过去几年，为了归档和传输，人们越来越多地把来自监视摄像机的模拟视频信号数字化。本文概述当前用于数字化和数据压缩的方法，并分析它们在CCTV系统中应用的优缺点。
数字视频信号相对模拟信号有许多优点：数字视频信号可以用计算机或信号处理器处理并通过数字网络传输。最重要的是，采用现有（电话）线路的传输和不会磨损的硬盘记录正在推动数字视频信号的趋向。但是，由于数字视频信号依照CCIR601、具有216Mbit/s的很高的数据转换率，实现处理和传输必须使用适合的数据压缩方法。
国际上已经为各种应用开发了压缩算法，并经各种组织测试和标准化。这些不同的方法在某种程度上只是可供选择的办法，因为它们是为不同目的开发的，因此只适合于特定应用。大体说来，这些标准化的视频压缩方法实际所用的方法也应该基于国际标准，特殊应用除外。在这些压缩算法中，有些允许在标准内有一定程度的变化，因此可以最佳地适应安全技术的需求。最常用的视频压缩方法使用临近像素的统计类似性。通常使用DTC（离散Cosine转换）把图像逐块转换为频率间隔，使用了人视觉的心理视觉特性。在视频编码中，也能够使用强大的连续帧的时间相关，亦即所表现的对像通常是静态的或多少以恒定方式运动。如果用运动评估计算图像之间的差别，只需要从帧到帧地转换这些改变。安全技术中使用的摄像机在正常分辨率时有512×576个活跃像素，在较高分辨率时通常有752×582个活跃像素。按照CCIR601，用彩色信息YUV4：2：2将720×576个像素数字化。这等效于使用大约6到7MHz模拟带宽的S-VHS质量。由于对于许多应用来说VHS质量就足够，定义了标准图像格式CIF（普通中间格式）：亮度信号Y使用352×288个像素，色度信号U和V使用176×144个像素。使用CIF分辨率大大减小了数据量，同时又提供足够的图像质量。
JPEG
JPEG标准是由联合照相专家组（ISO的1部分）开发的，用于有效存储个别的帧。压缩因数在0到0之间时，单帧中没有可以感觉到的可见质量损失。压缩因数加大到40时，量化的非自然信号明显可见。这一标准在该标准本身中没有定义。根据这一标准格式，为了获得质量和存储要求之间的良好折中，353×288个像素的CIF分辨率也在安全技术中变得普遍起来。
M-JPEG
一个视频序列包括许多单独的帧。通过把上述JPEG方法反复应用于视频序列的帧，能够减少摄像机信号的数据量；这一方法称为运动JPEG即M-JPEG，因此它不是一种新的独立的方法。由于对于M-JPEG来说不考虑单独的帧之间的关系，这一方法与H.320/H.261或MPEG方法相比只能获得比较低的压缩率。但是，M-JPEG在安全技术领域十分流行，特别是在视频序列存档方面，因为访问单独的帧很容易、而且所需要的硬件成本较低。一个难题是M-JPEG方法还没有实现国家标准化，而且JPEG不包括传输标准。因此不同厂家的实时是不兼容的。作为一种变型，通常用JPEG方法对连续图像之间的差别进行编码进一步减少数据量。这一微分帧方法也没有标准化，因此需要同一厂家的解码器来进行解码。
H.320/H.261
H.320标准是一种ITU-T建议（国际点心联盟），不久前才最终定案。H.320包括一系列子标准，用以处理一个完全系统的各个部分。例如，H.261描述视频编码，H.221负责音频、视频、数据和控制信息的多路技术。H.320建议主要用于电视会议系统和电视电话，而且通过ISDN（遗体化服务数字网络）传输可实现优化。
在128kbit/s（2ISDN B 信道），可以获得很好的图像质量和很好的更新率。由于从64到1920kbit/s的带宽范围很大，使用任何其他媒介（LAN、WAN）几乎都是可能的。
具体而言，由于H.320是为人之间的双向视频通信开发的，这一标准可用于安全技术的时时传输。在人对人的通信中，延迟保持在十分之一秒内十分重要，因为不这样就很难进行自然谈话。这一段延迟趋向在安全技术中十分有用，例如，在动作是通过远程视频监视触发或摄像机只能远程控制的时候。
可以使用H.320按照该标准实施的另一重要特征正在影响图像质量。用户可在视力优化传输和运动优化传输之间进行选择、并确定适当的折中。
H.261通常以上述CIF分辨率（352×288）传输图像，但是也能以这一分辨率的四分之一QCIF（176×144）传输。在该标准的附录D中，还描述了704×576个像素的高分辨率模式。H.320不只限于图像编码，她还对整个传输系统的各个组成部分进行标准化。因此，H.320的最大优点是它在不同厂家终端之间的兼容性。例如，一个厂家ISDN电视电话可以与另一厂家ISDN电视会议系统或ISDN视频发射机进行视听通信，只要两者都支持H.320标准就行。
H.263
H.263是H.261方法的进一步发展，而且已经专门为H.324内64kbit/s以下的低数据转换率进行优化，例如，用于通过调制解调器连接和模拟电话线路。 H.320展望用H.263代替H.261,只要两个终端都支持这一标准。特别上兆秒毫移动无线网络GSM（9600bit/s）或模拟电话网络内传输，使用H.263改善图像质量和图像更新率。在更高的数据率下，质量可以与H.261相比较。
H.264
H.264是一种高性能的视频编解码技术。目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个，一个是“国际电联（ITU-T）”，它制定的标准有H.261、H.263、H.263+等，另一个是“国际标准化组织（ISO）”它制定的标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。而H.264则是由两个组织联合组建的联合视频组（JVT）共同制定的新数字视频编码标准，所以它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4高级视频编码（Advanced Video Coding，AVC），而且它将成为MPEG-4标准的第10部分。因此，不论是MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10，还是ISO/IEC 14496-10，都是指H.264。
H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍。举个例子，原始文件的大小如果为88GB，采用MPEG-2压缩标准压缩后变成3.5GB，压缩比为25∶1，而采用H.264压缩标准压缩后变为879MB，从88GB到879MB，H.264的压缩比达到惊人的102∶1！H.264为什么有那么高的压缩比？低码率（Low Bit Rate）起了重要的作用，和MPEG-2和MPEG-4 ASP等压缩技术相比，H.264压缩技术将大大节省用户的*载下**时间和数据流量收费。尤其值得一提的是，H.264在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像。
H.264算法的优势
H.264是在MPEG-4技术的基础之上建立起来的，其编解码流程主要包括5个部分：帧间和帧内预测（Estimation）、变换（Transform）和反变换、量化（Quantization）和反量化、环路滤波（Loop Filter）、熵编码（Entropy Coding）。
MPEG
MPEG（运动图像专家组）是有ISO专家组制订的标准。MPEG最初是作为MPEG-1开发的，用于在CD-ROM上进行视频存储，指在提供可以与VHS想比较的质量。MPEG-1定义SIF图像格式，具有352×288个像素和1.5Mbit/s的典型数据转换率。这一方法具有和H.320类似的结构，尽管它面向存储视频信号，但是却没有考虑延迟。相反，为支持录像机的诸如快进和倒带的功能，Ⅰ帧（JPEG编码的单帧）被分配给整个数据六以便能够在记录内随机访问。因此导致的效率降低通常由两个双向内插的帧（B帧）按编码的微分帧（P帧）补偿。由于记录中与实施没有直接关系，这一“诀窍”没有进一步的结果。但是在实施系统中，这一非异国的正向关系引起延迟，因为下一编码图像必须在它能够开始插入许可的图像之前传输。除了要求存储几个图像之外，使用这一方法不能对摄像机进行远程控制。如果使用MPEG而没有B帧和分散的Ⅰ帧，它实际上与H.320相同。
MPEG-1标准的延伸——MPEG-2是专门为数字TV开发的。MPEG-2考虑TV信号使用的隔行扫描；此外，MPEG-2好似提供若刚质量级别和选择，称为简档文件和级别，可以进行专业图像传输，定义了可达15Mbit/s的书率转换率。
MPEG-4最初发起的目的是为极低数据转换率（〈〈64kbit/s）开发视频编码。但是，最初的结果即使与H.324比较也不令人信服，因此注意力逐渐转向与图像内容和现场（由自然内容和计算机生成的内容构成）描述交互作用的工具。MPEG-4定义一个可以描述任何相邻图像分区的工具包，因而应该成为安全技术的数字视频标准，用于编辑图像和视频。MPEG-4的标准化还没有完成。
子波
与JPEG一样，子波方法也是为给单独帧编码而开发的。JPEG方法中，图像首先被分成8×8的数据块，然后再分别编码。但是子波方法还包括过滤整个图像，以便把它分成不同级别的分辨率。图像因此被奉承低通和高通部分（分辨率金字塔），这对人的感知也十分重要。不同形状的波称为“子波”，用来进行过滤，而它们的系数描述图像内容。
与JPEG比较，子波转换的优点至少在理论上是描述更简洁。此外，在较高压缩率在不可避免的人工效应物使用子波方法时通常主观感觉上可以接受：在较高压缩率时，子波编码的图像变得模糊，图像边缘因为滤波而有拖影，而使用JEPEG时，由于图像数据块得分别编码，会出项特别讨厌的“阻塞”效果。实际上，子波和JEPEG方法并没有表现出任何明显的性能差别，尽管市场的看法与此相反。所使用的大量基于子波的功能妨碍标准化，因而在不同的编码器和解码器之间没有兼容。
不规则碎片形图像压缩
JPEG一样，这不是一种没有损失的压缩方法，而是基于碎片几何学的压缩方法。这一方法的基础是人们观察到：自然目标表现出“自相似性”，而且服从碎片几何学（按照这一学说，海岸结构的微细结构完全相像，亦即它们重复）。编码的任务是要发现数字图像内的这种类似性、并有效地描述这些碎片和它们的重复。这一方法因为分析复杂压缩速度十分慢，而且还没有标准化。
结论
在安全技术中，图像压缩大多用于本地存储和实时传输。在本地存储中，可以达到的压缩因数并不十分重要，只要数据转化率可以用今天的硬盘处理即可，而且数据量并不过分地限制记录持续时间。因此直接访问记录图像的单独帧十分重要。诸如（M）JPEG或子波的冻结帧编码方法适合与这一应用。由于各个厂家分别优化了这一方法，因此他们之间的不相容是自由数据交换的障碍。如果你要使用标准图像观察器观察这种图像，通常首先必须损失速度将其转换为标准JEPEG格式。对于实时传输，两种方法都不适用，因为它们通过ISDN传输时压缩率低，重放更像是快速幻灯片，而不是电影。
如果你的要求很高，需要速度大25帧/秒的远程视频传输，H.320是正确的标准。通过ISDN的传输经过优化以后，即使在较低的传输率比如GSM下，也能够提供有益的结果。
有趣的是，H.320效率决不比JPEG低。但是，有可能按照该标准控制H.320，这样只对单帧进行编码并因此生成JPEG性能。这一点与能够达到704×576个像素的不同等级分辨率意味着，H.320注定是用于安全技术、甚至视频记录的通用方法。
在H.320的基础上，同时确立了用于模拟电话网络的H.324标准和用于计算机网络（TCP/IP）的H.323标准。由于这些标准都是基于同一方法，H.320是一种将来使用不同种类网络传输的投资。
由于在H.320的ISDN传输中已经包括了音频标准G.711、G.722和G.728,没有用于视听传输的其他选择。例如，在*放播**地铁站的实况图像时，可以进行通告。特别是对于执行视频报警验证的安全控制中心，传输标准化的图像是低成本接收的先决条件。
软件中H.320数据流的解码大大降低了硬件要求，有利于与现行拥护接口集成。