超高清时代 编码技术引领安防发展

　　安防监控一直走在追逐更高清的路上，从以前的CIF，到D1，再到720p、1080p，甚至4K，一直延续着更高清的发展路程。一路走来，先进编码技术的出现也无不是对更高清产品的一种保障，而对于每一位安防工程师来说，“降低视频码率”是一个一直存在的课题。

　　文/姚静

　　随着编码技术的深度挖掘，人们开始考虑，除了视频压缩标准的进一步提升，是否可以根据安防监控场景的特点，进行有针对性的编码，从而更加高效的在保证视频质量的同时降低码率?

　　监控场景相对于其他的视频，大致来说存在以下特征：

　　1) 多数情况下，相机固定安装，背景信息相对稳定，变化较少;

　　2) 相当一部分监控场景，运动目标出现的次数也不多;

　　3) 从观看角度来讲，更多关注的是运动目标;

　　4) 常常需要24小时日夜监控，噪声等问题影响相对较大。

　　针对以上特点，安防行业的编码专家们提出了多种智能编码实现方案，而就当下来看，感兴趣区域编码和Smart编码就是典型代表。

　　感兴趣区域编码

　　在实际应用中，图像的接收者往往只对图像的某一部分感兴趣。这部分区域被称为“感兴趣区域(ROI，Regions of Interest)”，把感兴趣以外的区域称为“背景区域(BG，Background)”。从主观上来讲，感兴趣区域恢复质量的好坏直接影响对恢复图像的整体评价。因此可以对图像中ROI采用低压缩比的压缩，甚至无损压缩，以获得比较高的图像质量;而对于BG图像，则仍采用高压缩比、质量相对较差的有损压缩，以节省空间。这样既可以满足人们对图像的要求，又能降低传输时间，节省存储空间，实现了真正的交互式压缩。这就是感兴趣区域编码。

　　感兴趣区域编码技术，可对感兴趣区域(如安防监控关注的车牌、人脸等)进行无损压缩或近无损压缩，保证图像质量，而对背景区域进行有损压缩。而在带宽有限的条件下，感兴趣区域编码可增强用户设置或智能侦测获取的感兴趣区域图像质量，准确地保留视频监控目标的关键信息，这样在不提高码流的情况下，获得视频监控的关键信息。

图1 1080p@2M，ROI关

图2 1080p@2M，ROI开

　　感兴趣区域编码可将码流资源按需分配，将有限的资源集中在一块或多块感兴趣区域，这种处理思想不仅能够满足人们在低比特率条件下对重要的图像信息实现高质量，甚至无损恢复的要求，还可以通过与图像压缩算法相结合来很好的解决通讯过程中的带宽瓶颈、存储空间等问题。这些突出的优点使得感兴趣区域编码处理方法成为了近年来图像处理领域的研究热点。

　　但是从感兴趣区域编码的原理来看，该技术存在一定的局限性，技术更多的定位于一些固定的单一场景监控应用，而对于大场景多运动目标等复杂监控场景而言，处理起来就没有那么理想了。