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1、网络监控基础知识 天津三星泰科光电子 2012-6 1.视频图像的基础知识 视频图像 分辨率 压缩编码 码率 帧率 处理 模拟、数字图像 模拟图像 连续的. 难以处理 无像素概念 数字图像 分离的 易于处理 1个像素表现1种颜色 数字图像分辨率 4CIF(704x480) HalfD1(352x4 80) 2CIF(704x240) CIF(352x240) D1(720x480) *NTSC 4CIF(704x576) HalfD1(352x5 76) 2CIF(704x288) CIF(352x288) D1(720x576) *PAL 用于广播系统的数字图像分辨率 数字图像的像素点 分辨
2、率越高，图像越细腻. 全高清(1920x1080) SemiHD(1366x768) 图像分辨率 QXGA(2048x1536) UXGA(1600x1200) SXGA(1280x1024) XGA(1024x768) SVGA(800x600) VGA及百万像素的图像显示(监视器) VGA (640x480) QVGA(3 20x240) 清晰度像素分辨率画面比例 QCIF2.5万17614411 ：9 CIF10万 35228811 ：9 2CIF20万70428822 ：9 DCIF20万52838411 ：8 HALF D120万7202885 ：2 VGA30万6404804 ：3
3、 4CIF40万70457611 ：9 D141万7205765 ：4 SVGA50万8006004 ：3 XVGA80万10247684 ：3 WXGA(HD)100万128072016 ：9 SXVGA 120万12809604 ：3 SXGA130万128010245 ：4 UXGA200万160012004 ：3 FULL HD 200万1920108016 ：9 QXGA300万204815364 ：3 QSXGA500万25601920 4 ：3 CIF(352 x288) SXGA(1280x1024) SXGA(1280x1024) CIF(352x288) CIF(352 x
4、288) SXGA(1280x1024) 3mm 50mm 像素与可视画面的概念 MODELRESOLUTIONCODEC QXGAUXGASXGATall HD HDXVGASVGAVGAQVGA MJPE G MPEG 4 H.264 2048*153 6 1920*108 0 1600*120 0 1280*102 4 1280*960 P 1280*720 P 1024*768800*600800*450640*480640*360320*240320*180 SNB-5000 SND-5080 SND-5080F SNV-5080 YesYesYesYesYesYesYesYes S
5、NB-5000AYesYesYesYesYesYesYesYes SNV-5010YesYesYesYesYesYesYesYes SNO-5080RYesYesYesYesYesYesYesYes SNV-5080RYesYesYesYesYesYesYesYes SNZ-5200YesYesYesYesYesYesYesYes SNP-5200 SNP-5200H YesYesYesYesYesYesYesYes SNP-6200 SNP-6200H YesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYes SNB-7000 SNV-7080 SND-7080 SND
6、-7080F YesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYes SNV-7080RYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYes SNO-7080RYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYes 三星IPC支持的分辨率 压缩 为什么需要压缩? 标准D1全彩 720x480x24bit=4147200bits=506.25kbytes 4Giga存储 无压缩 4Giga/506.25K=700幅图片 可存储4分30秒 1/30压缩 可存储135分 存储方面 无压缩 1
7、/30压缩 传输方面 124Mbp s 4Mbps 压缩 什么是压缩? 减少冗余 full图像 partofthe图像 相似的颜色 空间冗余 表现一个像素不同于前一个像素 小差异 时间冗余 表现一帧不同于前一帧 图像压缩 原始图像(24bits/像素) 重建图像(0.75bits/压缩) 重建图像(0.25bits/像素 更大失真! 1/32 1/96 如何选择压缩级别? 视频压缩 静态(图像)压缩 动态(视频)压缩 压缩类型 图像压缩 T1 图像压缩 T2 图像压缩 T3 图像压缩 T4 图像压缩 T5 帧内压缩 帧间压缩 M-JPEG MPEG-4 H.264 几种方式数据大小对比 H.2
8、64与其它标准比较 H.264 运动估算 HPel/QPel:搜索区域，找到匹配模块 QPel (1/4) Hpel (1/2) 帧间压缩（I,P,B帧） I-帧(帧内编码帧) 通常称为关键帧 对一帧中的内容进行独立审查,无论是帧前 或是帧后. P-帧(预测帧) 通常被称为增量帧 P-帧紧随一个内容或颜色都不同于前一个I-帧的I-帧 因为一个P-帧仅仅包含改变的数据,所以它不能显示自身内容 其需要I帧填充切换的原始内容 B-帧(双向预测帧) 也被称为增量帧 附加内容冗余可以在压缩的过程中,参考原有帧内容和颜色变化时去除掉. B-帧不能被访问且显示自身内容. 需要一个I-帧和周围的P-帧去填补原
9、有内容. 帧间压缩（GOP) GOP 始于I-帧,通常紧随大量的P以及B-帧. 在下个I-帧前从I-帧到P-帧的间距 每一个GOP都是独立的,所有的预测帧都包含在每个GOP里. GOP大小 GOP大优点：码流小 GOP大缺点：移动时画质差，马赛克多 H.264类型 简介概念主要技术复杂性质量比特率 基线类 baseline 基本技术 + 容错 I片,P片 CAVLC 主类 Main profile 基本技术 + 高压缩技术 I片,P片,B片 CAVLC+CABAC 加权预测 扩展类 High profile 基础技术 + 高压缩技术 + 流媒体技术 I片,P片,B片 CAVLC 加权预测 数据
10、分离 H.264 什么是H.264 基于MPEG-4 更高的压缩率 码流比M-JPEG少80%，比MPEG少3050% 1.简单的说，High Profile比Main，支持更多的特性，可以使压缩比更高，在同样 的质量下，视频文件体积更小 Baseline,Main,High profile 的区别： High profile Main profile Base line 向下兼容 2.兼容性 CMS为Baseline不兼容highprofile IPC CMS为highprofile兼容main/base IPC 三星H.264编码 熵编码 CAVLC (基于语境的自适应VLC) 常规模式
11、短比率 非常规模式 长比率 类似于摩斯电码. e用表示 z用表示 CABAC (基于语境的自适应双计算编码) 浮点运算值用于表示数据使用的可能性. 需要更多的CPU资源.因其具有高复杂性和图像质量 二位元算法 概率估算 关联建模 CABACCABAC技术技术 H.264H.264 Codec DSPCodec DSP CABAC 压缩效率更高，但CPU占用多 比率控制 CBR(恒定比特流)(固定的) 在视频和音频编码中比特流不波动； 简单和慢速运动场景接收的数据比率与复杂和快速运动场景的相同； VBR(可变比特流)(自适应) 简单和低动作场景接收到更少数据比率，而复杂和高动作场景接收到更多数据
12、比特率 以显示那些无拖尾的场景. VBR编码媒体将产生更好的音质媒体，但需要更多的时间进行编码. 一般来说更倾向于消费者视频应用，如DVD或MPEG-4。 虽然固定但也有上下10%浮动 帧率 帧率 表示为每秒内包含多少幅图像. 当超过24fps后，肉眼无法判断更高的帧率. 在美国，TV系统NTSC帧率一般为30fps，在欧洲PAL系统中帧率一般为25fps. fps:帧每秒 ips:图像每秒(与fps相同意思) 0.0s 1.0s 30fps 6fps * P帧、B帧也单独算一帧 允许比特流适应网络以及终端限制调整传送 3种可调方式: -时间(帧率) -质量(信噪比) -分辨率 Wide带宽
13、高质量 全帧率(30fps) 高分辨率(D1) 低质量 帧率 分辨率 适应带宽（降低宽带） 22 视频渲染 逐行扫描与隔行扫描 逐行扫描 隔行扫描 奇数场偶数场 去交织功能 去交织功能关闭 图像交织现象 去交织功能打开 去除交织现象 2.开开放性系统统互连连(OSI) 型号号及协协 议议 OSI型号,协议 25 协议? 为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。用于不同系统中实体间的通 信。两个实体要想通信，必须有“同一种语言”，而且，对于通信内容，怎样通信 和何时通信，都必须遵守一定的规定，这些规定就是协议。包括OSI,开放式等 应用 表示 会话 转换 网络 数据链接 属性 应用 表示
14、 会话 转换 网络 数据链接 属性 10010000010 OSI7个层级 应用层网络处 理到应用 数据 表示层 数据显示，编码 和解码，转换 机器独立数据到 机器非独立数据 会话层建立、管理和终止会话 传输层 端到端连接和可靠性, 流量控制数据段 网络层 基于网络层 地址（IP地址）进行不同网络系统 间的路径选择 分割和重新组合 数据包 数据链路层 MAC、LLC(物理编址）帧 物理层建立、媒体，信号和双传输比特 OSI7层 及 TCP/IP协议组 *OSI 7个层级层级 应用层 演示层 会话层 传输层 网络层 数据链接层 物理层 TCP/IP协议组协议组 应用层 传输层 网络层 网络接口层
15、 网络协议 应用层 与其他计算机进行通讯的一个应用，它 是对应应 用程序的通信服务的。 HTTP,Telnet,SSH,FTP,SMT P,POP3,DNS,DHCP,TFTP,S NMP 传输层 直接处理主机到主机的通信任务，使用TCP和 UDP等协议 提供总架构在主机间的数据传 输。 TCP,UDP 网络层 提供一台电脑 多链接间的通信方式，并促进 网络连 接。其包括最基本的互联网协议 ，意 指基本的编址命名空间，IPv4和IPv6用来辨别 和定位网络上的主机。 IP(IPv4,IPv6),ICMP,ARP,RA RP 网络接口层 提供基本功能，可与计算机的网络硬件以及 连接间信息的相关管
16、理进行相互配合。 Ethernet, Token Ring, FDDI, PPP , HDLC , Frame- Relay 应用层 传输层 网络层 网络接口层 数据包装 应用数据 应用数据 TCP/UDP Header 应用数据 IP Header 应用数据 IP Header MAC Header MAC Footer TCP/UDP Header TCP/UDP Header IPC 被访问码流数 IPC 交换机 192.168.1.100 监控主机1 192.168.1.200 监控主机2 192.168.1.201 两台PC同时观看同一个IPC时，产生2个码流。 视频码流 profile 1IP 200 Mac head Mac Footer TCP 视频码流 profile 1IP 201 Mac head Mac Footer TCP MAC1 MAC2 IPC 码流处理负载 监控主机1 H.2
