1. 圖像濾波
目前最嚴重的問題之一是攝像頭干擾問題,中低檔的攝像頭比較明顯,特別在低照度的環境中干擾對圖像質量有非常大的影響。根據分析主要有兩種噪聲會影響視頻質量,一種是相鄰色素之間產生的偽顏色噪聲,一種是由于信號強度而產生的泊松噪聲(會影響物體的邊緣清晰度)。一般濾波器的工作原理是先做低通濾波,然后再做高通濾波。從頻譜上分析,物體的邊緣成分在做低通的時候已經損失掉了一部分,盡管在高通后通過一定的處理可以還原大部分,但實際上它已經不能夠達到最理想的效果。
這些噪點隨著產品型號和工作環境而不同。由于視頻壓縮算法是通過前后幀圖像的差異實現壓縮,因此這種隨機噪點對壓縮的影響非常大,有的時候甚至造成碼流成倍上升,將壓縮算法的優點全部掩蓋。
噪點的處理使得中低檔攝像頭能夠同樣達到理想的壓縮效果,特別是對于光線不好的環境非常有意義。主要可以采用兩種濾波方式:時間軸上的濾波與空間軸上的濾波。時間軸濾波采用運動自適應方式來去處偽顏色噪聲同時還原運動物體。空間軸濾波用來去除泊松噪聲同時強化物體邊緣。除此之外,還包括一套柱狀均衡器,它通過平滑亮度信號的突變來改善對比度。在幀間編碼的技術中主要采用了針對攝像頭主要環境特征即靜止圖像和圖像變化不大的情況下壓縮處理,這樣保證在正常情況下圖像都可以以高質量的水平保存。另一方面,通過實時濾波技術的應用,使得在壓縮之前就排除了信號中的干擾,壓縮還原的圖像有很大的提高,同時也降低了碼流。
2. 圖像的其他處理技術
對于全幅圖像(Full D1)的處理有一個重要問題,全幅圖像是由前后兩場圖像數據合成的,如果圖像運動的比較快,就會造成兩場的圖像差別較大,運動快的部分圖像有了一定的位移,這樣就造成合成的圖像在運動快的部分圖像邊緣形成鋸齒效應。而采用了De-interlace技術較好的解決了這個問題。同時,在解碼回放的時候也可以應用了De-Block技術,排除了由于解碼而造成的各種干擾,可以使得圖像還原效果提升了一個層次。
四、 網絡技術
1. 組網技術
目前絕大多數視頻組網有兩個特點:一是采用集中式,二是采用私有控制協議。集中式可靠性和擴展性差,對于小規模視頻應用尚可,但對于較大的城域范圍甚至更大的應用范圍,視頻接點成千上萬,集中方式的中心節點將不堪重負,網絡非常脆弱。由于采用私有控制協議,已有的視頻組網只能一個應用一個工程、一個工程一個設計的格局,費時費力,不能互通,形成視頻應用的“孤島”,維護管理和升級都非常復雜。
隨著新的視頻應用的增加,尤其是城市應急聯動、城市智能交通、保安監測網絡化以及各個行業的城域監控網的建立,視頻組網的規模將越來越大,并且存在不斷擴展的需要,因此視頻組網必須打破過去集中式和私有控制協議帶來的弊端,采用分布式、標準化的組網方案。
基于SIP協議既能夠組建純SIP的下一代視頻多媒體網,也能夠與軟交換結合組建下一代視頻多媒體網,完全可以根據應用的需要。由于SIP本身具有的簡單靈活、分布式控制以及對移動性良好支持等優點,隨著Internet的迅猛發展,尤其在最近的兩年時間內,由IETF首先提出的SIP協議已經開始被ITU-T SG16、ETSI TIPON(歐洲標準化組織)、IMTE等各種標準化組織所接受,并在這些組織中成立了與SIP相關的工作組。特別是作為ITU-T SG16主要成員,在多年發展H323應用的基礎上,針對SIP應用在視頻領域的特點,提出了SIP的應用指導,并推出了相應的SIP協議棧,使得ITU的成員實現了這兩種協議之間的互通性。視頻多媒體需求的大眾化以及SIP相關技術的逐漸成熟,SIP已成為新興的視頻多媒體領域的主流信令控制協議。
純SIP組網的運營模式與傳統的運營模式不同,它沒有長途和本地之分,主要是基于內容或者服務的運營模式。利用SIP可快速組網,靈活部署業務,為用戶提供可移動的視訊服務。
基于SIP組建網絡為用戶提供語音、數據和視頻的移動多媒體應用已經開始嶄露頭角。目前國外廠商已經推出了基于SIP的即時信息、語音和視頻等應用。如微軟的Windows XP采用SIP信令協議,這意味著SIP能夠在個人計算機上實現視頻多媒體應用;3GPP(Third Generation Partnership Project)采用了SIP的3G體系結構計劃,SIP成為3G用戶建立包括視頻在內的實時通信會話的基石。
2. 網絡傳輸技術
從目前的應用情況來看,面向實用的系統面臨兩大難題,即視頻服務質量和網絡信息安全問題。即使在寬帶網絡上由于沒有有效的Qos機制,很難保障高質量的視頻連續傳輸。網絡信息安全是另一個限制數字視頻應用發展的因素,目前的廣域網絡上沒有一個有效的安全保障機制,這樣就大大限制了網絡視頻應用的領域。
由于網絡的帶寬不固定,同時有一定的誤碼率,需要采用動態參數調整技術,自動探測網絡傳輸的狀況,實時調整壓縮的參數,保證能夠自動適應網絡的變化完成圖像的傳輸,保證傳輸的質量。同時解碼器能夠正確處理誤碼,保證工作長期穩定。
同時網絡數據安全是一個制約應用的重要因素,視頻數據加密的技術對實時網絡視頻具有重要的意義,保障網絡傳輸的安全。
3. 網絡協議
從產業化角度來考慮,由于IP地址資源的限制和目前網絡的體系結構,很大程度上約束了大容量系統的建設和應用,實現幾路視頻的網絡傳輸是一回事,建立管理一個數千路視頻應用是另外一回事,在目前的網絡技術體系下幾乎是不可能的。網絡協議IPv6是未來發展的重要方向,IPv6支持網絡地址自動配置和動態域名服務、安全認證、數據安全、服務質量保證;支持DHCP/PPPoE等多種網絡協議,支持組播功能。
可以看出,IPv6真正解決了目前IPv4中存在的諸多問題及不足之處,是未來構建數字視頻網絡最理想的平臺。目前國家已經建立了多個IPv6的實驗網絡,很快大家就可以體驗到IPv6帶來的新的機遇。