视频编解码技术
从信息论的观点来看,描述信源的数据是信息和数据冗余之和,即:数据=信息+数据冗余。数据冗余有许多种,如空间冗余、时间冗余、视觉冗余、统计冗余等。将图像作为一个信源,视频压缩编码的实质是减少图像中的冗余。
基本信息
- 中文名
视频编解码技术
- 分类
无损压缩、有损压缩
- 国际标准
H.264
- 国际标准组织
ITU-T和ISO/IEC
- 英文名
Video coding and decodingtechnology
概述
视频编解码技术是网络电视发展的最初条件。只有高效的视频编码才能保证在现实的互联网环境下提供视频服务。
H.264或称为MPEG-4第十部分(高级视频编码部分)是由ITU-T和ISO/IEC再次联手开发的最新一代视频编码标准。由于它比以前的标准在设计结构、实现功能上作了进一步改进,使得在同等视频质量条件下,能够节省50%的码率,且提高了视频传输质量的可控性,并具有较强的差错处理能力,适用范围更广。在低码率情况下,32kbps的H.264图像质量相当于128kbps的MPEG-4图像质量。H.264可应用于网络电视、广播电视、数字影院、远程教育、会议电视等多个行业。
除了ITU-T和ISO/IEC两个国际标准化组织制定的视频编码标准以外,美国微软公司和Real Network公司都有自己的视频编码标准。事实上,他们也是常用的网络电视标准。
分类
视频压缩编码技术可以分为两大类:无损压缩和有损压缩。
无损压缩也称为可逆编码,指使用压缩后的数据进行重构(即:解压缩)时,重构后的数据与原来的数据完全相同。也就是说,解码图像和原始图像严格相同,压缩是完全可恢复的或无偏差的,没有失真。无损压缩用于要求重构的信号与原始信号完全一致的场合,例如磁盘文件的压缩。
有损压缩也称为不可逆编码,指使用压缩后的数据进行重构(即:解压缩)时,重构后的数据与原来的数据有差异,但不影响人们对原始资料所表达的信息造成误解。也就是说,解码图像和原始图像是有差别的,允许有一定的失真,但视觉效果一般是可以接受的。有损压缩的应用范围广泛,例如视频会议、可视电话、视频广播、视频监控等。
无损压缩
典型的无损压缩编码技术有:哈夫曼(Huffman)编码、香农编码、RLC(Run Length Code,行程编码)、LZW(Lenpel-Ziv&Welch)编码、算术编码。
有损压缩
典型的有损压缩编码技术介绍如下。
1、预测编码:点线性预测、帧内预测、帧间预测。
预测编码主要是减少数据在空间和时间上的相关性,以达到对数据压缩的目的。
2、变换编码:KL(Karhunen-Loeve变换)、DFT(Discrete Fourier Transform,离散傅里叶变换)、DCT(Discrete Cosine Transform,离散余弦变换)、DST(Discrete Sine Transform,离散正弦变换)、HADAMARD(哈达码变换)、小波变换。
变换编码将图像时域信号变换到频域上进行处理。
3、量化编码:标量量化、矢量量化。
当我们对模拟信号进行数字化时,需要经历一个量化的过程。在这里,量化器的设计是一个很关键的步骤,量化器设计的好坏对于量化误差的大小有直接的影响。矢量量化是相对于标量量化而提出的,如果一次量化多个点,则称为矢量量化。
4、子带编码:子带编码、块切割法。