压缩与解压缩
影音的压缩与解压缩技术可说是硬盘录像机的第一重要关键技术,因为这点决定了硬盘录像机录像、回放、备份以及远程监看的影像质量、帧数与资料流量等,而压缩标准、硬压或软压、与硬解或软解则又是影音压缩与解压缩技术的关键所在。
目前的硬盘录像机采用的压缩标准大致包括(M)JPEG(2000)、Wavelet、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.264等。大多数读者对这些标准的名词都耳熟能详,但对这些标准的功能差异可能就不甚了解。而这些差异对DVR的品质及性价比的影响却是巨大的。
就影音压缩而言,事实上用户最关心的是良好的录像质量、帧数、较低的硬盘容量需求(亦即较高的压缩比)。不过压缩标准确实影响甚巨,兹以目前较为主流的压缩标准MJPEG、MPEG-4以及H.264说明如下:
(1)MJPEG
MJPEG为早期的硬盘录像机主流压缩标准,然而JPEG最适合的应用是单张影像(如照片)的压缩,而非连续影像的压缩,此乃因为JPEG(与其延伸标准MJPEG)将每张影像视为独立而彼此不相关的影像,不考虑连续影像间的相似性,因此压缩比不高。
(2)MPEG-4
MPEG-4为目前硬盘录像机最为主流的压缩标准,然而各产品间采用的细项标准差距甚大,因此也造成用户对MPEG-4硬盘录像机之质量与压缩比的认知差距。目前市场上MPEG-4硬盘录像机采用的细项标准大致可分为下列三种:
MJPEG:
部分厂商由于技术水平不足,或为求降低成本,因此虽然采用了MPEG-4压缩硬、软件,但是仅使用MPEG-4中将每张影像视为独立而彼此不相关的影像的压缩方式,亦即I-Frame,因此其压缩比也就不高了。而这也是为什么很多用户觉得MPEG-4和MJPEG没什么差别的原因。
SimpleProfile(SP):
这是多数厂商采用的MPEG-4压缩标准,此规格除了类MJPEG的压缩影像(I-Frame)之外,也包含一种利用连续影像间相似性的压缩影像(P-Frame),一般而言,其平均压缩比大约落在类MJPEG的2倍左右。
进阶SP(AdvancedSP,ASP):
这大约是目前MPEG-4硬盘录像机所采用的MPEG-4最佳规格,除了前述SP的两种压缩影像之外,此规格更运用了进阶压缩影像(B-Frame),因此其平均压缩比大约落在类MJPEG的3~4倍左右,为目前硬盘录像机中压缩比最高者。例如深微科技的DVR系列即采用此项标准。
(3)H.264
H.264即MPEG-4Part10或进阶影像编码(AdvancedVideoCoding,AVC),为硬盘录像机采用的压缩标准中较新的,不过目前市场上H.264硬盘录像机最多仅采用其中适合于视讯会议与移动式应用(如手机)的最低阶规格BaselineProfile(BP),而非适合于广播与储存应用的HighProfile(HiP),因此若采用H.264(BP)其平均压缩比反而不如MPEG-4ASP,而且差距甚大。
综合以上所述,我们可以了解MPEG-4不一定比MJPEG好,H.264也不一定比MPEG-4好,除非使用者能知道得更深入一点,而这也是为什么很多产品都只提及其所采用之压缩标准名称,而不愿提及究竟是采用该标准里的哪个具体的细项标准。
至于硬盘录像机为硬压或软压、与硬解或软解的差别则在于录像分辨率、帧数、多任务的效能与回放的弹性。具体而言,硬压与硬解是使用专用的压缩/解压缩特殊应用芯片(CODECASIC),能够达到较高的录像分辨率、帧数与较佳的多任务效能,而且回放或使用者操作各项功能时不会影响录像帧数,因此其录像与回放帧数大都可以具体标示于技术规格表;但由于透过芯片解压再输出至画面,因此就有一些显示上的限制。例如部分硬盘录像机回放时就无法即时监看摄像机影像。