视频监控中常见音频编码格式解析

在安防视频监控领域,音频编码标准及格式的科学制定意义重大。音频编码技术不但左右着声音质量,还与数据传输效率、存储成本紧密相连。随着安防监控系统朝着智能化、高效化大步迈进,音频编码标准的合理规划愈发关键。

安防视频监控中的音频编码标准

先来了解一些常见的音频编码格式,尤其是在安防监控系统里频繁使用的。音频通常与视频相伴而生,和视频编码类似,音频编码标准主要由两个权威机构制定,一是 ITU-T,二是 ISO/IEC MPEG。ITU-T 制定的音频编码以 G.7xx 系列为主,ISO/IEC MPEG 则推出了 MPEG-1、-2、-4 等系列标准。

安防视频监控中的常见音频格式

G.711

该格式采用对数 PCM 抽样标准,运用脉冲编码调制对音频进行采样,采样率为每秒 8k,码率达 64kbps,理论延迟仅 0.125msec,品质上乘,MOS 值为 4.10 。作为主流的波形声音编解码器,G711 标准下有两种压缩算法。其中,u-law algorithm(即 G.711u)主要在北美和日本应用;A-law algorithm(即 G.711a)则在中国、欧洲及世界其他地区广泛使用,且该算法专为方便计算机处理而设计。G711 的压缩比固定,G.711u 为 8/14 = 57%,G.711a 为 8/13 = 62%。

ADPCM(G.726)

PCM 格式不进行压缩,数据量往往较大。而 ADPCM(自适应差分脉冲编码)能够压缩音频数据,有效减轻带宽和存储压力。G.726 是 ITU-T 定义的音频编码算法,本质上就是一种 ADPCM。它在 G.721 和 G.723 标准的基础上发展而来,可将 64kbps 的 PCM 信号转换为 40kbps、32kbps、24kbps、16kbps 的 ADPCM 信号。

G.722

G.722 支持 64、56 和 48kbps 的比特率,是一种多频率语音编码算法。其语音信号取样率为每秒 16000 个样本,与 3.6kHz 频率的语音编码相比,G.722 可处理频率高达 7kHz 的音频信号宽带。G.722 编码器基于子带自适应差分脉冲编码(SB – ADPCM)原理,将信号分为两个子带,运用 ADPCM 技术对两个子带的样本进行编码。

G.728

G.728 是基于低迟延码激励线性预测(LD – CELP)压缩原则的 16kbps 压缩标准,算法编码延迟仅 0.625ms 。

G.729

G.729 编码方案是电话带宽语音信号编码的标准,对输入语音性质的模拟信号采用 8kHz 采样,16 比特线性 PCM 量化。G.729A 是 ITU 最新推出的 G.729 语音编码标准的简化版本。需注意,与可完全自由使用的 G.711 不同,使用 G.729 需支付费用。

MPEG 系列

MPEG Audio 分为 MPEG – 1 和 MPEG – 2 两大类,每类又细分为 Layer1、Layer2 和 Layer3。不同层次的 MPEG – 1 音频编码方式,从外部看,区别在于对音频文件的压缩率以及要求播放媒体提供数据的速率不同;从内部看,采取的算法差异很大,基本随 Layer 数增大而愈发复杂。经 Layer1 编码的音频文件后缀为 MP1,经 Layer2 和 Layer3 编码的分别为 MP2 和 MP3。MP1 所需频宽 384kbps(压缩 4 倍),MP2 为 256 – 192kbps(压缩 6 – 8 倍),MP3 为 128 – 112kbps(压缩 10 – 12 倍)。MPEG – 4 的音频编码主要包括 AAC、AAC +、VQF 等。

AAC

AAC(Advanced Audio Coding,高级音频编码),又称 ACC,于 1997 年问世,基于 MPEG – 2 的音频编码技术,由 Fraunhofer IIS、杜比实验室、AT&T、索尼等公司联合开发,旨在取代 MP3 格式。2000 年,MPEG – 4 标准推出后,AAC 重新整合特性,加入 SBR 技术和 PS 技术,为与传统的 MPEG – 2 AAC 区分,又称为 MPEG – 4 AAC。其中,AAC – LC(低复杂性高级音频解码)是低比特率、优质音频的高性能音频编码解码器,比特率最高每通道 256kbit/s,采样率 8 至 96kHz;AAC – HE(高效性高级音频解码,又称 AAC +)注重低码流编码,很适合多声道文件,混合了 AAC 与 SBR 技术,SBR 的关键在于能在低码流下实现全带宽编码且不产生多余信号。

互联网直播点播平台 EasyDSS 在安防视频监控系统中广泛采用了高效且先进的音频编码标准及格式。这些音频编码标准及格式的优化,为 RTMP 推流平台 EasyDSS 的用户带来了极为卓越的音频体验。无论是实时语音通信、高清视频点播还是推流直播,用户都能享受到清晰、流畅的音频效果。同时,这些优化显著提升了监控系统的整体性能,保障系统更加稳定、高效地运行。此外,互联网直播 / 点播 EasyDSS 还可提供在线转码服务,对直播流和文件进行转码。该转码服务与流媒体服务器无缝对接,实现即转即播,并提供手动转码和远程调度转码模式,进一步满足用户多样化的需求。

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