標(biāo)準(zhǔn)化推動(dòng)視頻技術(shù)的發(fā)展

穆向昕

【摘 要】 圍繞視頻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，介紹當(dāng)前視頻技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)及未來(lái)發(fā)展的幾個(gè)方向，重點(diǎn)介紹影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的 HDR標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 視頻技術(shù)；IT化標(biāo)準(zhǔn)；技術(shù)開(kāi)放；HDR；智能視頻

文章編號(hào)： 10.3969/j.issn.1674-8239.2018.02.010

【Abstract】The author introduces the development characteristics of the current video technology and several directions for future development around the formulation of video technology standard， and focuses on the application of the HDR standard that affects the whole industry chain.

【Key Words】video technology； IT standard； technology opening； HDR； intelligent video

視頻技術(shù) （Video Technology）泛指將一系列靜態(tài)影像以電信號(hào)的方式通過(guò)捕捉、紀(jì)錄、處理、儲(chǔ)存、傳送呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)圖像的技術(shù)；也可理解為具有時(shí)間連續(xù)感和空間、顏色分布感的信號(hào)序列應(yīng)用技術(shù)。

制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)業(yè)鏈的頂層環(huán)節(jié)，因此存在一流的企業(yè)做標(biāo)準(zhǔn)、二流的企業(yè)做品牌、三流的企業(yè)做產(chǎn)品的觀點(diǎn)。

1 聯(lián)合制定AV行業(yè)的IT化標(biāo)準(zhǔn)

在2017年，AQUANTIA、CHRISTIE、NETGEAR、SEMTECH、SONY、ZeeVee成立了以太網(wǎng)視頻（SDVoE，Software Defined Video over Ethernet）聯(lián)盟，共同制定在專(zhuān)業(yè)AV環(huán)境下采用以太網(wǎng)傳輸AV信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)，并建立以軟件定義AV應(yīng)用的SDVoE技術(shù)的生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)端到端的組合。SDVoE聯(lián)盟現(xiàn)有6個(gè)發(fā)起人公司、4個(gè)合作伙伴、18家應(yīng)用企業(yè)，涵蓋AV設(shè)備制造商、AV軟件開(kāi)發(fā)商、交換機(jī)制造商、芯片組設(shè)計(jì)商、技術(shù)提供商和系統(tǒng)集成商，其中有一家國(guó)內(nèi)注冊(cè)企業(yè)。這些全球行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者組建的商業(yè)屬性聯(lián)盟，匯聚在一起協(xié)作發(fā)展。

跨界融合是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果，從最初的HDBaseT聯(lián)盟，AVB（TSN）聯(lián)盟、到現(xiàn)在的SDVoE聯(lián)盟，越來(lái)越多的聯(lián)盟都在全面推廣AV、IT的融合。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬環(huán)境發(fā)展，有域限制矩陣AV環(huán)境及其認(rèn)證許可，將向網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)和可跟蹤巡查的IT化標(biāo)準(zhǔn)傾斜。

如果認(rèn)為SDVoE聯(lián)盟是過(guò)于商業(yè)化的技術(shù)推動(dòng)，美國(guó)電影電視工程師協(xié)會(huì)（SMPTE ，The Society of Motion Picture and Television Engineers） 組織通過(guò)的首批ST 2110標(biāo)準(zhǔn)，則重點(diǎn)在于規(guī)范IP網(wǎng)絡(luò)傳輸應(yīng)用。SMPTE ST 2110標(biāo)準(zhǔn)系列從根本上改變了處理和傳輸專(zhuān)業(yè)媒體流的方式，用IP替代SDI，支持利用信息技術(shù)協(xié)議和基礎(chǔ)框架的應(yīng)用。SMPTE ST 2110標(biāo)準(zhǔn)讓音頻、視頻和輔助數(shù)據(jù)流等實(shí)體流可以分開(kāi)傳送，可實(shí)現(xiàn)同步，并在終端重新匯聚。這樣提升簡(jiǎn)化了附加字幕、標(biāo)題，圖文電視，以及處理多語(yǔ)言音頻等任務(wù)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)形中也進(jìn)一步推動(dòng)了4：4：4廣色域、低延時(shí)的IP流編解碼器應(yīng)用。

2 技術(shù)開(kāi)放

上述視頻技術(shù)因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生了積極的效果。個(gè)案也有他出。國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU，International Telecommunication Union是聯(lián)合國(guó)專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)之一）早已批準(zhǔn)下一代視頻標(biāo)準(zhǔn)高效視頻編碼HEVC（High Efficiency Video Coding） /H.265，華為技術(shù)有限公司擁有其較多的核心技術(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)旨在提供低帶寬的網(wǎng)絡(luò)下高質(zhì)量視頻流，可以讓4K視頻進(jìn)入未來(lái)的寬帶網(wǎng)絡(luò)，但高于H.264數(shù)倍的解碼有難度且硬件支持度欠缺。目前，經(jīng)濟(jì)型顯卡對(duì)H.265硬解支持不夠，CPU 對(duì)H.265軟解稍有困難，使得H.265推廣不利。

與相對(duì)需要繳納授權(quán)費(fèi)的H.265相比，谷歌（Google）聯(lián)合Opera、Mozilla基金會(huì)共同發(fā)起的WebM項(xiàng)目，將向業(yè)界提供開(kāi)源、免費(fèi)的視頻編碼器，使支持HTML5的瀏覽器不需安裝Flash插件就能直接觀看網(wǎng)絡(luò)視頻。免費(fèi)的誘惑顯然對(duì)技術(shù)發(fā)展起到了推波助瀾的作用，也使得下一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)撲朔迷離。

正如2017年ISE（Integrated Systems Europe， 歐洲專(zhuān)業(yè)視聽(tīng)集成設(shè)備與技術(shù)展）上媒體的報(bào)道，黑科技已經(jīng)不再那么“黑”了。在AV、IT融合的大趨勢(shì)下，到處充斥著“AV over IT”，“AV over IP”，“Video over IP”， “Audio over IP ”。同時(shí)，技術(shù)開(kāi)放也是追求發(fā)展的利器。

數(shù)字影院開(kāi)放系統(tǒng)聯(lián)盟（Digital Cinema Open System Alliance ，成員企業(yè)包括杜比實(shí)驗(yàn)室、MikroM、USL和XDC）的宗旨是開(kāi)發(fā)數(shù)字影院服務(wù)器與集成媒體模塊（IMB ，Integrated Media Block）產(chǎn)品之間的通用接口規(guī)范，并在整個(gè)影院市場(chǎng)推廣使用這些接口規(guī)范。數(shù)字影院開(kāi)放系統(tǒng)聯(lián)盟希望能夠通過(guò)這些開(kāi)放式的接口標(biāo)準(zhǔn)降低開(kāi)發(fā)成本、增強(qiáng)靈活性，并為創(chuàng)新提供一個(gè)良好的平臺(tái)。隨著IMB逐漸流行和對(duì)傳統(tǒng)數(shù)字電影服務(wù)器放映方式的取代，中國(guó)巨幕在IMB模塊的基礎(chǔ)上延伸了中國(guó)巨幕優(yōu)化處理模塊PROGSP，將原有的優(yōu)化器中圖像采集和分析模塊與圖像處理模塊分開(kāi)，使后者以線路板形式內(nèi)置于放映機(jī)中，圖像信號(hào)不再以HD-SDI數(shù)據(jù)線傳輸，而是以數(shù)據(jù)總線插槽的方式將圖像解碼、圖像處理和圖像輸出串聯(lián)起來(lái)，在增加數(shù)據(jù)安全性的同時(shí)，為更高帶寬需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如高幀率、高分辨率）做好研發(fā)基礎(chǔ)。這個(gè)IMB方式使終端用戶經(jīng)濟(jì)受益，同時(shí)也促進(jìn)了技術(shù)的延伸發(fā)展。

3 影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的HDR標(biāo)準(zhǔn)

占領(lǐng)標(biāo)準(zhǔn)制高點(diǎn)十分重要，全球幾乎所有相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織都已經(jīng)投身到HDR（High Dynamic Range，高動(dòng)態(tài)范圍）標(biāo)準(zhǔn)的制定中。作為“劃時(shí)代”視頻顯示的變化，HDR還涉及端到端解決方案，除前端要做出高動(dòng)態(tài)和3D環(huán)繞的內(nèi)容，還需要在末端進(jìn)行展現(xiàn)、渲染或重現(xiàn)，這實(shí)際上影響了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。HDR主要是在5個(gè)維度進(jìn)行改進(jìn)，分別是像素、色域、色深、幀率和動(dòng)態(tài)范圍。

3.1 HDR的5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

目前，HDR有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，主要的是DolbyVision、HDR10、HLG（Hybrid Log Gamma）、SL-HDR1和DisplayHDR 1.0。

DolbyVision是杜比實(shí)驗(yàn)室的HDR格式，獲得了SMPTE的支持，包括高達(dá)4K分辨率的感知量化（SMPTE ST 2084）、電光傳輸功能和寬色域色彩空間（ITU-R Rec.2020），更多地應(yīng)用于電影行業(yè)，也是目前參數(shù)要求最高的專(zhuān)利認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)。

HDR10則是Samsung、SONY、LG等家電企業(yè)提供的更開(kāi)放的平臺(tái)、無(wú)需認(rèn)證的HDR視頻方案。Samsung后來(lái)又演化出HDR10+標(biāo)準(zhǔn)，與HDR10最大的區(qū)別在于加入了“動(dòng)態(tài)色調(diào)映射（Dynamic Tone Mapping）”，該技術(shù)采用可變的動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)來(lái)幫助實(shí)時(shí)調(diào)整亮度和對(duì)比度，并逐幀優(yōu)化，縮小了與“DolbyVision”之間的差距。

HLG是由英國(guó)BBC和日本NHK電視臺(tái)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的高動(dòng)態(tài)范圍HDR的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，使得在高動(dòng)態(tài)范圍下圖像采集和制作更加容易。

SL-HDR1是由意法半導(dǎo)體、飛利浦國(guó)際公司、CableLabs和法國(guó)Technicolor R&D;共同開(kāi)發(fā)的HDR標(biāo)準(zhǔn)，在2016年8月被標(biāo)準(zhǔn)化為ETSI TS 103 433（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)），但影響相對(duì)較弱。

視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（VESA， Video Electronics Standards Association）又針對(duì)顯示器產(chǎn)品推出了首個(gè)HDR標(biāo)準(zhǔn)，DisplayHDR 1.0標(biāo)準(zhǔn)。視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)是一家國(guó)際化的非贏利性公司，代表世界范圍內(nèi)300多個(gè)企業(yè)成員，為消費(fèi)類(lèi)視頻電子產(chǎn)品、個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站和消費(fèi)者電子學(xué)工業(yè)提供支援并且設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的組織。DisplayHDR 1.0標(biāo)準(zhǔn)集合了業(yè)界20多家芯片、面板、顯示器、系統(tǒng)廠商參與制定，定義了3種級(jí)別，分別對(duì)顯示器的亮度、色域、色深等規(guī)格有著不同的要求。

3.2 各應(yīng)用領(lǐng)域紛紛推動(dòng)HDR的實(shí)施

在編解碼方面，據(jù)媒體報(bào)道，MPEG組織針對(duì)HDR的編解碼標(biāo)準(zhǔn)將于近期完成，而中國(guó)面向超高清電視和視頻監(jiān)控的第二代數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)AVS（數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）也于不久前頒布。藍(lán)光光碟協(xié)會(huì)（BDA）支持開(kāi)放 HDR，使用 10bit HEVC 編碼和 SMPTE ST 2084 標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)準(zhǔn)備采用 Dolby Vision 和 Philip作為選項(xiàng)。BDA也會(huì)將10bit 編碼和寬色域用于目前的SDR內(nèi)容。

在質(zhì)量評(píng)價(jià)方面，超高清聯(lián)盟（UHD Alliance，成員包括DirecTV、杜比實(shí)驗(yàn)室、LG電子、Netflix、松下、三星電子、夏普、索尼視覺(jué)產(chǎn)品、Technicolor、沃爾特迪斯尼工作室、二十世紀(jì)?？怂购腿A納兄弟娛樂(lè)等）在CES2016上發(fā)布的4K/HDR認(rèn)證規(guī)范和標(biāo)識(shí)，提出了針對(duì)電視機(jī)的HDR要求，以及基于機(jī)頂盒（包含視頻解碼器）的HDR要求；美國(guó)消費(fèi)技術(shù)協(xié)會(huì)（CTA）也起草了關(guān)于電視和顯示器行業(yè)產(chǎn)品支持HDR技術(shù)的內(nèi)容。

在廣播系統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面， DVB（數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)，由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化組織、歐洲電子標(biāo)準(zhǔn)化組織、歐洲廣播聯(lián)盟聯(lián)合組成的聯(lián)合專(zhuān)家組發(fā)起）在2017年推出第二版本的超高清方案，ATSC（美國(guó)高級(jí)電視業(yè)務(wù)顧問(wèn)委員會(huì)數(shù)字電視國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）將傳輸HDR內(nèi)容加入ATSC3.0地面廣播標(biāo)準(zhǔn)。

在電視的播放與傳輸方面，美國(guó)消費(fèi)電子協(xié)會(huì)（CEA）支持 HDR 技術(shù)，而且要符合數(shù)字電視規(guī)范文件 CEA-861-F 以及未經(jīng)壓縮視頻規(guī)范 CEA-861.3 文件中的規(guī)定；另外，還支持 HDR10 媒體傳輸標(biāo)準(zhǔn)，比如可以通過(guò) IPTV 的方式播放 HDR視頻，或者通過(guò) HDMI 接口傳輸 HDR視頻。日本無(wú)線工業(yè)及商貿(mào)聯(lián)合會(huì)（ARIB）發(fā)布了一個(gè)光電轉(zhuǎn)換函數(shù)（OETF）的標(biāo)準(zhǔn)ARIB STD-B67。日本放送協(xié)會(huì)NHK也制定了傳輸HDR WCG圖像的時(shí)間表。國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線電通信組ITU-R SG-6形成了有關(guān)HDR電視系統(tǒng)的報(bào)告小組（RG24）的建議。

3.3 中國(guó)HDR的發(fā)展

中國(guó)電子商會(huì)聯(lián)合中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院發(fā)布過(guò)《HDR顯示技術(shù)認(rèn)證規(guī)范》，提供的CESI賽西HDR認(rèn)證標(biāo)簽。而相關(guān)的國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)正在由AVS技術(shù)應(yīng)用聯(lián)合推進(jìn)工作組旗下HDR專(zhuān)題組制定。

3.4 HDR的技術(shù)門(mén)檻

HDR是高寬容度及對(duì)比度的視覺(jué)體驗(yàn)，前者主要由解碼芯片和片源完成，而后者則是對(duì)面板最高最低亮度的改進(jìn)，這都是硬生生的門(mén)檻。HDR顯示編碼技術(shù)的關(guān)鍵是對(duì)于電光轉(zhuǎn)換函數(shù)（EOTF）和光電轉(zhuǎn)換函數(shù)（OETF）的定義，即電信號(hào)與光信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則。目前主要存在兩種新的電光轉(zhuǎn)換方案來(lái)替代CRT時(shí)代所使用的伽馬曲線，Dobly Vision HDR方案提出的感知量化編碼（PQ，Perceptual Quantizer），以及HLG的對(duì)數(shù)伽馬分布（Hybrid Log Gamma）。

Dobly PQ可采用12 bit色彩深度實(shí)現(xiàn)107高動(dòng)態(tài)范圍，其亮度范圍達(dá)到10-3～104 nit。該方案根據(jù)顯示器端人眼對(duì)亮度分辨的閾值來(lái)確定量化比特的要求，符合人的視覺(jué)生理和視覺(jué)心理，對(duì)量化比特的使用更為經(jīng)濟(jì)。

HLG提出的方案通過(guò)兩種不同的方式來(lái)分別對(duì)HDR信號(hào)當(dāng)中所包含的高光和低光部分進(jìn)行解碼，其中低光部分使用標(biāo)準(zhǔn)伽馬曲線（這與BT.709的標(biāo)準(zhǔn)基本相同），而高光部分（超過(guò)100 nit）則使用對(duì)數(shù)曲線，在支持HDR的同時(shí)可以兼容SDR超高清電視。

由此可知，HDR技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng)，一旦標(biāo)準(zhǔn)普及，不僅可以讓上述所有參與國(guó)現(xiàn)有芯片、整機(jī)等硬件企業(yè)從中受益，還將促進(jìn)下游內(nèi)容、創(chuàng)意、制作產(chǎn)業(yè)大繁榮。

4 視頻技術(shù)未來(lái)發(fā)展的幾個(gè)方向

在當(dāng)今技術(shù)條件已經(jīng)具備的情況下，標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)成為HDR發(fā)展亟需解決的問(wèn)題。目前，標(biāo)準(zhǔn)不兼容、軟件內(nèi)容匱乏并不妨礙標(biāo)準(zhǔn)的推廣和實(shí)踐；商業(yè)化的博弈及產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向，使得視頻技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)在一段時(shí)間內(nèi)還不會(huì)明朗。

標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范并不直接帶來(lái)技術(shù)的發(fā)展，更多的是建立秩序，獲得最佳效益。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)建立在技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)之上，技術(shù)在有方向性的發(fā)展，更多依賴(lài)主導(dǎo)企業(yè)、大品牌的先導(dǎo)性技術(shù)應(yīng)用，離不開(kāi)市場(chǎng)商業(yè)化。

4.1 技術(shù)向著逼近人類(lèi)視覺(jué)體驗(yàn)極限的方向發(fā)展

未來(lái)視頻技術(shù)，從LED、LCD電視到OLED電視的基礎(chǔ)材料技術(shù)應(yīng)用；從1080P到4K分辨率；從SDR到HDR；從超窄邊液晶拼接到無(wú)框（NoGap）液晶拼接；從由鋅、鎘、硒和硫原子組合而成量子點(diǎn)的自發(fā)光技術(shù)，到量子點(diǎn)發(fā)光技術(shù)的QLED TV（背光源發(fā)光的量子點(diǎn)液晶電視）；從BPL（藍(lán)色磷光體激光器）、ALPD（先進(jìn)的激光熒光粉顯示技術(shù)）的投影顯示技術(shù)，到RGB激光系統(tǒng)技術(shù)（“純激光”，采用單獨(dú)的紅、綠、藍(lán)激光器來(lái)生成激光，形成圖像）；從激光全息投影技術(shù)（front-projected holograph）到基于光場(chǎng)重構(gòu)（空氣中無(wú)介質(zhì)裸眼全息成像的實(shí)像顯示技術(shù)）；從小間距LED屏幕到Crystal LED Display顯示設(shè)備；從AR HUD（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)平視顯示）到光屏障式、柱狀透鏡技術(shù)、指向光源和MLD技術(shù)的裸眼式3D技術(shù)；從虛擬現(xiàn)實(shí)（VR，Virtual Reality）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR，Augmented Reality）到混合現(xiàn)實(shí)（MR，Mix reality）等。

這些視頻技術(shù)及產(chǎn)品的進(jìn)化都是為逼近人類(lèi)視覺(jué)體驗(yàn)的極限而努力。

同時(shí)，演化過(guò)程中對(duì)痛點(diǎn)技術(shù)問(wèn)題也在研發(fā)迭代中完善，引發(fā)的應(yīng)用技術(shù)革命是顯而易見(jiàn)的。如目前高清（HD）兼容4K的過(guò)渡期，如何將高清兼容4K攝錄編不同制式制作流程進(jìn)化？中國(guó)應(yīng)用系統(tǒng)工作者會(huì)在統(tǒng)一環(huán)境、制式及域兼容方面下功夫。但是其基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)研發(fā)，則針對(duì)4K制作發(fā)布了制作轉(zhuǎn)換器設(shè)備，用戶可以實(shí)現(xiàn)HDR和SDR節(jié)目的同步制作、同步播出，節(jié)目制作者可以在制作4K HDR內(nèi)容的同時(shí)，得到4K SDR或者HD內(nèi)容，使HD和4K、ITU-R709 & ITU-BT2020、標(biāo)準(zhǔn)電視伽瑪和高動(dòng)態(tài)S-LOG3之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)換，兼容了高清Rec709色域，和4K采用SDR和HDR兩種色域。這一設(shè)備徹底消除了HDR和SDR的獨(dú)立制作流程，節(jié)省了制作的時(shí)間和成本。

4.2 智能視頻監(jiān)控和人工智能

有關(guān)視頻技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)不得不提及的是智能視頻監(jiān)控和人工智能行業(yè)。智能視頻監(jiān)控包含工業(yè)自動(dòng)化跨界的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，涉及到人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、心理物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像處理、模式識(shí)別等諸多領(lǐng)域的交叉邊緣學(xué)科。作為人工智能的兩個(gè)分支，計(jì)算機(jī)視覺(jué)與機(jī)器視覺(jué)在近年都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。機(jī)器視覺(jué)就是用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷。智能視頻（IV，IntelligentVideo）源自計(jì)算機(jī)視覺(jué)（CV，ComputerVision）技術(shù)。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)是人工智能（AI，ArtificialIntelligent）研究的分支之一，它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關(guān)系，從而使計(jì)算能夠通過(guò)數(shù)字圖像處理和分析來(lái)理解視頻畫(huà)面中的內(nèi)容。

智能視頻監(jiān)控機(jī)器視覺(jué)主要擔(dān)負(fù)檢測(cè)、識(shí)別的功能。一個(gè)典型的工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)包括：光源、鏡頭（定焦鏡頭、變倍鏡頭、遠(yuǎn)心鏡頭、顯微鏡頭）、 相機(jī)（包括CCD相機(jī)和COMS相機(jī)）、圖像處理單元（或圖像捕獲卡）、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通信 / 輸入輸出單元等。除了工業(yè)檢測(cè)外，在監(jiān)控和人臉識(shí)別中，隨著嵌入式系統(tǒng)處理能力的增強(qiáng)，AI算法逐漸從大規(guī)模服務(wù)器轉(zhuǎn)向前端部署，其嵌入式人臉識(shí)別軟件可實(shí)現(xiàn)人臉檢測(cè)、跟蹤、屬性識(shí)別，并可在視頻處理單元（VPU）上實(shí)現(xiàn)人臉特征提取及比對(duì)功能。同時(shí)，更多視頻數(shù)據(jù)來(lái)支持視頻分析，也進(jìn)一步在驅(qū)動(dòng)嵌入智能的監(jiān)控?cái)z像頭應(yīng)用，在安防展上到處能看到單畫(huà)面抓取100個(gè)人臉、每幀識(shí)別30個(gè)人臉，支持人臉角度側(cè)臉45°、50 m外人臉識(shí)別、人臉抓取率99.5%、千億數(shù)據(jù)秒級(jí)檢索、百億人/秒人臉識(shí)別比對(duì)，大數(shù)據(jù)云圖等。

在視頻圖像處理過(guò)程中會(huì)涉及到對(duì)視頻圖像數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、顯示和回放等，這些過(guò)程共同形成了一個(gè)系統(tǒng)的整體周期，可以連續(xù)性的運(yùn)作。目前，市場(chǎng)上主流的視頻圖像處理技術(shù)包括：智能分析處理，視頻透霧增透技術(shù)，寬動(dòng)態(tài)處理，超分辨率處理。特別是解決這一問(wèn)題的有效途徑是采用基于信號(hào)處理的軟件方法對(duì)圖像的空間分辨率進(jìn)行提高，即超分辨率（SR：Super-Resolution）圖像重建，其核心思想是用時(shí)間帶寬（獲取同一場(chǎng)景的多幀圖像序列）換取空間分辨率，實(shí)現(xiàn)時(shí)間分辨率向空間分辨率的轉(zhuǎn)換，使得重建圖像的視覺(jué)效果超過(guò)任何原有的低分辨率圖像。還有雷同的基于人眼工作原理的攝像機(jī)的像素動(dòng)態(tài)瞬時(shí)分配技術(shù)，可以瞬時(shí)將局部畫(huà)面的有效像素提升百倍以上，整體畫(huà)面可以達(dá)到數(shù)億等效像素，在幾十米內(nèi)可以展現(xiàn)清晰的可識(shí)別人臉，100 m內(nèi)看清全身特征，極速抓拍、全場(chǎng)景抓拍，每秒可抓拍超過(guò)100張人臉，這樣有效破解了高分辨率的攝像機(jī)的門(mén)檻。

在深度學(xué)習(xí)的幫助下（尤其是隨著卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展），計(jì)算機(jī)的圖像識(shí)別能力開(kāi)始超越人類(lèi)。深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)研究中的一個(gè)新的領(lǐng)域，其動(dòng)機(jī)在于建立、模擬人腦進(jìn)行分析學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它模仿人腦的機(jī)制來(lái)解釋數(shù)據(jù)，包括圖像、聲音和文本。雖然受到質(zhì)疑，但已經(jīng)在人臉識(shí)別、圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別，自然語(yǔ)言理解NLP（Neuro Linguistric Programming，神經(jīng)語(yǔ)言程序）技術(shù)、大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、無(wú)人駕駛技術(shù)等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

未來(lái)無(wú)法用統(tǒng)計(jì)法、調(diào)研法去預(yù)測(cè)?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，這些視頻技術(shù)將與現(xiàn)有的各項(xiàng)智能技術(shù)不斷的融合，變化為更多的智能化產(chǎn)品類(lèi)型，應(yīng)用于生活中，從而推動(dòng)視頻技術(shù)更深入地與市場(chǎng)商業(yè)的需求相結(jié)合，為視頻技術(shù)開(kāi)拓出更大的行業(yè)市場(chǎng)，滿足人類(lèi)視覺(jué)最大閾值的要求，使人類(lèi)更加舒適和享受。