播音员的形象,所以没必要采用那么高的清晰度,这时只需每秒3兆字节的速度就可以了,剩下16.39兆字节可用来传输别的内容。
数字电视技术与原有的模拟电视技术相比,有如下优点:
(l)信号杂波比和连续处理的次数无关。电视信号经过数字化后是用若干位二进制的两个电平来表示,因而在连续处理过程中或在传输过程中引入杂波后,其杂波幅度只要不超过某一额定电平,通过数字信号再生,都可能把它清除掉,即使某一杂波电平超过额定值,造成误码,也可以利用纠错编、解码技术把它们纠正过来。所以,在数字信号传输过程中,不会降低信杂比。而模拟信号在处理和传输中,每次都可能引入新的杂波,为了保证最终输出有足够的信杂比,就必须对各种处理设备提出较高信杂比的要求。模拟信号要求 S/N>40dB,而数字信号只要求S/N>20dB。模拟信号在传输过程中噪声逐步积累,而数字信号在传输过程中,基本上不产生新的噪声,也即信杂比基本不变。
(2)可避免系统的非线性失真的影响。而在模拟系统中,非线性失真会造成图像的明显损伤。
(3)数字设备输出信号稳定可靠。因数字信号只有“0”、“l”两个电平,“l”电平的幅度大小只要满足处理电路中可能识别出是“l”电平就可,大一点、小一点无关紧要。
(4)易于实现信号的存储,而且存储时间与信号的特性无关。近年来,大规模集成电路(半导体存储器)的发展,可以存储多帧的电视信号,从而完成用模拟技术不可能达到的处理功能。例如,帧存储器可用来实现帧同步和制式转换等处理,获得各种新的电视图像特技效果。
(5)由于采用数字技术,与计算机配合可以实现设备的自动控制和调整。
(6)数字技术可实现时分多路,充分利用信道容量,利用数字电视信号中行、场消隐时间,可实现文字多工广播(Teletext)。
(7)压缩后的数字电视信号经数字调制后,可进行开路广播,在设计的服务区内(地面广播),观众将以极大的概率实现“无差错接收”(发“0”收“0”,发“ l”收“l”),收看到的电视图像及声音质量非常接近演播室质量。
(8)可以合理地利用各种类型的频谱资源。以地面广播而言,数字电视可以启用模拟电视?quot;禁用频道(taboo channel),而且在今后能够采用“单频率网络”(single frequency network)技术,例如 l套电视节目仅占用同 1个数字电视频道而覆盖全国。此外,现有的 6MHz模拟电视频道,可用于传输 l套数字高清晰度电视节目或者 4-6套质量较高的数字常规电视节目,或者 16-24套与家用 VHS录像机质量相当的数字电视节目。
(9)在同步转移模式(STM)的通信网络中,可实现多种业务的“动态组合”(dynamic combination)。例如,在数字高清晰度电视节目中,经常会出现图像细节较少的时刻。这时由于压缩后的图像数据量较少,便可插入其它业务(如电视节目指南、传真、电子游戏软件等),而不必插入大量没有意义的“填充比特”。
(10)很容易实现加密/解密和加扰/解扰技术,便于专业应用(包括军用)以及广播应用(特别是开展各类收费业务)。
(ll)具有可扩展性、可分级性和互操作性,便于在各类通信信道特别是异步转移模式(ATM)的网络中传输,也便于与计算机网络联通。
(12)可以与计算机"融合"而构成一类多媒体计算机系统,成为未来"国家信息基础设施"(NII)的重要组成部分。
音视频设备里的数字音频技术有什么特点?
数字音频技术具有以下特点:
(1)数据量大
声音、图像以及视频和动画的数据量都十分庞大。1min立体声音采样频率为44.1kHz,16位量化精度的数据量大约为10 MB,存储b一首4min的歌曲约需40M;一副640x480的RGB彩色图像的存储量为900kB;1s(25帧/秒)的视频数据量为22MB,一张650 MB的CD-ROM光盘只能存储约30 s的视频。
(2)数据存在大量冗余
声音、图像以及视频和动画的大量数据中存在着大量的冗余。图像相邻像素之间、视频序列前后帧之间具有很大的相关性,人耳与人眼具有掩蔽效应等听觉和视觉特性,因此,可根据数据的内在联系将数据中的冗余信息去除,通过压缩编码减少数据量。
(3)数据存储容量大,传输效率较高
数字音视频数据量大,在存储与传输的过程中必须进行压缩编码。音视频数字信号经过压缩后,可以在6-8 MHz的传输信道传输2-4套标准清晰度电视(SDTV)节目或一套高清晰度电视( HDTV)节目,而一张压缩格式的DVD存储容量可达7-8CB。
(4)便于进行编辑加工
传统磁带重复听某段音乐或观看某段画面时需不停地倒带、快进,编辑过程也是顺序的线性。数字音视频则不同,它可以瞬时定位,非线性逻辑组织,还可以利用非线性编辑软件做特效。
(5)信息传输存储的可靠性高
数字信号不会产生噪声和失真的积累,便于存储、控制、修改。数字音视频可以不失真地进行无数次复制,而模拟音视频信号每转录一次,就会有一次误差积累,产生信号失真。模拟音视频长时间存放后质量会降低,而数字音视频可以长时间存放而没有任何失真。
(6)有效保护信息和进行版权管理
数字音视频可以方便地与密码及认证技术相结合,便于实现信息加密/解密以及加扰/解扰,适用于专业应用(军用、商用、民用)或条件接收、视频点播、双向互动传送等应用。
(7)具有可扩展性,便于与其他数字设备融合
数字音视频易于与其他系统配合使用,与其他数字设备融合,在各类通信信道和网络上进行传输。易于集成化和大规模生产,其性能一致性好 ,且成本低。xunwei
如何衡量一个数字音视频系统的优劣程度?
衡量一个数字音视频系统的优劣程度,可以从存储和传输信息的有效性、可靠性、安全性和便利性四个方面进行比较。
1、有效性
对于数字音视频系统来说,系统的有效性是指信息传输速率或码元传输速率。信息传输速率指单位时间内传输的信息量,单位是比特/秒(bit/s);码元传输速率指单位时间内传输的码元数目,其单位是波特(Baud);二者都反映了在给定信道内所传输的信息量。
根据信息量定义,一个二进制码元含有1 bit 信息量。在二进制情况下,码元速率和信息速率在数值上相等,但含义和单位不同。
另外,为了利用有限的信道宽带支持信源信息量大的通信业务传输,根据信息理论可以采用信源压缩编码,即消除源信息中的冗余部分,如电视信号中只含有大约4%的有效信息,采用无失真压缩编码,可能达到30多倍的压缩率。更进一步,根据不同应用要求的精度,由香农率失真理论,还可以去掉一些次要信息,即有损压缩编码,压缩率可以达到100倍 以上,如多媒体会议电视及可视电话可以分别利用2 Mbit/s 速率及PCM系统和3 kHz带宽的PSTN(公用交换电话网)进行传输,便能够满足一般需要。
2、可靠性
数字音视频系统的可靠性是指接收端所接收到信息的准确程度,通常用误码率或误比特率来进行衡量。误码率是指所传输的信息码元总数中发生差错的码元数目所占的比值,误比特率是指所传输的信息比特总数中发生差错的比特数目所占的比值。
为提高系统的可靠性,可以采用选择合适的调制技术、改善信道及存储介质以及采用差错控制编码的方法。可见,通信系统的有效性和可靠性是来一对矛盾。一般情况下,要增加系统的有效性,就要降低可靠性;反之亦然。在实际中,常常依据实际系统的要求采取相对统一的办法,即在满足一定可靠性指标下,尽量提高消息的传输速率,即有效性;或者,在维持一定有效性的条件下,尽可能提高系统的可靠性。
3、安全性
数字音视频系统的安全性是指系统对所传信号的加密措施,通过对音视频数据使用的授权,防范非合法授权的接收端使用系统中传输或存储的信息。这点对军用或商用系统尤为重要。
4、便利性
所谓便利性是指用户在数学音视频系统中按需检索出目标信息的简洁程度。
衡量一个数字音视频系统的优劣程度,可以从存储和传输信息的有效性、可靠性、安全性和便利性四个方面进行比较。
1、有效性
对于数字音视频系统来说,系统的有效性是指信息传输速率或码元传输速率。信息传输速率指单位时间内传输的信息量,单位是比特/秒(bit/s);码元传输速率指单位时间内传输的码元数目,其单位是波特(Baud);二者都反映了在给定信道内所传输的信息量。
根据信息量定义,一个二进制码元含有1 bit 信息量。在二进制情况下,码元速率和信息速率在数值上相等,但含义和单位不同。
另外,为了利用有限的信道宽带支持信源信息量大的通信业务传输,根据信息理论可以采用信源压缩编码,即消除源信息中的冗余部分,如电视信号中只含有大约4%的有效信息,采用无失真压缩编码,可能达到30多倍的压缩率。更进一步,根据不同应用要求的精度,由香农率失真理论,还可以去掉一些次要信息,即有损压缩编码,压缩率可以达到100倍 以上,如多媒体会议电视及可视电话可以分别利用2 Mbit/s 速率及PCM系统和3 kHz带宽的PSTN(公用交换电话网)进行传输,便能够满足一般需要。
2、可靠性
数字音视频系统的可靠性是指接收端所接收到信息的准确程度,通常用误码率或误比特率来进行衡量。误码率是指所传输的信息码元总数中发生差错的码元数目所占的比值,误比特率是指所传输的信息比特总数中发生差错的比特数目所占的比值。
为提高系统的可靠性,可以采用选择合适的调制技术、改善信道及存储介质以及采用差错控制编码的方法。可见,通信系统的有效性和可靠性是来一对矛盾。一般情况下,要增加系统的有效性,就要降低可靠性;反之亦然。在实际中,常常依据实际系统的要求采取相对统一的办法,即在满足一定可靠性指标下,尽量提高消息的传输速率,即有效性;或者,在维持一定有效性的条件下,尽可能提高系统的可靠性。
3、安全性
数字音视频系统的安全性是指系统对所传信号的加密措施,通过对音视频数据使用的授权,防范非合法授权的接收端使用系统中传输或存储的信息。这点对军用或商用系统尤为重要。
4、便利性
所谓便利性是指用户在数学音视频系统中按需检索出目标信息的简洁程度。
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