2、MPEG4技术剖析
2.1. MPEG4---压缩技术的革命
MPEG-4与 MPEG1、MPEG2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像质量。
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：
*低比特率下的多媒体通信；
*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。
可见MPEG4压缩技术原本是一种适用在低带宽下进行信息交换的音视频处理技术，它的特点是可以动态的侦测图像各个区域变化，基于对象的而调整压缩方法可以获得比MPEG1更大的压缩比，压缩码流更低。尽管MPEG4并不是专为视频监控压缩领域而实际，但同样也适合CIF（352*288）或者更高清晰度（768*576）情况下的视频压缩，无论从清晰度还是从存储量上都比MPEG1具有更大的优势。
2.2. MPEG4---压缩标准构成
1) DMIF（The Dellivery Multimedia Integration Framework）
DMIF即多媒体传送整体框架，它主要解决交互网络中、广播环境下以及磁盘应用中多媒体应用的操作问题。通过传输多路合成比特信息来建立客户端和服务器端的交互和传输。
通过DMIF，MPEG4可以建立起具有特殊品质服务（QoS）的信道和面向每个基本流的带宽。
2) 数据平面
MPEG4 中的数据平面可以分为两部分：传输关系部分和媒体关系部分。为了使基本流和AV对象在同一场景中出现，MPEG4引用了对象描述（OD）和流图桌面（SMT） 的概念。OD 传输与特殊AV对象相关的基本流的信息流图。桌面把每一个流与一个CAT（Channel Assosiation Tag）相连，CAT可实现该流的顺利传输。
3) 缓冲区管理和实时识别
MPEG4定义了一个系统解码模式（SDM），该解码模式描述了一种理想的处理比特流句法语义的解码装置，它要求特殊的缓冲区和实时模式。通过有效地管理，可以更好地利用有限的缓冲区空间。
4) 音频编码
MPEG4的优越之处在于--它不仅支持自然声音，而且支持合成声音。MPEG4的音频部分将音频的合成编码和自然声音的编码相结合，并支持音频的对象特征。
5) 视频编码
与音频编码类似，MPEG4也支持对自然和合成的视觉对象的编码。合成的视觉对象包括2D、3D 动画和人面部表情动画等。
6) 场景描述
MPEG4 提供了一系列工具，用于组成场景中的一组对象。一些必要的合成信息就组成了场景描述，这些场景描述以二进制格式BIFS（Binary Format for Scene description）表示，BIFS与AV对象一同传输、编码。场景描述主要用于描述各AV对象在一具体AV场景坐标下，如何组织与同步等问题。同时还有AV对象与AV场景的知识产权保护等问题。MPEG4为我们提供了丰富的AV场景。
2.3.MPEG4---在DVR系统中应用
MPEG4基于场景描述和面向带宽设计的概念，使起在视频监控录像领域中在以下几个方面具有巨大的优势：录像存储容量、录像清晰度、录像帧率可调、网络传输
2.3.1大幅度降低录像存储容量
MPEG4在压缩方法上远远优于MPEG1，更是MJPEG不能比拟的。经过测试表明，对静止、一般活动场景、剧烈活动场景三种情况下、在相同清晰度对应MPEG1（500Kbits/sec）码流情况下，存储容量测试结果见下表：
MJPEG
MPEG1
MPEG4
1帧 1分钟 1小时 1帧 1分钟 1小时 1帧 1分钟 1小时
静止 6K 9M 540M 2.4K 3.6M 216M 0.68K 1.02M 61.2M
一般活动 7.2K 10.8M 648M 2.4K 3.6M 216M 1.07K 1.6M 96M
剧烈活动 11K 16.5M 990M 2.4K 3.6M 216M 1.68K 2.52M 151.2M
（注意：该测试结果随场景变化有所出入）
由?丝杉?诰仓骨榭鱿翸PEG4比MPEG1节省了2/3的硬盘空间！在一般活动场景下也节省近一般的容量。单从这项指标来看就能节省大量的硬盘投资，或者保留更长的存储时间。值得说明的是，目前市面MPEG1压缩芯片通常只支持定码流压缩，因此在场景活动加剧情况下存储容量不便，但是回放画面可以发现马赛克显著增加，同时运动部分图像清晰度下降。而MPEG4可以根据场景变化自动调整压缩方式，保留较好的存储图像。
2.3.2较高的录像清晰度
尽管MPEG4从标准指定之处是瞄准在低带宽上的音视频解决方案，但是它独特的压缩方式同样也适合 CIF或更高清晰度（768*576、640*480）的视频压缩，这样它就有效突破了MPEG1最大清晰度CIF（352*288）限制，获得更好的视频压缩质量。
在银行柜员制监控中可以得到更好的应用。MPEG1受最高清晰度和存储容量的限制，很难设定较小的压缩比获取较高质量的图像，在柜员制点钞过程中，钞票的图像还是比较模糊，利用MPEG4应有很大的改善，同时MPEG4基于AV对象压缩的模式也决定了它对运动物体可以保证较好的录像清晰度。
尤其随着计算机CPU和视频专用DSP芯片处理能力的大幅度增强，目前出现了一种向高端D1（768*576）格式清晰度发展的趋势，图象清晰度明显增高，同时硬盘容量的不断增大、价格不断降低，也客观提供了合适的存储媒介，可以满足目前金融系统1个月的录像存储要求。
2.3.3录像帧率可调
相信很多用户对于MJPEG帧率可调的使用方式非常熟悉，也有很多客户会提出能否降低MPEG1帧率获取更长录像时间的要求。MPEG4可以非常容易的实现这个功能。与MJPEG方式有什么不同呢?想想看吧，使用了高压缩比的MPEG4算法，又结合丢帧功能，硬盘的使用空间将降低到什么程度！MPEG4的优越性可以更加好的体现出来。现在你可以将MPEG1与MJPEG优点都集合起来啦，在同一台DVR上，可以对柜员制摄像机设置为25帧/秒的录像帧率，对ATM、保安监控摄像机设置为1~25帧/秒的录像帧率啦！
尤其目前金融等专业客户已经意识到以前的要求每秒25帧的录像能力，在实际应用中意义是不大的，从国外的DVR应用状况来看，不是非常特别的场合，通常每秒10帧左右的录像能力就已经能够满足实际应用的要求！因此采用D1高清晰度录像格式，同时对录像的场景进行合理的分析，采用帧率可调的方式，可以有效的满足实际的需要，同时降低系统的负荷和减少对硬盘容量过于苛刻的要求。
2.3.4网络传输
MPEG4 优越的视频压缩方式，也决定了其在低带宽网上具有优秀的表现。在中国实际应用场合，网络应用环境还远不能国外相比，尤其在银行系统，不可能花昂贵的租金去申请一条1M的DDN线路用于每个网点的远程监控，可以被广泛利用的只有ISDN（综合业务数字网 <128K）和PSTN（公共普通电话线网<64K）。如何在如此低的带宽上传输视频，正是MPEG4大显身手的地方。目前在低带宽上传输活动视频的另一个解决方案就是采用H.263通讯标准，尽管H.263也具有较高的压缩比，但是图像质量差于MPEG4。
我们根据MPEG1、MPEG4、H.263几种标准，在普通电话线路上、宽带网上传输视频测试结果如下：
采用CIF（352*288）格式
