概述
解決視頻、音頻數(shù)字化后數(shù)據(jù)量大與數(shù)字存儲媒體和通信網(wǎng)容量小的矛盾的主要途徑之一就是壓縮。為此,標準化組織先后于1993年和1995年制定了視頻、音頻編碼的MPEG1和MPEG2。MPEG1,MPEG2技術當初制定時,它們定位的標準均為高層媒體表示與結構,但隨著計算機軟件及網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展,MPEG1,MPEG2技術的弊端就顯示出來了:交互性及靈活性較低,壓縮的多媒體文件體積過于龐大,難以實現(xiàn)網(wǎng)絡的實時傳播。因此,制定出了新的多媒體通信標準MPEG4。
定義
所謂視頻編碼方式就是指通過特定的壓縮技術,將某個視頻格式的文件轉換成另一種視頻格式文件的方式。視頻流傳輸中zui為重要的編解碼標準有電聯(lián)的H.261、H.263,運動靜止圖像專家組的M-JPEG和標準化組織運動圖像專家組的MPEG系列標準,此外在互聯(lián)網(wǎng)上被廣泛應用的還有Real-Networks的Real Video、微軟公司的WMV以及Apple公司的Quick Time等。
視頻編碼的基本原理
視頻編碼的基本原理視頻圖像數(shù)據(jù)有*的相關性,也就是說有大量的冗余信息。其中冗余信息可分為空域冗余信息和時域冗余信息。壓縮技術就是將數(shù)據(jù)中的冗余信息去掉(去除數(shù)據(jù)之間的相關性),壓縮技術包含幀內圖像數(shù)據(jù)壓縮技術、幀間圖像數(shù)據(jù)壓縮技術和熵編碼壓縮技術。
視頻壓縮技術是計算機處理視頻的前提。視頻信號數(shù)字化后數(shù)據(jù)帶寬很高,通常在20MB/秒以上,因此計算機很難對之進行保存和處理。采用壓縮技術通常數(shù)據(jù)帶寬降到1-10MB/秒,這樣就可以將視頻信號保存在計算機中并作相應的處理。常用的算法是由ISO制訂的,即JPEG和MPEG算法。JPEG是靜態(tài)圖像壓縮標準,適用于連續(xù)色調彩色或灰度圖像,它包括兩部分:一是基于DPCM(空間線性預測)技術的無失真編碼,一是基于DCT(離散余弦變換)和哈夫曼編碼的有失真算法,前者壓縮比很小,主要應用的是后一種算法。在非線性編輯中zui常用的是MJPEG算法,即MotionJPEG。它是將視頻信號50幀/秒(PAL制式)變?yōu)?5幀/秒,然后按照25幀/秒的速度使用JPEG算法對每一幀壓縮。通常壓縮倍數(shù)在3.5-5倍時可以達到Betacam的圖像質量。MPEG算法是適用于動態(tài)視頻的壓縮算法,它除了對單幅圖像進行編碼外還利用圖像序列中的相關原則,將冗余去掉,這樣可以大大提高視頻的壓縮比。前MPEG-I用于VCD節(jié)目中,MPEG-II用于VOD、DVD節(jié)目中。
編碼介紹
音頻視頻編碼方案有很多,用百家爭鳴形容不算過分,常見的音頻視頻編碼有以下幾類:
MPEG系列
(由ISO[標準組織機構]下屬的MPEG[運動圖象專家組]開發(fā))視頻編碼方面主要是Mpeg 1(vcd用的就是它)、Mpeg2(DVD使用)、Mpeg4(的DVDRIP使用的都是它的變種,如:divx,xvid等)、Mpeg 4 AVC(正熱門);音頻編碼方面主要是MPEG Audio Layer 1/2、MPEG Audio Layer 3(大名鼎鼎的mp3)、MPEG-2 AAC、MPEG-4 AAC等等。注意:DVD音頻沒有采用Mpeg的。
H.26X系列
(由ITU[電傳視訊聯(lián)盟]主導,側重網(wǎng)絡傳輸,注意:只是視頻編碼)包括H.261、H.262、H.263、H.263+、H.263++、H.264(就是MPEG4AVC-合作的結晶)等。