摘　要：

摘　要：無線圖像采集系統(tǒng)的信源標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展較快，我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的二代標(biāo)準(zhǔn)AVS目前優(yōu)勢(shì)突出，基于這一協(xié)議的無線圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括圖像硬件采集系統(tǒng)、圖像信息的采集數(shù)字化、視頻采集技術(shù)和視頻壓縮等，可通過高編碼效率的AVS標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用來一體化的提升無線圖像采集系統(tǒng)的工作效率。

關(guān)鍵詞：

關(guān)鍵詞：AVS協(xié)議　無線圖像采集系統(tǒng)　工作效率
 

     無線圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)整體性的集成式設(shè)計(jì)。通常一個(gè)完善的無線圖像采集系統(tǒng)包括信息的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、圖像采集系統(tǒng)、視頻采集技術(shù)、視頻壓縮算法等幾部分組成。無線圖像采集需要一個(gè)性能較好的圖像采集系統(tǒng)，還要采用較為先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)的壓縮算法，最后還需要一系列的數(shù)字處理技術(shù)。通過不同環(huán)節(jié)的軟硬件的支撐來對(duì)大量視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、傳輸和控制。因此，還要配置先進(jìn)、適當(dāng)?shù)闹С旨夹g(shù)。

1　圖像采集系統(tǒng)

一般現(xiàn)場(chǎng)圖像采集系統(tǒng)的主要的運(yùn)行程序包括采集現(xiàn)場(chǎng)的圖像并數(shù)字化的傳輸?shù)綀D像處理平臺(tái)、儲(chǔ)存這些數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù)以及后期對(duì)圖像數(shù)據(jù)的修改、處理等。這個(gè)過程并不是一步一步的開始的，有可能是同時(shí)在進(jìn)行的。一般圖像采集系統(tǒng)的包括硬件的攝像機(jī)、攝錄機(jī)、圖像傳感器、圖像采集卡、外接硬盤以及內(nèi)存卡、cpu芯片以及無線網(wǎng)絡(luò)等，以及軟件的數(shù)據(jù)庫、電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)加工和網(wǎng)絡(luò)通訊等。

1.1　圖像采集設(shè)備

　　圖像采集系統(tǒng)毫無疑問最重要也是最基礎(chǔ)的設(shè)備就是圖像的采集設(shè)備，通常是指攝像機(jī)。在現(xiàn)場(chǎng)圖像采集系統(tǒng)中，攝像機(jī)選用十分關(guān)鍵，它直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的圖像效果。對(duì)于不同的圖像采集系統(tǒng)的要求，攝像機(jī)的選用情況也不同。針對(duì)不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，攝像機(jī)選用主要看攝像機(jī)使用環(huán)境和攝像機(jī)相關(guān)主要參數(shù)。不同的安裝環(huán)境需要選擇不同型號(hào)的性能的攝像機(jī)，其具體的使用環(huán)境對(duì)攝像機(jī)的選擇影響很大，所以必須了解該攝像機(jī)的安裝場(chǎng)合，確定安裝方。一般情況下攝像機(jī)的主要性能參數(shù)是清晰度和最低照度，體現(xiàn)不同參數(shù)的攝像機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備在于攝像頭的不同。一些攝像機(jī)的變焦鏡頭為內(nèi)置的形式，這種攝像機(jī)一般適合一些使用環(huán)境大且多為動(dòng)態(tài)的場(chǎng)合使用；當(dāng)需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的某些圖像細(xì)節(jié)進(jìn)行放大拍攝時(shí)，需要使用槍式攝像機(jī)加電動(dòng)變焦鏡頭。通常情況下攝像機(jī)的清晰度是由攝像機(jī)的內(nèi)部光學(xué)元器件的復(fù)雜程度決定的，內(nèi)部光學(xué)器件越復(fù)雜則像素越高，反映出來就是攝像效果越清晰，清晰度指的是當(dāng)攝像機(jī)攝取等間隔排列的黑白相間條紋時(shí)，在屏幕上能夠看到的最多線數(shù)。低于這個(gè)最大值則是清晰的，一旦超過這一最大值時(shí)，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片，就是不清晰的。通常比較常見的是分辨率700線的廣播級(jí)攝像機(jī)以及分辨率在380~500線的工業(yè)監(jiān)視用攝像機(jī)。

1.2　圖像數(shù)據(jù)數(shù)字化設(shè)備

　　圖像數(shù)據(jù)采集不僅包括圖像的捕捉，更多的是圖像的數(shù)字化進(jìn)程。一般主要采取強(qiáng)大的視頻輸入處理芯片。首先當(dāng)攝像頭輸出模擬視頻信號(hào)時(shí)使用視頻解碼芯片進(jìn)行視頻預(yù)處理通常常見的處理是鉗位、放大、A/D轉(zhuǎn)換、同步分離等，處理后的數(shù)據(jù)輸出圖像數(shù)字信號(hào)由芯片進(jìn)行解碼輸出。

2　視頻采集技術(shù)

　　視頻采集技術(shù)主要是由視頻采集方法和播放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)組成。圖像采集目前比較成熟的方式是通過視頻采集卡所附帶的二次軟件開發(fā)包SDK（Softwaredevelopmentkit）進(jìn)行二次處理。由于sdk附帶了一些處理工具，所以這種方式的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用方便，上手容易、容易定制，方便滿足各種視頻應(yīng)用程序的開發(fā)需求。

　　目前，比較成熟的視頻采集方式是微軟的DirectShow技術(shù)。DirectShow與DirectX開發(fā)包一起發(fā)布，是微軟公司提供的一套在Windows平臺(tái)上進(jìn)行流媒體處理的開發(fā)包。由于windows平臺(tái)的普及，主流的視頻采集技術(shù)主要通過DirectShow。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是支持從WDM及VFW驅(qū)動(dòng)模型的采集卡上抓取圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過軟件的編碼和處理，可以使得電子化的圖像數(shù)據(jù)直接進(jìn)行相應(yīng)的后期制作以及存儲(chǔ)轉(zhuǎn)移，并且DirectShow廣泛地支持各種媒體格式，包括各種流媒體的文件格式如Mpeg、Asf、Avi、rmvb、Dv、Wma、Wave、Mp3、Mp4等，這種處理的圖像處理可以直接回放，而不需要做復(fù)雜的處理。

3　音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)

3.1　視頻壓縮

　　隨著攝像設(shè)備的不斷進(jìn)化，視頻圖像也越來越清晰，視頻信息的數(shù)據(jù)占用空間也越來越大,高分辨率、高幀頻的視頻傳輸問題也越來越復(fù)雜。通常針對(duì)較大的高清圖像數(shù)據(jù)采用視頻壓縮的方式來進(jìn)行處理，壓縮后的數(shù)據(jù)，既不影響圖像的質(zhì)量同時(shí)縮小視頻數(shù)據(jù)占用的空間，去除視頻中的冗余信息，提高較大圖像數(shù)據(jù)的傳輸和處理效率。最常見的圖像壓縮設(shè)計(jì)是基于視頻壓縮管理器（VCM）的視頻壓縮技術(shù)，其主要的工作流程如下圖所示。

3.2　視頻編解碼

　　國(guó)際上目前比較主流的音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)是：一是由ISO/IECJTC1制定的MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)；另一個(gè)是由ITU針對(duì)多媒體通信而制定的H.26x系列視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)和G.7系列音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。隨著通信的變革和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)的發(fā)展，音視頻編碼壓縮的標(biāo)準(zhǔn)也越來越先進(jìn)，數(shù)據(jù)所占的空間越來越小，但是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)質(zhì)量卻越來越好。因此，經(jīng)過十幾年的演變，音視頻編碼技術(shù)發(fā)生了巨大的變化，產(chǎn)生很多不同的信源編碼標(biāo)準(zhǔn)。第一代的信源標(biāo)準(zhǔn)是MPEG-2，第二代的信源標(biāo)準(zhǔn)主要有MPEG-4、MPEG-4AVC、AVS。第二代標(biāo)準(zhǔn)的編碼效率比第一代有顯著的增加，，基本上二代標(biāo)準(zhǔn)的編碼效率高于一代標(biāo)準(zhǔn)2倍以上。AVS是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第二代信源編碼標(biāo)準(zhǔn)，是一套包含了系統(tǒng)、視頻、音頻、媒體版權(quán)管理等在內(nèi)的完整編碼標(biāo)準(zhǔn)體系。這套標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)方案簡(jiǎn)潔，硬件實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單，堪稱第二代標(biāo)準(zhǔn)的最高水平。另外，AVS編碼標(biāo)準(zhǔn)還通過了簡(jiǎn)潔的一站式許可政策，獲得了專利許可，是一種比較開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　目前，我國(guó)擁有該項(xiàng)二代信源標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)。因此，在現(xiàn)場(chǎng)無線圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)上一般推薦使用AVS協(xié)議。