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文档简介

监控系统技术指标安防监控通讯接口在安防监控系统中的通讯接口主要是对视频、音频的输入输出来说的。所以通讯接口一般有以下几种:RS-232、RS-485、通用网络接口,可支持PSTN、ISDN以及LAN各种联网环境、具有USB2.0超高速数据接口,连接计算机对重要图像资料进行备份、可选配具有逐行扫描VGA输出接口等。安防监控在安防监控系统中的通讯接口主要是对视频、音频的输入输出来说的。所以通讯接口一般有以下几种:RS-232、RS-485、通用网络接口,可支持PSTN、ISDN以及LAN各种联网环境、具有USB2.0超高速数据接口,连接计算机对重要图像资料进行备份、可选配具有逐行扫描VGA输出接口等。音频输出音频输出是指被采集来的被监控区域的声音,在音频设备中被输出来的过程。因为有的监控系统不需要声音的输出,所以就不需要输出设备。但是有的安防监控系统需要音频输出。,甚至需要多路音频输出。音频输入音频输入指被监控区域的声音被采集后送到监控中心的过程。因为被监控区域可能有多处,所以会存在多路音频输入,最简单的例子就是监狱系统的监室监控系统,对每个监室的声音的采集就是一个典型的多路音频输入系统。视频输出对于安防监控系统的输出来说,监视器是监控系统的标准输出,有了监视器我们才能观看前端送过来的图像。监视器分彩色、黑白两种。摄像机和录像机上的视频输入都要最后输入到监视器上来监控。视频输入在计算机视频中红、绿、蓝和同步信号是分离的电信号。在VHS视频中,红、绿、蓝和同步信号是一个单一的电信号。在S-VHS视频中,红、绿、蓝和同步信号是分离的。这里的视频输入主要是指外部的录像机或者摄像机对所监控的区域的录像然后输入到监视器的过程,因为有多个录像机或者摄像机,所以可能会有多路输入,根据上面的分割器有4路、9路、16路输入等。设备类型安防监控的设备包括的方面比较多,所以其设备类型也比较杂,基本上可以分为电视监控系统、报警控制系统、远程图像传输设备产品等,主要有以下几类监控系统设备: 云台 支架 防护罩 监视器 视频放大器 视频分配器 视频切换器 画面分割器 录像机网络摄像机动态侦测整个监控画面被分成多个小区域,用户可以任意选择区其中的区域,并且可以对选中的监控区域进行1-20级的敏感度设置。 这样当有东西移动时将被网络摄像机服务器检测到,同时进行录像。视频传输目前的无线视频产品的视频输出主要有S端子输出和普通的复合视频输出两类。 S端子实际上是一种五芯接口,由两路视频亮度信号、两路视频色度信号和一路公共屏蔽地线共五条芯线组成(实际上还有与其配套的亮度、色度分离器)。从其结构不难看出,它是用来将亮度和色度分离输出的设备。这种设计主要是为了克服视频节目复合输出时的亮度和色度的互相干扰。 一般的广播电视的亮度信号带宽为6MHz,而国内的PAL制式彩色信号带宽为1.5MHz。复合视频输出是将4.43MHz波频率的色度副载信号间置于视频亮度信号中,在显示输出时进行色度解调,将色度副载波从复合视频信号中滤出来,这样就可能损失亮度信号中4.43MHz0.75MHz的频率,降低了水平清晰度。另外,没有完全滤掉的色度副载波可能会干扰亮度通道,而处于4.43MHz边缘的亮度信号则会进入色度解调电路,二者互相干扰,降低了播出质量。采用S端子的亮度和色度分离输出可以提高画面质量,这就是为什么有人将其称为“高清晰度输出”的缘故。视频丢失侦测网络摄像机对于视频在传输过程中是否有画面帧的丢失情况能否自行检测,并且把丢失的画面帧进行重发的功能。远程控制Pan/Tilt/Zoom远程控制主要是指网络摄像机有没有远程控制功能,以及远程控制功能的通讯接口是哪种。现有的网络摄像机般都支持这三种远程控制。并且通讯接口大部分用的都是RS 485 (TxD,RxD)。警报输入/输出警报输入输出是指可根据需要提供多路的报警信号输入端口及一路的报警信号输出。用户可以根据情况接入烟火感应器、红外探头、湿度等各种传感器。甚至于现在有的新产品在有意外情况发生的监控画面将弹出到屏幕的最前端,并发出警报声,并可将发生图像送到指定邮箱中去。视频输入/输出视频输入输出的主要作用就是将显示信号输出到外部设备上,或收集外部采集的视频信号。对于网络摄像机来说由于它只要输出到浏览器上就行了,能被监控都看到就行了。安全性系统设置了不同等级的使用者权限,仅有最高级权限的用户才可对整个系统进行设置或更改。没有权限的用户是接收不到图像的。图像数据的存储是专有的格式。软件升级软件升级主要是指网络摄像机的配置软件在厂商有新版本的软件可利用时,通过何种方式对网络摄像机的配置软件进行升级的问题。有的网络摄像机内置实时操作系统,支持软件下载和配置设置,方便升级和操作管理。但一些产品只能先下载下新版本的软件,然后人工配置升级管理。照明度最低照度越小,对拍摄环境照度要求越低,可以在较暗的照明条件下得到干净的图像,适应性越强。最低照度是在最大光圈、最大增益和双象素读出等数字处理技术共同作用下所能得到的最低程度。电子手段提高了灵敏度,但清晰度有所下降,目前最低照度多为理论计算值。 最低照明度Lux是测量摄像机感光度的一种方法,换句话说,摄像机能在多黑的条件下可以看到可用的影像。勒克司Lux是用来测量投射在物体上的光的数量的米制单位,在英国叫做尺烛光(lumen),在欧洲的等叫做Lux。具体地说,1Lux等于一支蜡烛从1米外投射在一平方米的表面上的光的数量。10 Lux等于10支蜡烛从1米外投射到物体表面的光的数量。 1Lux的摄像机据说能在一支蜡烛的光亮下离物体大约3米以外的地方拍摄到亮度正常的影像。今天市场上的许多摄像机就能做到。问题是所得到的图象质量并不好,画面全是雪花般的噪点,清晰度和色彩还原都十分的差劲。 影响画面的主要是DV镜头的聚光能力。1Lux是入射光即投射在物体上的光的大小,也是你的照相机捕捉到并记录了反射回来的光。即射到物体上又由物体反射给镜头的光。浅色的、反射性 的物体表面比暗色的物体表面在弱光下拍摄出的效果要好。一般来说,感光器件尺寸越大的数码摄像机,就越能在低Lux的环境下拍摄优秀的画质,另外3CCD也能在低Lux 。信噪比信噪比是指信号的有用成份与杂音的强弱对比,常常用分贝(dB)表示。设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。信噪比越高,传输图像信号质量越高。目前对于网络摄像机来说最高信噪比为63dB。摄像机性能摄像机性能主要指摄像机的功能特性来说的,性能主要考虑的指标有清晰度、灵敏度、最低照度、耗电量和重量等,比如是否支持ITU-H.263标准压缩、照明度大小、 是否支持全屏、每秒扫描多少帧等。有些摄像机在使用中若打开最高增益开关时,应将图像噪声抑制开关同时打开,以减少画面杂波。图像压缩速率图像压缩速率是指图像压缩过以后在传输过程中的传输速率,因为每幅图片就是一帧,PAL制式每秒钟25帧,NTSC制式每秒钟30帧,也就是PAL制式的每秒钟能传送25个画面,NTSC每秒能传送30个画面。捕捉动态视频内容时,此数字愈高愈好。但不能低于24帧/秒,因为低于这个数值时,动态的图像已经不连续,开始出现掉祯现象。图像压缩方式MPEG-4与前两者不同,MPEG4于1998 年11 月公布,原预计1999 年1月投入使用的国际标准MPEG4不仅是针对一定比特率下的视频、音频编码,更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。MPEG专家组的专家们正在为MPEG-4的制定努力工作。MPEG-4标准主要应用于视像电话(Video Phone),视像电子邮件(Video Email)和电子新闻(Electronic News)等,其传输速率要求较低,在4800-64000bits/sec之间,分辨率为176X144。MPEG-4利用很窄的带宽,通过帧重建技术,压缩和传输数据,以求以最少的数据获得最佳的图象质量。 与MPEG-1和MPEG-2相比,MPEG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控。MPEG-4是第一个使你由被动变为主动(不再只是观看,允许你加入其中,即有交互性)的动态图象标准;它的另一个特点是其综合性;从根源上说,MPEG-4试图将自然物体与人造物体相溶合(视觉效果意义上的)。MPEG-4的设计目标还有更广的适应性和可扩展性。MPEG4 试图达到两个目标: 一、 低比特率下的多媒体通信; 二、 是多工业的多媒体通信的综合。 据此目标,MPEG4 引入AV 对象(Audio/Visaul Objects), 使得更多的交互操作成为可能。 MPEG-4是为在国际互联网络上或移动通信设备(例如移动电话)上实时传输音/视频讯号而制定的最新MPEG标准,MPEG4采用Object Based方式解压缩,压缩比指标远远优于以上几种,压缩倍数为450倍(静态图像可达800倍),分辨率输入可从320 240到1280 1024,这是同质量的MPEG1和MJEPG的十倍多。 MPEG4使用图层(layer)方式,能够智能化选择影像的不同之处,是可根据图像内容,将其中的对象(人物、物体、背景)分离出来分别进行压缩,使图文件容量大幅缩减,而加速音/视频的传输,这不仅仅大大提高了压缩比,也使图像探测的功能和准确性更充分的体现出来。 在网络传输中可以设定MPEG4的码流速率,清晰度也可在一定的范围内作相应的变化,这样便于用户根据自己对录像时间、传输路数和清晰度的不同要求进行不同的设置,大大提高了系统使用时的适应性和灵活性。也可采用动态帧测技术,动态时快录,静态时慢录,从而减少平均数据量,节省存储空间。而且当在传输有误码或丢包现象时,MPEG4受到的影响很小,并且能迅速恢复。 MPEG4的应用前景将是非常广阔的。 它的出现将对以下各方面产生较大的推动作用:数字电视、动态图象、万维网(WWW)、实时多媒体监控、低比特率下的移动多媒体通信、于内容存储和检索多媒系统、Internet/Intranet上的视频流与可视游戏、基于面部表情模拟的虚拟会议、DVD上的交互多媒体应用、基于计算机网络的可视化合作实验室场景应用、演播电视等。 当然,除了MPEG 4外,还有更先进的下一个版本MPEG 7 , 准确来说, MPEG-7并不是一种压缩编码方法,而是一个多媒体内容描述接口。继MPEG4之后,要解决的矛盾就是对日渐庞大的图像、声音信息的管理和迅速搜索。MPEG 7就是针对这个矛盾的解决方案。MPEG7力求能够快速且有效地搜索出用户所需的不同类型的多媒体材料。预计这个方案于2001年初最终完成并公布。按照以往 MPEG-4的经验,MPEG-7起码要再过两年才能进入实际应用阶。图像压缩方式MPEG1、MPEG2MPEG-1 MPEG-1制定于1992年,为工业级标准而设计,它可针对SIF标准分辨率(对于NTSC制为352X240;对于PAL制为352X288)的图像进行压缩,传输速率为1.5Mbits/sec,每秒播放30帧,具有CD(指激光唱盘)音质,质量级别基本与VHS相当。MPEG的编码速率最高可达4- 5Mbits/sec,但随着速率的提高,其解码后的图象质量有所降低。MPEG-1也被用于数字电话网络上的视频传输,如非对称数字用户线路(ADSL),视频点播(VOD),以及教育网络等。同时,MPEG-1也可被用做记录媒体或是在INTERNET上传输音频。 MPEG1曾经是VCD的主要压缩标准,是目前实时视频压缩的主流,可适用于不同带宽的设备,如CD-ROM、Video-CD、CD-I。与M-JPEG技术相比较,在实时压缩、每帧数据量、处理速度上均有显著的提高。MPEG1可以满足多达16路以上25帧/秒的压缩速度,在500kbit/s的压缩码流和352像素288行的清晰度下,每帧大小仅为2k。若从VCD到超级VCD到DVD的不同格式来看,MPEG1的352 288格式,MPEG2可有576352、704 576等,用于CDROM上存储同步和彩色运动标视频信号,旨在达到VCR(模拟式磁带录放机Video Cassette Recorder;VCR)质量,其视频压缩率为26:1。MPEG1可使图像在空间轴上最多压缩1/38,在时间轴上对相对变化较小的数据最多压缩1/5。MPEG1压缩后的数据传输率为1.5Mbps,压缩后的源输入格式SIF(Source Input Format),分辨率为352像素288行(PAL制),亮度信号的分辨率为360240,色度信号的分辨率为180120,每秒30帧。MPEG1对色差分量采用4:1:1的二次采样率。MPEG1、MPEG2是传送一张张不同动作的局部画面。在实现方式上,MPEG1可以借助于现有的解码芯片来完成,而不像M-JPEG那样过多依赖于主机的CPU。与软件压缩相比,硬件压缩可以节省计算机资源,降低系统成本。 但也存在着诸多不足。一是压缩比还不够大,在多路监控情况下,录像所要求的磁盘空间过大。尤其当DVR主机超过8路时,为了保存一个月的存储量,通常需要10个80G硬盘,或更多,硬盘投资大,而由此引起的硬盘故障和维护更是叫人头疼。二是图像清晰度还不够高。由于MPEG1最大清晰度仅为352 X 288,考虑到容量、模拟数字量化损失等其它因素,回放清晰度不高,这也是市场反应的主要问题。三是对传输图像的带宽有一定的要求,不适合网络传输,尤其是在常用的低带宽网络上无法实现远程多路视频传送。四是MPEG1的录像帧数固定为每秒25帧,不能丢帧录像,使用灵活性较差。从目前广泛采用的压缩芯片来看,也缺乏有效的调控手段,例如关键帧设定、取样区域设定等等,造成在保安监控领域应用不适合,造价也高。 总体看来M-JPEG与MPEG1由于技术成熟,是目前DVR市场的主流技术,但两者的致命弱点就是硬盘耗费量大,且不能同时满足保安与实时录像场合的需要。 MPEG-2 MPEG-2制定于1994年,设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率。MPEG-2所能提供的传输率在3-10Mbits/sec间,其在NTSC制式下的分辨率可达720X486,MPEG-2也可提供并能够提供广播级的视像和CD级的音质。MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道,和多达7个伴音声道(DVD可有8种语言配音的原因)。由于MPEG-2在设计时的巧妙处理,使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据,如VCD。 同时,由于MPEG-2的出色性能表现,已能适用于HDTV,使得原打算为HDTV设计的MPEG-3,还没出世就被抛弃了。(MPEG-3要求传输速率在20Mbits/sev-40Mbits/sec间,但这将使画面有轻度扭曲)。而现在网络上大行其道的数字音乐格式 MP3并不是MPEG3,而是MPEG1的第三层 (MPEG1 Layer3) 。除了作为DVD的指定标准外,MPEG-2还可用于为广播,有线电视网,电缆网络以及卫星直播 (Direct Broadcast Satellite) 提供广播级的数字视频。 MPEG-2的另一特点是,其可提供一个较广的范围改变压缩比,以适应不同画面质量,存储容量,以及带宽的要求。 对于最终用户来说,由于现存电视机分辨率限制,MPEG-2所带来的高清晰度画面质量(如DVD画面)在电视上效果并不明显,到是其音频特性(如加重低音,多伴音声道等)更引人注目。 MPEG2是DVD的压缩标准,对每秒30帧的720576分辨率的视频信号进行压缩,适用于计算机显示质量的图像,压缩后的数据率为6Mbps,它将视频节目中的视频、音频、数据内容等组成部分复合成单一的比特流,以便在网上传送或者在存储设备中存放的压缩。在DVR产品中只有少量采用MPEG2压缩标准。图像压缩方式JPEG、MJPEGJPEG(英文全称:JointPhotographicExpertsGroup)压缩技术可以说是所有图像压缩技术的基础。它适合静态图像的压缩,直接处理整个画面,压缩倍数为20-80倍,分辨率没有选择的余地。所以要等到整个压缩档案传输完成才开始进行解压缩成影像画面,而这样的方式造成传输一个高解析画面时须耗时数十秒甚至数分钟。 而MJPEG(Motion JPEG)是在JPEG基础发展起来的动态图像压缩技术,它只单独的对某一帧进行压缩,而基本不考虑视频流中不同帧之间的变化。使得可获取清晰度很高的视频图像,而且可灵活设置每路的视频清晰度和压缩帧数。其压缩后的画面还可任意剪接。但它的缺陷也非常明显,其一:丢帧现象严重、实时性差,在保证每路都必须是高清晰的前提下,很难完成实时压缩。其二:压缩效率低,存储占用空间较大。 后来又出现了多层式JPEG(ML-JPEG)压缩技术,它采取渐层式技术,先传输低解析的图档,然后再补送更细节的压缩资料,使画面品质改善。这种方式所需的时间虽然与原先的方式一样。但由于可以先看到画面,所以使用者会觉得这种方式较好。图像压缩方式对于网络摄像机来说,图像压缩方式主要有: JPEG、MJPEG MPEG1、MPEG2 MPEG4LAN接口LAN接口同时也可分为广域网(WAN)接口和局域网接口,我们常用的广域网(WAN)接口有:V.35、RS232、ISDN、BRI、PRI、E1接口等。网络摄像机一般是以RJ-45接口和网络相连接的。网络接口有多种下面是网络摄像机有可能用到的几种接口的介绍。(1) AUI端口 AUI端口是用来与粗同轴电缆连接的接口,它是一种“D”型15针接口,这在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现与10Base-5网络的连接,但更多的是借助于外接的收发转发器(AUI-to-RJ-45),实现与10Base-T以太网络的连接。当然也可借助于其他类型的收发转发器实现与细同轴电缆(10Base-2)或光缆(10Base-F)的连接。这里所讲的路由器AUI接口主要是用粗同轴电缆作为传输介质的网络进行连接用的,AUI接口示意图如图所示。(2) RJ-45端口 RJ-45端口是我们最常见的端口了,它是我们常见的双绞线以太网端口,因为在快速以太网中也主要采用双绞线作为传输介质,所以根据端口的通信速率不同RJ-45端口又可分为10Base-T网RJ-45端口和100Base-TX网RJ-45端口、1000Base-TX三类。其中,10Base-T网的RJ-45 端口在路由器中通常是标识为“ETH”,而100Base-TX 网的RJ-45端口则通常标识为“10/100bTX”,这主要是现在快速成以太网路由器产品多数还是采用10Mbps/100Mbps带宽自适应的。 (3)SC端口SC端口也就是我们常说的光纤端口,它是用于与光纤的连接,一般来说这种光纤端口是不太可能直接用光纤连接至工作站,一般是通过光纤连接到快速以太网或千兆以太网等具有光纤端口的交换机。这种端口现在大多数比较高端的产品上都有,都以“100b FX”标注,如图所示。(4)红外线接口 IrDA是Infrared Data Association(红外线数据标准协会)的英文缩写,IrDA红外接口是一种红外线无线传输协议以及基于该协议的无线传输接口。支持IrDA接口的数码相机,可以无线地向支持IrDA通信的其它设备如笔记本电脑或打印机传输数码照片。操作系统操作系统(Operating System,简称OS)传统上是负责对计算机硬件直接控制及管理的系统软件。操作系统的功能一般包括处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理等。当多个程序同时运行时,操作系统负责规划以优化每个程序的处理时间。在网络摄像机是了常见的操作系统是Linux。 一个操作系统可以在概念上分割成两部分:内核(Kernel)以及壳(shell)。一个壳程序包裹了与硬件直接交流的内核:硬件内核壳应用程序。但有些操作系统上内核与壳完全分开(例如Unix、Linux等),这样用户就可以在一个内核上使用不同的壳;而另一些的内核与壳关系紧密(例如Microsoft Windows),内核及壳只是操作层次上不同而已。DRAMDRAM(Dynamic Random-Access Memory),即动态随机存储器最为常见的系统内存。DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据,DRAM 必须隔一段时间刷新(refresh)一次。如果存储单元没有被刷新,数据就会丢失。Flash MemoryFlash Memory即快擦型存储器,在断电情况下仍能保持所存储的数据信息,但是数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位。区块大小一般由256KB到20MB。FLASH这个词最初由东芝因为该芯片的瞬间清除能力而提出。闪存源于EPROM,芯片价格不高,存储容量大。闪存正在成为EPROM的替代品,因为它们很容易被升级。闪存被用于PCMCIA卡,PCMCIA闪存盘,其它形式硬盘,嵌入式控制器和SMART MEDIA。如果闪存或其它相关的衍生技术能够在一定的时间内清除一个字节,那将导致永久性的(不易失)RAM的到来。CPUCPU即中央处理器,是网络摄像机最核心的部件之一,是网络摄像机的大脑,大部分的数据信息都是由它来完成的。它的工作速度快慢直接影响到摄像机的运行速度。CPU可分为控制单元(Control Unit;CU)、逻辑单元(Arithmetic Logic Unit;ALU)、存储单元(Memory Unit;MU)三大部分,从应用角度可以分为X86式、嵌入式和其他高性能式三大类。网络摄像机一般用的都是嵌入式的CPU。多媒体视频功能特效多媒体视频设备除了最基本的功能,功能特效这些特点无疑会加速多媒体应用的发展,从中受益的应用领域有:因特网多媒体应用、广播电视、交互式视频游戏、实时可视通信、交互式存储媒体应用、演播室技术及电视后期制作、采用面部动画技术的虚拟会议、多媒体邮件、移动通信条件下的多媒体应用、远程视频监控和通过ATM网络等进行的远程数据库业务等。一般来说,除了最基本的采集功能外,还会有:视频会议、远程教育、远程医疗、网友聊天 收看电视节目,采集数字/模拟信号 影像撷取/模拟视讯数字化/视讯会议/影像电子邮件/提供二次开发包 远程教学,视频会议,电脑照相,电子相册,保安监控,车牌识别,医疗图像,银行验印 制作DVD SVCD VCD MiniDVD 制作DVD节目/多媒体卡拉OK制作/视频制作 字幕添加,3d效果,多种切换效果 自动开机录制功能、电视播放、FM、DVD放影、单键录像及摇控功能、接音源设置、电视接收/DVD播放/转录VHS、DVD、VCD档案到硬盘中烧录/接驳PS2、XBOX等游戏机 音频采样数码音频系统是通过将声波波形转换成一连串的二进制数据来再现原始声音的,实现这个步骤使用的设备是模/数转换器(A/D)它以每秒上万次的速率对声波进行采样,每一次采样都记录下了原始模拟声波在某一时刻的状态,称之为样本。将一串的样本连接起来,就可以描述一段声波了,把每一秒钟所采样的数目称为采样频率或采率,单位为HZ(赫兹)。采样频率越高所能描述的声波频率就越高。采样率决定声音频率的范围(相当于音调),可以用数字波形表示。以波形表示的频率范围通常被称为带宽。要正确理解音频采样可以分为采样的位数和采样的频率。1、采样的位数 采样位数可以理解为采集卡处理声音的解析度。这个数值越大,解析度就越高,录制和回放的声音就越真实。我们首先要知道:电脑中的声音文件是用数字0和1来表示的。所以在电脑上录音的本质就是把模拟声音信号转换成数字信号。反之,在播放时则是把数字信号还原成模拟声音信号输出。采集卡的位是指采集卡在采集和播放声音文件时所使用数字声音信号的二进制位数。采集卡的位客观地反映了数字声音信号对输入声音信号描述的准确程度。8位代表2的8次方-256,16位则代表2的16次方-64K。比较一下,一段相同的音乐信息,16位声卡能把它分为64K个精度单位进行处理,而8位声卡只能处理256个精度单位,造成了较大的信号损失,最终的采样效果自然是无法相提并论的。 如今市面上所有的主流产品都是16位的采集卡,而并非有些无知商家所鼓吹的64位乃至128位,他们将采集卡的复音概念与采样位数概念混淆在了一起。如今功能最为强大的采集卡系列采用的EMU10K1芯片虽然号称可以达到32位,但是它只是建立在Direct Sound加速基础上的一种多音频流技术,其本质还是一块16位的声卡。应该说16位的采样精度对于电脑多媒体音频而言已经绰绰有余了。2、采样的频率 采样频率是指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数,采样频率越高声音的还原就越真实越自然。在当今的主流采集卡上,采样频率一般共分为22.05KHz、44.1KHz、48KHz三个等级,22.05 KHz只能达到FM广播的声音品质,44.1KHz则是理论上的CD音质界限,48KHz则更加精确一些。对于高于48KHz的采样频率人耳已无法辨别出来了,所以在电脑上没有多少使用价值。图像分辨率所谓分辨率就是指画面的解析度,由多少象素构成数值越大,图像也就越清晰。图像分辨率即采集卡所能采集动态图像的分辨率,图像分辨率在视频制作中是用于衡量图像内数据量多少的一个参数。我们通常所看到的分辨率都以乘法形式表现的,比如720576,其中“720”表示屏幕上水平方向显示的点数,“576”表示垂直方向的点数。图像分辨率越大,越能表现更丰富的细节。视频输出格式目前的多媒体视频产品所支持的视频输出格式主要有:AVI、WMV、ASF、DivX、MPEG和MOV等。视频输入格式MOV格式在所有视频格式当中,也许MOV格式是最不知名的。也许你会听说过QuickTime,MOV格式的文件正是由它来播放的。在PC几乎一统天下的今天,从Apple移植过来的MOV格式自然是受到排挤的。它具有跨平台、存储空间要求小的技术特点,而采用了有损压缩方式的MOV格式文件,画面效果较AVI格式要稍微好一些。到目前为止,它共有 4 个版本,其中以 4.0 版本的压缩率最好。这种编码支持16位图像深度的帧内压缩和帧间压缩,帧率每秒10帧以上。现在这种格式有些非编软件也可以对它时行处理,其中包括ADOBE公司的专业级多媒体视频处理软件AFTEREFFECT和PREMIERE。视频输入格式MPEG格式MPEG的全称是运动图像专家组(Moving Picture Experts Group),是专门制定多媒体领域内的国际标准的一个组织。该组织成立于1988年,由全世界大约300名多媒体技术专家组成。包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统(视音频同步)三个部分。 MPEG压缩标准是针对运动图像而设计的、基本方法是在单位时间内采集并保存第一帧信息,然后就只存储其余帧相对第一帧发生变化的部分,以达到压缩的目的。 MPEG压缩标准可实现帧之间的压缩,其平均压缩比可达50:1,压缩率比较高,且又有统一的格式,兼容性好。 在多媒体数据压缩标准中,较多采用MPEG系列标准,包括MPEG-1、2、4等。MPEG-1(ISO/IEC 11172)是MPEG组织于1992年提出的第一个具有广泛影响的多媒体国际标准。MPEG-1标准的正式名称为“基于数字存储媒体运动图像和声音的压缩标准”,可见,MPEG-1着眼于解决多媒体的存储问题。由于MPEG-1的成功制定,以VCD和MP3为代表的MPEG-1产品在世界范围内迅速普及。继成功制定MPEG-1之后,MPEG组织于1996年推出解决多媒体传输问题的MPEG-2标准。MPEG-2的正式名称为“通用的图像和声音压缩标准”。MPEG-2标准最为引人注目的产品是数字电视机顶盒与DVD。此后,MPEG并没有停止前进的步伐,于1999年1月公布了ISO的MPEG-4(视频和音频对象的压缩)标准的第一版,随后又于1999年12月公布了此标准的第二版。MPEG-4的正式ISO命名为ISO/IEC14496。MPEG-4于1991年5月首次提出,1993年7月正式启动,于1999年1月成为国际标准,经历了长达6年的研究与讨论。 MPEG-1用于传输15Mbps数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码,经过MPEG-1标准压缩后,视频数据压缩率为1/100-1200,音频压缩率为16.5。MPEG-1提供每秒30帧352*240分辨率的图像,当使用合适的压缩技术时,具有接近家用视频制式(VHS)录像带的质量。 MPEG-1允许超过70分钟的高质量的视频和音频存储在一张CD-ROM盘上。VCD采用的就是MPEG-1的标准,该标准是一个面向家庭电视质量级的视频、音频压缩标准。 MPEG-2主要针对高清晰度电视(HDTV)的需要,传输速率为10Mbps,与MPEG-1兼容,适用于1.5-60Mbps甚至更高的编码范围。 MPEG-2有每秒30帧704*480的分辨率,是MPEG-1播放速度的四倍。它适用于高要求的广播和娱乐应用程序,如: DSS卫星广播和DVD,MPEG-2是家用视频制式(VHS)录像带分辨率的两倍。 MPEG-4标准是超低码率运动图像和语言的压缩标准用于传输速率低于64kbps的实时图像传输,它不仅可覆盖低频带,也向高频带发展。较之前两个标准而言,MPEG一4为多媒体数据压缩提供了个更为广阔的平台。它更多定义的是一种格式、一种架构,而不是具体的算法。它可以将各种各样的多媒体技术充分用进来,包括压缩本身的一些工具、算法,也包括图像合成、语音合成等技术。MPEG-4从其提出之日起就引起了人们的广泛关注,虽然不是每个人都清楚它的具体目标,但却都对它寄予了很大的希望。MPEG-4的最大创新在于赋予用户针对应用建立系统的能力,而不是仅仅使用面向应用的固定标准。此外,MPEG-4将集成尽可能多的数据类型,例如自然的和合成的数据,以实现各种传输媒体都支持的内容交互的表达方法。借助于MPEG-4,我们第一次有可能建立个性化的视听系统。 目前,MPEG组织正在讨论和制定MPEG-7标准。MPEG-7标准的正式名称叫“多媒体描述接口”,并将于2001年11月发布。MPEG制定这个标准的主要目的,是为了解决多媒体内容的检索问题。通过这个标准,MPEG希望对以各种形式存储的多媒体结构有一个合理的描述,通过这个描述,用户可以方便地根据内容访问多媒体信息。在MPEG-7体系下,用户可以更加自由地访问媒体。比如,用户可以在众多的新闻节目中寻找自己关心的新闻,可以跳过不想看的内容而直接按自己的意愿收看精彩的射门集锦;在互联网上,用户键入若干关键词就可以在网上找到自己需要的克林顿的演讲、贝多芬的交响乐等;甚至用户只需出示一张克林顿的照片或哼一首音乐的旋律,都可以找到自己所需要的多媒体材料。所有这些,都取决于MPEG-7中对各种多媒体内容的描述。与此同时,MPEG-21标准也于2000年6月开始启动。MPEG-21的正式名称叫“多媒体框架”,其具体内容正在制订过程中。总之,随着MPEG组织的不断努力,多媒体信息技术的日趋成熟,广大用户会日益感受到新技术和新标准给大家带来的种种方便和实惠。视频输入格式WMA格式WMA的全称是Windows Media Audio,是微软力推的一种音频格式。WMA格式是以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的,其压缩率一般可以达到1:18。Windows Media 专有的串流音频格式,通常用来下载与播放文件或串流传递内容。视频输入格式DivX格式DivX格式应用MPEG-4 技术的数字视频编解码器(Codec)。该文件格式是将高质量视频压缩为小到足以在互联网传播的视频,从而满足广大用户的实际需求。视频输入格式ASF格式ASF的全称是Advanced Streaming Format,是微软为 Windows 98 所开发的串流多媒体文件格式。这个词汇当前可和WMA及WMV互换使用。视频输入格式AVI格式AVI没有MPEG这么复杂,从WIN3.1时代,它就已经面世了。它最直接的优点就是兼容好、调用方便而且图象质量好,因此也常常与DVD相并称。但它的缺点也是十分明显的:体积大。也是因为这一点,我们才看到了MPEG-1和MPEG-4的诞生。2小时影像的AVI文件的体积与MPEG-2相差无计,不过这只是针对标准分辨率而言的:根据不同的应用要求,AVI的分辨率可以随意调。窗口越大,文件的数据量也就越大。降低分辨率可以大幅减低它的体积,但图象质量就必然受损。与MPEG-2格式文件体积差不多的情况下,AVI格式的视频质量相对而言要差不少,但制作起来对电脑的配置要求不高,经常有人先录制好了AVI格式的视频,再转换为其他格式。视频输入格式目前的多媒体视频产品所支持的视频输入格式主要有:AVI、ASF、DivX、MPEG和MOV等编码方式其它压缩编码标准1Real Video Real Video是Real Networks公司开发的在窄带(主要的互联网)上进行多媒体传输的压缩技术。 2WMT WMT是微软公司开发的在互联网上进行媒体传输的视频和音频编码压缩技术,该技术已与WMT服务器与客户机体系结构结合为一个整体,使用MPEG-4标准的一些原理。 3QuickTime QuickTime是一种存储、传输和播放多媒体文件的文件格式和传输体系结构,所存储和传输的多媒体通过多重压缩模式压缩而成,传输是通过RTP协议实现的。 标准化是产业化成功的前提,H.261、H.263推动了电视电话、视频会议的发展。早期的视频服务器产品基本都采用MJPEG标准,开创视频非线性编辑时代。MPEG-1成功地在中国推动了VCD产业,MPEG-2标准带动了DVD及数字电视等多种消费电子产业,其它MPEG标准的应用也在实施或开发中,Real-Networks的Real Video、微软公司的WMT以及Apple公司的QuickTime带动了网络流媒体的发展,视频压缩编解码标准紧扣应用发展的脉搏,与工业和应用同步。未来是信息化的社会,各种多媒体数据的传输和存储是信息处理的基本问题,因此,可以肯定视频压缩编码标准将发挥越来越大的作用。编码方式MPEG-21标准互联网改变了物质商品交换的商业模式,这就是“电子商务”。新的市场必然带来新的问题:如何获取数字视频、音频以及合成图形等“数字商品”,如何保护多媒体内容的知识产权,如何为用户提供透明的媒体信息服务,如何检索内容,如何保证服务质量等。此外,有许多数字媒体(图片、音乐等)是由用户个人生成、使用的。这些“内容供应者”同商业内容供应商一样关心相同的事情:内容的管理和重定位、各种权利的保护、非授权存取和修改的保护、商业机密与个人隐私的保护等。目前虽然建立了传输和数字媒体消费的基础结构并确定了与此相关的诸多要素,但这些要素、规范之间还没有一个明确的关系描述方法,迫切需要一种结构或框架保证数字媒体消费的简单性,很好地处理“数字类消费”中诸要素之间的关系。MPEG-21就是在这种情况下提出的。 制定MPEG-21标准的目的是:(1)将不同的协议、标准、技术等有机地融合在一起;(2)制定新的标准;(3)将这些不同的标准集成在一起。MPEG-21标准其实就是一些关键技术的集成,通过这种集成环境就对全球数字媒体资源进行透明和增强管理,实现内容描述、创建、发布、使用、识别、收费管理、产权保护、用户隐私权保护、终端和网络资源抽取、事件报告等功能。 任何与MPEG-21多媒体框架标准环境交互或使用MPEG-21数字项实体的个人或团体都可以看作是用户。从纯技术角度来看,MPEG-21对于“内容供应商”和“消费者”没有任何区别。MPEG-21多媒体框架标准包括如下用户需求:(1)内容传送和价值交换的安全性;(2)数字项的理解;(3)内容的个性化;(4)价值链中的商业规则;(5)兼容实体的操作;(6)其它多媒体框架的引入;(7)对MPEG之外标准的兼容和支持;(8)一般规则的遵从;(9)MPEG-21标准功能及各个部分通信性能的测试;(10)价值链中媒体数据的增强使用;(11)用户隐私的保护;(12)数据项完整性的保证;(13)内容与交易的跟踪;(14)商业处理过程视图的提供;(15)通用商业内容处理库标准的提供;(16)长线投资时商业与技术独立发展的考虑;(17)用户权利的保护,包括:服务的可靠性、债务与保险、损失与破坏、付费处理与风险防范等;(18)新商业模型的建立和使用。编码方式MPEG-7标准MPEG-7标准被称为“多媒体内容描述接口”,为各类多媒体信息提供一种标准化的描述,这种描述将与内容本身有关,允许快速和有效的查询用户感兴趣的资料。它将扩展现有内容识别专用解决方案的有限的能力,特别是它还包括了更多的数据类型。换而言之,MPEG-7规定一个用于描述各种不同类型多媒体信息的描述符的标准集合。该标准于1998年10月提出。 MPEG-7的目标是支持多种音频和视觉的描述,包括自由文本、N维时空结构、统计信息、客观属性、主观属性、生产属性和组合信息。对于视觉信息,描述将包括颜色、视觉对象、纹理、草图、形状、体积、空间关系、运动及变形等。 MPEG-7的目标是根据信息的抽象层次,提供一种描述多媒体材料的方法以便表示不同层次上的用户对信息的需求。以视觉内容为例,较低抽象层将包括形状、尺寸、纹理、颜色、运动(轨道)和位置的描述。对于音频的较低抽象层包括音调、调式、音速、音速变化、音响空间位置。最高层将给出语义信息:如“这是一个场景:一个鸭子正躲藏在树后并有一个汽车正在幕后通过。”抽象层与提取特征的方式有关:许多低层特征能以完全自动的方式提取,而高层特征需要更多人的交互作用。MPEG-7还允许依据视觉描述的查询去检索声音数据,反之也一样。 MPEG-7的目标是支持数据管理的灵活性、数据资源的全球化和互操作性。 MPEG-7标准化的范围包括:一系列的描述子(描述子是特征的表示法,一个描述子就是定义特征的语法和语义学);一系列的描述结构(详细说明成员之间的结构和语义);一种详细说明描述结构的语言、描述定义语言(DDL);一种或多种编码描述方法。 在我们的日常生活中,日益庞大的可利用音视频数据需要有效的多媒体系统来存取、交互。这类需求与一些重要的社会和经济问题相关,并且在许多专业和消费应用方面都是急需的,尤其是在网络高度发展的今天,而MPEG-7的最终目的是把网上的多媒体内容变成象现在的文本内容一样,具有可搜索性。这使得大众可以接触到大量的多媒体内容,MPEG-7标准可以支持非常广泛的应用,具体如下: (1)音视数据库的存储和检索; (2)广播媒体的选择(广播、电视节目); (3)因特网上的个性化新闻服务; (4)智能多媒体、多媒体编辑; (5)教育领域的应用(如数字多媒体图书馆等); (6)远程购物; (7)社会和文化服务(历史博物馆、艺术走廊等); (8)调查服务(人的特征的识别、辩论等); (9)遥感; (10)监视(交通控制、地面交通等); (11)生物医学应用; (12)建筑、不动产及内部设计; (13)多媒体目录服务(如,黄页、旅游信息、地理信息系统等); (14)家庭娱乐(个人的多媒体收集管理系统等)。 原则上,任何类型的AV(Audio-Video)材料都可以通过任何类型的查询材料来检索,例如,AV材料可以通过视频、音乐、语言等来查询,通过搜索引擎来匹配查询数据和MPEG-7的音视频描述。下面给出几个查询例子: 音乐:在键盘上弹几个音符就能得到包含(或近似)要求曲调的音乐作品列表,或以某种方式匹配音符的图象,例如,从情感方面。 图形:在屏幕上画几条线就能得到类似图形、标识、表意文字(符号)等的一组图象。 运动:对一组给定的物体,描述在物体之间的运动和关系,就会得到实现所描述的时空关系的动画列表。 电影拍摄剧本(剧情说明):对给定的内容,描述出动作就会得到发生类似动作的电影拍摄剧本(剧情说明)列表。 编码方式MPEG-4标准运动图像专家组MPEG 于1999年2月正式公布了MPEG-4(ISO/IEC14496)标准第一版本。同年年底MPEG-4第二版亦告底定,且于2000年年初正式成为国际标准。 MPEG-4与MPEG-1和MPEG-2有很大的不同。MPEG-4不只是具体压缩算法,它是针对数字电视、交互式绘图应用(影音合成内容)、交互式多媒体(WWW、资料撷取与分散)等整合及压缩技术的需求而制定的国际标准。MPEG-4标准将众多的多媒体应用集成于一个完整的框架内,旨在为多媒体通信及应用环境提供标准的算法及工具,从而建立起一种能被多媒体传输、存储、检索等应用领域普遍采用的统一数据格式。 MPEG-4的编码理念是:MPEG-4标准同以前标准的最显著的差别在于它是采用基于对象的编码理念,即在编码时将一幅景物分成若干在时间和空间上相互联系的视频音频对象,分别编码后,再经过复

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