ROI 感興趣區域編碼是什麼？

ROI 的定義：畫面中的重點區域

感興趣區域（Region of Interest，簡稱 ROI）這個概念並非視頻編碼獨有，而是廣泛用於醫學影像、地理資訊系統及電腦視覺等領域，泛指在整個數據集中，為了特定目的而被標定出來的樣本範圍。在醫學影像中，ROI 可以是被圈定用來量度大小的腫瘤邊界；在電腦視覺及光學字符識別中，ROI 則界定了被辨識物件的邊界。

套用在 CCTV 視頻編碼的場景，ROI 通常是指畫面中需要重點監察的範圍，例如出入口、收銀櫃檯、車牌位置，或者保安人員特別關注的通道。編碼器會把這個範圍當作「重點」處理，其餘畫面則視為次要背景。想了解攝影機解像度如何影響畫面細節，可參考CCTV 解像度 2MP/4MP/8MP 怎樣選。

ROI 編碼如何節省頻寬：重點區域與背景區域分開處理

傳統的視頻編碼方式，對整個畫面採用統一的質量水平（即固定質量或均勻碼率），不論是重點區域還是背景牆身、天花，都以相同的細緻程度處理，因而消耗較多的頻寬與儲存空間。ROI 編碼則把畫面切割為「重點區域」與「背景區域」兩部分，分別採用不同的編碼質量：

1. 劃定感興趣區域——工程師或系統管理員在攝影機的設定介面中，手動或按預設範本劃出需要重點監察的畫面區域，例如大門、櫃檯。
2. 重點區域高質量編碼——被劃定的區域維持較高的編碼質量與較高的碼率，確保人臉、車牌等關鍵細節清晰可辨。
3. 背景區域降低質量——區域以外的畫面部分，編碼器會分配較低的碼率，減少非重點細節所需的數據量。
4. 整體碼率下降——由於畫面中佔比例較大的背景部分所需數據量減少，整段視頻流的總碼率相應下降，從而節省網絡頻寬與錄影儲存空間。

節省幅度視乎感興趣區域佔整個畫面的比例、場景本身的動態程度，以及編碼器的碼率控制設定而有所不同，並無單一固定的節省百分比，工程實務上宜以實際場景測試作準。

ROI 編碼在 H.264 與 H.265 標準中的實現

ROI 編碼並非獨立於 H.264（AVC）或 H.265（HEVC）標準之外的另一套系統，而是編碼器在既有標準框架內，透過調整區塊層面的量化參數（Quantization Parameter，簡稱 QP）來實現。QP 數值越低，編碼質量越高、所需數據量越多；QP 數值越高，則質量越低、數據量越少。

在 H.264 標準中，畫面是以宏區塊（Macroblock，固定為 16×16 像素）為基本編碼單位；編碼器可以針對落在感興趣區域內的宏區塊，分配較低的 QP 值（即較高質量），而落在背景區域的宏區塊則分配較高的 QP 值（即較低質量）。

H.265 標準則以編碼樹單元（Coding Tree Unit，簡稱 CTU）取代宏區塊，CTU 的大小可達 64×64 像素，並可再向下細分為更小的編碼單元，區塊結構較 H.264 更靈活。ROI 編碼在 H.265 中同樣透過調整 CTU 及其子編碼單元的 QP 值來達成重點區域與背景區域的質量分野，而更靈活的區塊劃分亦令 ROI 邊界的過渡可以更精細。

ROI 編碼與均勻質量編碼的比較

兩種方式各有適用場景，並非 ROI 編碼在任何情況下都優於均勻質量編碼；如果整個畫面同樣重要，或者攝影機涵蓋範圍難以預先劃定固定重點，均勻質量編碼反而更為實用。

ROI 編碼的實際應用場景

權威資料依據

本文核對資料：ITU-T H.265；ITU-T H.264。

常見問題

延伸閱讀