视频编码
所谓视频编码方式就是指通过特定的压缩技术,将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。视频流传输中最为重要的编解码标准有国际电联的H.261、H.263、H.264,运动静止图像专家组的M-JPEG和国际标准化组织运动图像专家组的MPEG系列标准,此外在互联网上被广泛应用的还有Real-Networks的RealVideo、微软公司的WMV以及Apple公司的QuickTime等。
基本信息
- 中文名
视频编码
- 外文名
Video Encoding
- 分类
H.26x系列、MPEG系列、AVS、RMVB
- 原理
去冗余、空域、时域
基本含义
MPEG是活动图像专家组(Moving Picture Experts Group)的缩写,于1988年成立,是为数字视/音频制定压缩标准的专家组,已拥有300多名成员,包括IBM、SUN、BBC、NEC、INTEL、AT&T等世界知名公司。MPEG组织最初得到的授权是制定用于“活动图像”编码的各种标准,随后扩充为“及其伴随的音频”及其组合编码。后来针对不同的应用需求,解除了“用于数字存储媒体”的限制,成为制定“活动图像和音频编码”标准的组织。MPEG组织制定的各个标准都有不同的目标和应用,已提出MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21标准。
视频压缩技术是计算机处理视频的前提。视频信号数字化后数据带宽很高,通常在20MB/秒以上,因此计算机很难对之进行保存和处理。采用压缩技术通常数据带宽降到1-10MB/秒,这样就可以将视频信号保存在计算机中并作相应的处理。常用的算法是由ISO制订的,即JPEG和MPEG算法。JPEG是静态图像压缩标准,适用于连续色调彩色或灰度图像,它包括两部分:一是基于DPCM(空间线性预测)技术的无失真编码,一是基于DCT(离散余弦变换)和哈夫曼编码的有失真算法,前者压缩比很小,主要应用的是后一种算法。在非线性编辑中最常用的是MJPEG算法,即Motion JPEG。它是将视频信号50帧/秒(PAL制式)变为25帧/秒,然后按照25帧/秒的速度使用JPEG算法对每一帧压缩。通常压缩倍数在3.5-5倍时可以达到Betacam的图像质量。MPEG算法是适用于动态视频的压缩算法,它除了对单幅图像进行编码外还利用图像序列中的相关原则,将冗余去掉,这样可以大大提高视频的压缩比。前MPEG-I用于VCD节目中,MPEG-II用于VOD、DVD节目中。
AVS音视频编码是中国支持制订的新一代编码标准,压缩效率比MPEG-2增加了一倍以上,能够使用更小的带宽传输同样的内容。AVS已经成为国际上三大视频编码标准之一,AVS标准在广电总局正式全面推广,率先在广电行业普及。中国第一颗AVS编码芯片,由北京博雅华录公司设计,于2012年在北京诞生。
音频视频编码及文件格式(容器)是一个很庞大的知识领域,完整的说清楚,那就需要写成一本教材了。这里先就几个简单的概念问题作以介绍:
首先要分清楚媒体文件和编码的区别:文件是既包括视频又包括音频、甚至还带有脚本的一个集合,也可以叫容器;
文件当中的视频和音频的压缩算法才是具体的编码。也就是说一个.avi文件,当中的视频可能是编码a,也可能是编码b,音频可能是编码5,也可能是编码6,具体的用那种编码的解码器,则由播放器按照avi文件格式读取信息去调用了。1
编码
音频视频编码方案有很多,用百家争鸣形容不算过分,常见的音频视频编码有以下几类
MPEG系列
(由ISO[国际标准组织机构]下属的MPEG[运动图象专家组]开发 )视频编码方面主要是Mpeg1(vcd用的就是它)、Mpeg2(DVD使用)、Mpeg4(的DVDRIP使用的都是它的变种,如:divx,xvid等)、Mpeg4 AVC(正热门);音频编码方面主要是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音频没有采用Mpeg的。
H.26X系列
(由ITU[国际电传视讯联盟]主导,侧重网络传输,注意:只是视频编码)
包括H.261、H.262、H.263、H.263+、H.263++、H.264(就是MPEG4 AVC-合作的结晶)1
构成原理
冗余信息
视频图像数据有极强的相关性,也就是说有大量的冗余信息。其中冗余信息可分为空域冗余信息和时域冗余信息。压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉(去除数据之间的相关性),压缩技术包含帧内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和熵编码压缩技术。