广州市诚讯电子有限公司培训教程之视频压缩编解码标准
目前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。 监控系统大致可分为信号采集、传输、记录三部分。应用不同的视频压缩格式会影响到图像清晰度、画面延时、稳定性,主要的视频压缩算法包括:M-JPEG、Mpeg、H.264、Wavelet(小波压缩)。
MPEG系列标准 MPEG-1标准: 广泛的应用在VCD 的制作和一些视频片段下载的网络应用上面,可以说99% 的VCD 都是用MPEG1 格式压缩的。 我们目前习惯的MP3,并不是MPEG-3,而是MPEG 1 layer 3,属于MPEG 1中的音频部分。MPEG 1的像质等同于VHS,存储媒体为CD-ROM,图像尺寸320×240,音质等同于CD,比特率为1.5Mbps。 MPEG-2标准: MPEG组织于1994年推出MPEG-2压缩标准,以实现视/音频服务与应用互操作的可能性。PEG-2标准是针对标准数字电视和高清晰度电视在各种应用下的压缩方案和系统层的详细规定,编码码率从每秒3Mbps~100Mbps。MPEG-2不是MPEG-1的简单升级,MPEG-2在系统和传送方面作了更加详细的规定和进一步的完善。MPEG-2特别适用于广播级的数字电视的编码和传送,被认定为DVD 和HDTV的编码标准。 MPEG-3标准: 是ISO/IEC最初为HDTV 开发的编码和压缩标准,要求传输速率在20Mbits/sev- 40Mbits/sec间,但这将使画面有轻度扭曲,而且由于MPEG2 的高速发展,此算法已被淘汰; MPEG-4标准: 传输速率要求较低,与MPEG-1和MPEG-2相比,更适于交互AV服务以及远程监控。 此算法也是目前在监控领域应用比较广泛、成熟的;
第1章介绍 1. 为什么要进行视频压缩? ?未经压缩的数字视频的数据量巨大 ? 存储困难 ? ?一DVD只能存储几秒钟的未压缩数字视频。 ? 传输困难 ? ?1兆的带宽传输一秒的数字电视视频需要大约4分钟。 2. 为什么可以压缩 ? 去除冗余信息
? ?空间冗余:图像相邻像素之间有较强的相关性 ?时间冗余:视频序列的相邻图像之间容相似 ?编码冗余:不同像素值出现的概率不同 ?视觉冗余:人的视觉系统对某些细节不敏感 ?知识冗余:规律性的结构可由先验知识和背景知识得到3. 数据压缩分类 ? 无损压缩(Lossless) ? ?压缩前解压缩后图像完全一致X=X' ?压缩比低(2:1~3:1) ?例如:Winzip,JPEG-LS ? 有损压缩(Lossy) ? ?压缩前解压缩后图像不一致X≠X' ?压缩比高(10:1~20:1) ?利用人的视觉系统的特性 ?例如:MPEG-2,H.264/AVC,AVS
4. 编解码器 ? 编码器(Encoder) ? ?压缩信号的设备或程序 ? 解码器(Decoder) ? ?解压缩信号的设备或程序 ? 编解码器(Codec) ? ?编解码器对 5. 压缩系统的组成
(1) 编码器中的关键技术 (2) 编解码中的关键技术 6. 编解码器实现 ? 编解码器的实现平台: ? ?
超大规模集成电路VLSI ? ?ASIC,FPGA ?数字信号处理器DSP ?软件 ? 编解码器产品: ? ?机顶盒 ?数字电视 ?摄像机 ?监控器 7. 视频编码标准 编码标准作用: ? 兼容: ? ?不同厂家生产的编码器压缩的码流能够被不同厂家的解码器解码 ? 高效: ?
网络摄像机和视频服务器作为网络应用的新型产品,适应网络传输的要求也必然成为产品开发的重要因素,而这其中视频图像的技术又成为关键。在目前中国网络摄像机和视频服务器的产品市场上,各种压缩技术百花齐放,且各有优势,为用户提供了很大的选择空间。 JPEG 、M-JPEG 有相当一部分国内外网络摄像机和视频服务器都是采用JPEG,Motion-JPEG压缩技术,JPEG、M-JPEG采用的是帧内压缩方式,图像清晰、稳定,适于视频编辑,而且可以灵活设置每路的视频清晰度和压缩帧数。另外,因其压缩后的格式可以读取单一画面,因此可以任意剪接,特别适用与安防取证的用途。 Wavelet Transform 小波变换也属于帧内压缩技术,由于这种压缩方式移除了图像的高频成分,仅保留单帧图像信号,特别适用于画面变更频繁的场合,且压缩比也得到了一定的提高,因此也被一些网络摄像机和视频服务器所采用,例如,BOSCH推出的NetCam-4系列数字网络摄像机,深圳缔佳生产的NETCAM系列网络摄像机等。 H.263 H.263是一个较为成熟的标准,它是帧间预测和变换编码的混合算法,压缩比较高,尤其适用低带宽上传输活动视频。采用H.263技术生产的网络型产品,其成本较为适中,软/硬件丰富,适合集中监控数量较多的需求,如深圳大学通信技术研究所开发的SF-10网络摄像机和SF-20视频服务器,深圳新文鼎开发的W750视频服务器和W74GM网络摄像机等采用的都是这一压缩技术。 MPEG-4 MPEG-4的着眼点在于解决低带宽上音视频的传输问题,在164KHZ的带宽上,MPEG-4平均可传5-7帧/秒。采用MPEG-4压缩技术的网络型产品可使用带宽较低的网络,如PSTN,ISDN,ADSL等,大大节省了网络费用。另外,MPEG-4的最高分辨率可达720×576,接近DVD 画面效果,基于图像压缩的模式决定了它对运动物体可以保证有良好的清晰度。MPEG-4所有的这些优点,使它成为当前网络产品生产厂商开发的重要趋势之一。 另外,也有部分厂商采用的是MPEG-1,MPEG-2压缩格式,除此之外,有的厂商还采用多种压缩技术相结合的方式,例如,有些国外推出的网络摄像机,其压缩方式就是MPEG-4,与JPEG 相结合,在可以看到JPEG静止图像的同时,利用MPEG-4高级压缩功能,令到高质量的动态图像也能在低带宽上传输。 纵观以上这些压缩技术,虽然MPEG-4以其良好的图像压缩性能,可支持非常低的宽带上达到视频会议的质量,从而成为未来网络型产品开发的主流方向,但就现在市场的应用情况来看,MPEG-4暂时还没有占到主导地位,究其原因,主要是由于虽然MPEG-4的国际标准已经制定,但MPEG-4的算法是公开的因而厂商各自为政,良莠不齐,对后续的二次开发带来了严重的影响,另外,MPEG-4在图像质量上也有待提高,在复杂的网路环境中,数据流
几种视频压缩技术概述 (返回) (一)、JPEG——静止图像压缩标准 1、 JPEG 国际标准化组织(ID)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合成立的专家组织JPEG (Joint Photographic experts group经过五年艰苦细致地工作后,于是1991年3月 提出了ISO CDIO918号建议草案:多灰度静止图像的数字压缩编码(简称JPEG标准)。 这是一个适用于彩色和单多多灰度或连续色调静止数字图像的压缩标准。它包括基于 DPCM(差分脉冲编码调制)、DCT(离散余弦变换)和Huffman编码的有损压缩算法两个 部分。前者不会产生失真,但压缩比很小;后一种算法进行图像压缩住处虽有损失但压 缩比可以很大,压缩20倍左右时,人眼基本上看不出失真。JPEG标准有三个范畴: A、基本顺序过程Baseline sequential processes实现有损图像压缩。重建图像质量达 到人眼难以实现图像质量达到人眼难以观察出损失的要求。采用8*8像素自适应DCT算 法、量化及H uffman型的熵编码器。 B、基于DCT的扩展过程(Extended DCT Based Process)使用累进行工作方式,采用自 适应算术的编码过程。 C、无失真过程(Lossless Process)采用预测编码及Huffman(或算术编码),可保 证重建图像数据与原始图像数据完全相同。 基中的基本顺序过程是JPEG最基本的压缩过程:符合JPEG标准的硬软件编码/解码器都 必须支持和实现这个过程。另两个过程是可选扩展,对一些特定的应用项目有很大实用 价值。 (1)、JPEG算法 基本JPEG算法操作可分成以下三个步骤:通过离散余弦变换(DCT)去除数据冗余;使 用量化表对DCT系数进行量化,量化表是根据人类礼堂系统和压缩图像类型的特点进行 优化的量化系数矩阵;对量化后的DCT系数时行编码使其熵达到最小,熵编码采用 Huffman可变字长编码 (2)、离散余弦变换 JPEG采用8*8子块的二维离散余弦变换算法。在编者按码器的输入端,把原始图像(对
高清视频的编码格式有五种,即H.264、MPEG-4、MPEG-2、WMA-HD以及VC-1。事实上,现在网络上流传的高清视频主要以两类文件的方式存在:一类是经过MPEG-2标准压缩,以tp和ts为后缀的视频流文件;一类是经过WMV-HD(Windows Media Video High Definition)标准压缩过的wmv文件,还有少数文件后缀为avi或mpg,其性质与wmv是一样的。真正效果好的高清视频更多地以H.264与VC-1这两种主流的编码格式流传。 H.264编码 H.264编码高清视频 H.264是由国际电信联盟(iTU-T)所制定的新一代的视频压缩格式。H.264 最具价值的部分是更高的数据压缩比,在同等的图像质量,H.264的数据压缩比能比当前DVD系统中使用的 MPEG-2高2~3倍,比MPEG-4高1.5~2倍。正因为如此,经过H.264压缩的视频数据,在网络传输过程中所需要的带宽更少,也更加经济。在 MPEG-2需要6Mbps的传输速率匹配时,H.264只需要1Mbps~2Mbps 的传输速率,目前H.264已经获得DVD Forum与Blu-ray Disc Association采纳,成为新一代HD DVD的标准,不过H.264解码算法更复杂,计算要求比WMA-HD 还要高。 从ATI的Radeon X1000系列显卡、NVIDIA的GeForce 6/7系列显卡开始,它们均加入对H.264硬解码的支持。与MPEG-4一样,经过H.264压缩的视频文件一般也是采用avi 作为其后缀名,同样不容易辨认,只能通过解码器来自己识别。 总的来说,常见的几种高清视频编码格式的特点是能够以更低的码率得到更高的画质,相同效果的MPEG2与H.264影片做比较,后者在容量上仅需前者的一半左右。这也就意味着,H.264不仅能够节省HDTV的存储空间,而且还可以
教你如何快速压缩视频 手机一族的我们很喜欢在手机上观看视频,像电视剧呀、动漫视频呀等等之类的自己喜欢的视频,有时候时间不够又怕下次看不到这个视频了就会将视频文件缓存下来,方便下一次继续观看,但是视频缓存的多了就会很占内存,下面教你如何快速压缩视频,轻松缓存多个视频文件。 可以使用在线压缩网站进行压缩 1、在手机中搜索迅捷在线压缩,打开网站之后会看到页面中有在线图片压缩、在线视频压缩和在线PDF压缩的功能,想要压缩的是视频文件,就可以点击在线视频压缩下面的立即使用的按钮,直接进入操作界面中去。 2、之后点击页面中选择文件按钮,添加需要进行压缩的视频文件。一次可添加多个视频。
3、视频添加好之后,下方会有压缩设置可以进行选择,有清晰优先、常规压缩和缩小优先可以选择,还有保持原格式、mp 4、avi的输出格式的选择,根据自己的需要,选择一个合适的就可以。 4、最后点击开始压缩的按钮,系统就会对添加的视频文件进行压缩。
还可以借助压缩软件进行压缩 1、先将视频传输到电脑上,打开视频压缩软件,页面中有三个压缩的功能,有图片压缩、视频压缩和PDF压缩,点击选择视频压缩就可以进入操作界面。
2、添加选用进行压缩的视频。点击页面中添加文件或者添加文件夹的按钮,即可添加文件。当然也可以直接拖拽文件进行添加,简单粗暴。一次可以添加多个视频文件。
3、之后选择压缩的选项,在添加文件的下方有输出分辨率、输出格式以及压缩选项的设置,根据实际情况选择。
4、压缩完成的视频需要有一个保存的位置,可以保存在原文件夹中,也可以自定义保存的位置,只要自己能够找到这个位置就可以。
视频编码标准汇总及比较 MPEG-1 类型:Audio&Video 制定者:MPEG(Moving Picture Expert Group) 所需频宽:2Mbps 特性:对动作不激烈的视频信号可获得较好的图像质量,但当动作激烈时,图像就会产生马赛克现象。它没有定义用于额外数据流进行编对码的格式,因此这种技术不能广泛推广。它主要用于家用VCD,它需要的存储空间比较大。 优点:对动作不激烈的视频信号可获得较好的图像质量。 缺点:当动作激烈时,图像就会产生马赛克现象。它没有定义用于额外数据流进行编对码的格式,因此这种技术不能广泛推广。 应用领域:Mixer 版权方式:Free 备注:MPEG-1即俗称的VCD。MPEG是ISO/IEC JTC1 1988年成立的运动图像专家组(Moving Picture Expert Group)的简称,负责数字视频、音频和其他媒体的压缩、解压缩、处理和表示等国际技术标准的制定工作。MPEG-1制定于1992年,它是将视频数据压缩成1~2Mb/s的标准数据流。对于清晰度为352×288的彩色画面,采用25帧/秒,压缩比为50:1时,实时录像一个小时,经计算可知需存储空间为600MB左右,若是8路图像以每天录像10小时,每月30天算,则要求硬盘存储容量为1440GB,则显然是不能被接受的。 --------------------------------------------------------------------------------------------- MPEG-2
类型:Audio&Video 制定者:MPEG(Moving Picture Expert Group) 所需频宽:视频上4.3Mbps,音频上最低的采样率为16kHz 特性:编码码率从每秒3兆比特~100兆比特,是广播级质量的图像压缩标准,并具有CD 级的音质。MPEG-2的音频编码可提供左、右、中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道,和多达7个伴音声道。作为MPEG-1的兼容性扩展,MPEG-2支持隔行扫描视频格式和其它先进功能,可广泛应用在各种速率和各种分辨率的场合。但是MPEG-2标准数据量依然很大,不便存放和传输。 优点:MPEG-2的音频编码可提供左、右、中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道,和多达7个伴音声道,具有CD级的音质。可提供一个较广的范围改变压缩比,以适应不同画面质量、存储容量以及带宽的要求。支持隔行扫描视频格式和其它先进功能,可广泛应用在各种速率和各种分辨率的场合。 缺点:压缩比较低,数据量依然很大,不便存放和传输,如用于网络方面则需要较高的网络带宽,因此不太适合用于Internet和VOD点播方面。 应用领域:Mixer 版税方式:按个收取(最初的收费对象为解码设备和编码设备,中国DVD制造商每生产一台DVD需要交纳专利费16.5美元。向解码设备和编码设备收取的专利授权费每台2.5美元) 备注:MPEG-2是其颁布的(活动图像及声音编码)国际标准之一,制定于1994年,是为高级工业标准的图像质量以及更高的传输率而设计,为了力争获得更高的分辨率 (720×486),提供广播级视频和CD级的音频,它是高质量视频音频编码标准。在常规电视的数字化、高清晰电视HDTV、视频点播VOD,交互式电视等各个领域中都是核心的技术之一。由于MPEG-2在设计时的巧妙处理,使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据,如VCD。MPEG-2的音频编码可提供左、右、中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道,和多达7个伴音声道。我们平时所说的DVD就是采用MPEG-2编码压缩,所以可有8种语言的配音。除了作为DVD的指定标准外,MPEG-2的应用前景非常的广阔,
音频、视频压缩有哪些技术标准? 视频压缩技术有:MPEG-4、H263、H263+、H264等 MPEG-4视频编码技术介绍 MPEG是“Moving Picture Experts Group”的简称,在它之前的标准叫做JPEG,即“Joint Photographic Experts Group”。当人们用到常见的“.jpg”格式时,实际上正在使用JPEG的标准。JPEG规范了现代视频压缩的基础,而MPEG把JPEG 标准扩展到了运动图象。 MPEG-4视频编码标准支持MPEG-1、MPEG-2中的大多数功能,它包含了H.263的核心设计,并增加了优先特性和各种各样创造性的新特性。它提供不同的视频标准源格式、码率、帧频下矩形图像的有效编码,同时也支持基于内容的图像编码。采纳了基于对象(Object-Based)的编码、基于模型(Model-based)的编码等第二代编码技术是MPEG-4标准的主要特征。 MPEG4与MPEG1、MPEG2的比较 从上表可以看出,MPEG1和MPEG2主要应用于固定媒体,比如 VCD 和 DVD ,而对于网络传输,MPEG4具有无可比拟的优势。 H.263/H.263+/H.264视频编码技术介绍 1.H.263视频编码标准 1.H.263是最早用于低码率视频编码的ITU-T标准,随后出现的第二 版(H.263+)及H.263++增加了许多选项,使其具有更广泛的适用性。 H.263是ITU-T为低于64kb/s的窄带通信信道制定的视频编码标准。 它是在H.261基础上发展起来的,其标准输入图像格式可以是
S-QCIF、QCIF、CIF、4CIF或者16CIF的彩色4∶2∶0亚取样图像。 H.263与H.261相比采用了半象素的运动补偿,并增加了4种有效的 压缩编码模式。 2.H.263+视频压缩标准 1.ITU-T在H.263发布后又修订发布了H.263标准的版本2,非正式 地命名为H.263+标准。它在保证原H.263标准核心句法和语义不变 的基础上,增加了若干选项以提高压缩效率或改善某方面的功能。原 H.263标准限制了其应用的图像输入格式,仅允许5种视频源格式。 H.263+标准允许更大范围的图像输入格式,自定义图像的尺寸,从而 拓宽了标准使用的范围,使之可以处理基于视窗的计算机图像、更高 帧频的图像序列及宽屏图像。为提高压缩效率,H.263+采用先进的帧 内编码模式;增强的PB-帧模式改进了H.263的不足,增强了帧间预 测的效果;去块效应滤波器不仅提高了压缩效率,而且提供重建图像 的主观质量。为适应网络传输,H.263+增加了时间分级、信噪比和空 间分级,对在噪声信道和存在大量包丢失的网络中传送视频信号很有 意义;另外,片结构模式、参考帧选择模式增强了视频传输的抗误码 能力。 3.H.264视频压缩标准 1.H.264是由ISO/IEC与ITU-T组成的联合视频组(JVT)制定的新一 代视频压缩编码标准。对信道时延的适应性较强,既可工作于低时延 模式以满足实时业务,如会议电视等;又可工作于无时延限制的场合, 如视频存储等。 2.提高网络适应性,采用“网络友好”的结构和语法,加强对误码和 丢包的处理,提高解码器的差错恢复能力。 3.在编/解码器中采用复杂度可分级设计,在图像质量和编码处理之 间可分级,以适应不同复杂度的应用。 4.相对于先期的视频压缩标准,H.264引入了很多先进的技术,包括 4×4整数变换、空域内的帧内预测、1/4象素精度的运动估计、多参 考帧与多种大小块的帧间预测技术等。新技术带来了较高的压缩比, 同时大大提高了算法的复杂度。 G.7xx系列典型语音压缩标准介绍 G.7xx 是一组 ITU-T 标准,用于视频压缩和解压过程。它主要用于电话方面。在电话学中,有两个主要的算法,分别定义在 mu-law 算法(美国使用)和 a-law 算法(欧洲及世界其他国家使用),两者都是对数关系,但对于计算机的处理来说,后者的设计更为简单。 国际电信联盟G系列典型语音压缩标准的参数比较:
各种音视频编解码学习详解 编解码学习笔记(一):基本概念 媒体业务是网络的主要业务之间。尤其移动互联网业务的兴起,在运营商和应用开发商中,媒体业务份量极重,其中媒体的编解码服务涉及需求分析、应用开发、释放license收费等等。最近因为项目的关系,需要理清媒体的codec,比较搞的是,在豆丁网上看运营商的规范标准,同一运营商同样的业务在不同文档中不同的要求,而且有些要求就我看来应当是历史的延续,也就是现在已经很少采用了。所以豆丁上看不出所以然,从wiki上查。中文的wiki信息量有限,很短,而wiki的英文内容内多,删减版也减肥得太过。我在网上还看到一个山寨的中文wiki,长得很像,红色的,叫―天下维客‖。wiki的中文还是很不错的,但是阅读后建议再阅读英文。 我对媒体codec做了一些整理和总结,资料来源于wiki,小部分来源于网络博客的收集。网友资料我们将给出来源。如果资料已经转手几趟就没办法,雁过留声,我们只能给出某个轨迹。 基本概念 编解码 编解码器(codec)指的是一个能够对一个信号或者一个数据流进行变换的设备或者程序。这里指的变换既包括将信号或者数据流进行编码(通常是为了传输、存储或者加密)或者提取得到一个编码流的操作,也包括为了观察或者处理从这个编码流中恢复适合观察或操作的形式的操作。编解码器经常用在视频会议和流媒体等应用中。 容器 很多多媒体数据流需要同时包含音频数据和视频数据,这时通常会加入一些用于音频和视频数据同步的元数据,例如字幕。这三种数据流可能会被不同的程序,进程或者硬件处理,但是当它们传输或者存储的时候,这三种数据通常是被封装在一起的。通常这种封装是通过视频文件格式来实现的,例如常见的*.mpg, *.avi, *.mov, *.mp4, *.rm, *.ogg or *.tta. 这些格式中有些只能使用某些编解码器,而更多可以以容器的方式使用各种编解码器。 FourCC全称Four-Character Codes,是由4个字符(4 bytes)组成,是一种独立标示视频数据流格式的四字节,在wav、avi档案之中会有一段FourCC来描述这个AVI档案,是利用何种codec来编码的。因此wav、avi大量存在等于―IDP3‖的FourCC。 视频是现在电脑中多媒体系统中的重要一环。为了适应储存视频的需要,人们设定了不同的视频文件格式来把视频和音频放在一个文件中,以方便同时回放。视频档实际上都是一个容器里面包裹着不同的轨道,使用的容器的格式关系到视频档的可扩展性。 参数介绍 采样率 采样率(也称为采样速度或者采样频率)定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数,它用赫兹(Hz)来表示。采样频率的倒数叫作采样周期或采样时间,它是采样之间的时间间隔。注意不要将采样率与比特率(bit rate,亦称―位速率‖)相混淆。 采样定理表明采样频率必须大于被采样信号带宽的两倍,另外一种等同的说法是奈奎斯特频率必须大于被采样信号的带宽。如果信号的带宽是100Hz,那么为了避免混叠现象采样频率必须大于200Hz。换句话说就是采样频率必须至少是信号中最大频率分量频率的两倍,否则就不能从信号采样中恢复原始信号。 对于语音采样: ?8,000 Hz - 电话所用采样率, 对于人的说话已经足够 ?11,025 Hz ?22,050 Hz - 无线电广播所用采样率 ?32,000 Hz - miniDV 数码视频camcorder、DAT (LP mode)所用采样率 ?44,100 Hz - 音频CD, 也常用于MPEG-1 音频(VCD, SVCD, MP3)所用采样率
视频压缩编码标准H.264详解 ——新疆大学2006级工硕郭新军 JVT(Joint Video Team,视频联合工作组)于2001年12月在泰国Pattaya 成立。它由ITU-T和ISO两个国际标准化组织的有关视频编码的专家联合组成。JVT的工作目标是制定一个新的视频编码标准,以实现视频的高压缩比、高图像质量、良好的网络适应性等目标。目前JVT的工作已被ITU-T接纳,新的视频压缩编码标准称为H.264标准,该标准也被ISO接纳,称为AVC(Advanced Video Coding)标准,是MPEG-4的第10部分。 H.264标准可分为三档: 基本档次(其简单版本,应用面广); 主要档次(采用了多项提高图像质量和增加压缩比的技术措施,可用于SDTV、HDTV和DVD等); 扩展档次(可用于各种网络的视频流传输)。 H.264不仅比H.263和MPEG-4节约了50%的码率,而且对网络传输具有更好的支持功能。它引入了面向IP包的编码机制,有利于网络中的分组传输,支持网络中视频的流媒体传输。H.264具有较强的抗误码特性,可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输。H.264支持不同网络资源下的分级编码传输,从而获得平稳的图像质量。H.264能适应于不同网络中的视频传输,网络亲和性好。 一、H.264视频压缩系统 H.264标准压缩系统由视频编码层(VCL)和网络提取层(Network Abstraction Layer,NAL)两部分组成。VCL中包括VCL编码器与VCL解码器,主要功能是视频数据压缩编码和解码,它包括运动补偿、变换编码、熵编码等压缩单元。NAL则用于为VCL提供一个与网络无关的统一接口,它负责对视频数据
视频压缩编解码标准综述 摘要:本文从目前视频流传输中最为重要的编解码标准国际电联的H.261、H.263,运动静止图像专家组的M-JPEG,国际标准化组织运动图像专家组的MPEG系列标准,以及在互联网上被广泛应用的Real Video、WMT、 QuickTime等方面,详细地介绍了视频压缩编解码标准及其应用。 关键词:视频压缩编解码标准,H.261,H.263,M-JPEG,MPEG,MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4,MPEG-7,MPEG-21,Real Video,WMT,QuickTime。 随着Internet带宽的不断增长,在Internet上传输视频的相关技术也成为Internet节研究和开发的热点。目前,许多实验性的高速宽带网络都把视频传输的技术和应用作为研究的重点课题。在Internet上传输视频有许多困难,其根本的原因在于Internet的无连接每包转发机制主要为突发性的数据传输设计,不适用于对连续媒体流的传输。为了在Internet上有效的、高质量的传输视频流,需要多种技术的支持,其中数字视频的压缩编码技术是Internet视频传输中的关键技术之一。此外,在多媒体的传输、处理、应用中还有许多问题:如何在网络上传输视频?如何通过手机上网并接收视频和图像?如何对多媒体 数据进行快速有效的检索?如何对多媒体信息进行统一的存取?等等。 目前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,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WMT 以及Apple公司的QuickTime等。具体如下: 一、国际电联的H.261、H.263标准 1.H.261 H.261又称为P*64,其中P为64kb/s的取值范围,是1到30的可变参数,它最初是针对在ISDN上实现电信会议应用特别是面对面的可视电话和视频会议而设计的。实际的编码算法类似于MPEG算法,但不能与后者兼容。H.261在实时编码时比MPEG所占用的CPU运算量少得多,此算法为了优化带宽占用量,引进了在图像质量与运动幅度之间的平衡折中机制,也就是说,剧烈运动的图像比相对静止的图像质量要差。因此这种方法是属于恒定码流可变质量编码而非恒定质量可变码流编码。 2.H.263 H.263是国际电联ITU-T的一个标准草案,是为低码流通信而设计的。但实际上
视频格式与编码压缩标准的关系 通过引入下面三个概念来介绍视频压缩知识。分别是:视频文件格式(简称:文件格式),视频封装格式(简称:视频格式),视频编码方式(简称:视频编码) 一,视频文件格式(简称:文件格式):我们知道Windows系统中的文件名都有后缀,例如1.doc,2.wps,3.psd等等。Windows设置后缀名的目的是让系统中的应用程序来识别并关联这些文件,让相应的文件由相应的应用程序打开。例如你双击1.doc文件,它会知道让Microsoft Office去打开,而不会用Photoshop去打开这个文件。所以常见的视频文件格式如1.avi,2.mpg 这些都叫做视频的文件格式,它由你电脑上安装的视频播放器关联。你可以随意改扩展名,但是真的对视频一点影响都没有,千万不要以为avi 改成mp4,视频就变成mp4 格式了。 二,视频封装格式(简称:视频格式):AVI,MPEG,VOB是一种视频封装格式,相当于一种储存视频信息的容器。它是由相应的公司开发出来的。我们可以在自己的电脑上看到的1.avi,2.mpg,3.vob这些视频文件格式的后缀名即采用相应的视频封装格式的名称。以下集中介绍几种封装格式: 1,AVI格式(后缀为.AVI):它的英文全称为Audio Video Interleaved,即音频视频交错格式。它于1992年被Microsoft公司推出。这种视频格式的优点是图像质量好。由于无损AVI可以保存alpha通道,经常被我们使用。缺点太多,体积过于庞大,而且更加糟糕的是压缩标准不统一,最普遍的现象就是高版本Windows媒体播放器播放不了采用早
视频压缩编码及常用格式 数据压缩编码已经拥有很长的历史,压缩编码的理论基础是信息论。从信息的角度看,压缩就是去除数据中的消除冗余。即保留不确定的信息,去除确定的信息,用一种更接近信息本质的描述来代替原有冗余的描述压缩的目的是在尽可能保证视觉效果的前题下减少数据率。视频压缩比是指压缩后的数据量与压缩前的数据量之比。由于视频是连续的静态图像,因此其压缩编码算法与静态图像的压缩算法有某些共同的地方,但是运动的视频还有其本身的特性,因此在压缩是还要考虑其运动特性,这样才能达到高效果压缩的目的。 自从上世纪四十年代第一台电视机问世以来,视频技术的研究与应用已经有近六十年的历史。当前电视技术均为模拟视频技术,经过几十年的发展和完善,已经十分成熟。世界通行的模拟电视制式主要有:PAL(欧洲、中国)NTSC(北美、日本)和SECAM(法国)。 随着计算机技术近二十年的发展,特别是九十年代以来互联网的广泛应用,多媒体数字视频技术已经成为了当前信息科学中十分活跃的研究方向。数字化技术的引用。使得对视频信号的捕获、处理、压缩和储存都有了革命性的进步特别是在视频数据的压缩和储存上。国际电信联合会(ITC)于1990年正式提出了ITU-TH261建议,这是第一个关于使用化视频图像压缩编码的国际标准提议。九十年代中,IUT在该建议上提出了MPEG1、MPEG2、MPEG4、H.263和JPEG2000等压缩标准。这些标准的制定和颁布,极大的促进了数字视频压缩与编码技术的研究和实用化。 视频编码标准的发展 视频编码技术在近年得到了迅速的发展和广泛的应用,并在日渐成熟,起标准是多个视频编码国际化标准的制定与应用,即国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC关于静态图像的编码标准JPEG、国际电信联盟ITU-T关于电视、电话会议的视频编码标准H261、H.263及H.264和ISO/TEC关于活动图像的编码标准MPEG-1,MPEG-2、MPEG-4等。这些标准图像编码算法融合了各种性能优良的图像编码方法,代表了目前编码的发张水平。 MPEG-1 MPEG-1标准于1993年8月公布,用于传输1.5Mbps数据传输的数据储存媒体运动图像及其伴音的编码。该标准包括五个部分:第一:说明如何根据第二部(视频)以及第三部分(音频)的规定,对音频和视频进行复合编码。第四部分说明检验解码器或编码器的输出比流符合前三部分规定的过程。第五部分是一个用完整的C语言实现的编码和解码器。 MPEG-1取得一连串的成功,如VCD和MP3的大量使用,可携式MPEG-1摄像
几种视频压缩标准简介 3. 基于嵌入式视频服务器的网络化数字视频监控 3.1 什么是网络数字监控 简单的说,网络数字监控就是将传统的模拟视频信号转换为数字信号,通过计算机网络来传输,通过智能化的计算机软件来处理。 系统将传统的视频、音频及控制信号数字化,以IP包的形式在网络上传输,实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化以及管理的智能化。 3.2 几种视频压缩标准简介 1)MJPEG MJPEG 是指Motion JPEG,即动态JPEG,按照25帧/秒速度使用JPEG 算法压缩视频信号,完成动态视频的压缩。是由JPEG专家组制订的,其图像格式是对每一帧进行压缩,通常可达到6:1的压缩率,但这个比率相对来说仍然不足。就像每一帧都是独立的图像一样。MJPEG图象流的单元就是一帧一帧的JPEG画片。因为每帧都可任意存取,所以MJPEG 常被用于视频编辑系统。动态JPEG能产生高质量、全屏、全运动的视频,但是,它需要依赖附加的硬件。而且,由于MJPEG不是一个标准化的格式,各厂家都有自己版本的MJPEG,双方的文件无法互相识别。 MJPEG的优点是画质还比较清晰,缺点是压缩率低,占用带宽很大。一般单路占用带宽2M左右。 2)H.263 H.263 视频编码标准是专为中高质量运动图像压缩所设计的低码率图像压缩标准。 H.263 采用运动视频编码中常见的编码方法,将编码过程分为帧内编码和帧间编码两个部分。埃帧内用改进的DCT 变换并量化,在帧间采用1/2 象素运动矢量预测补偿技术,使运动补偿更加精确,量化后适用改进的变长编码表(VLC)地量化数据进行熵编码,得到最终的编码系数。 H.263标准压缩率较高,CIF格式全实时模式下单路占用带宽一般在几百左右,具体占用带宽视画面运动量多少而不同。缺点是画质相对差一些,占用带宽随画面运动的复杂度而大幅变化。 3)MPEG-1 VCD标准。
音频压缩技术指的是对原始数字音频信号流(PCM编码)运用适当的数字信号 处理技术,在不损失有用信息量,或所引入损失可忽略的条件下,降低(压缩)其码率,也称为压缩编码。它必须具有相应的逆变换,称为解压缩或解码。音频信号在通过一个编解码系统后可能引入大量的噪声和一定的失真。 、音频压缩算法的主要分类及典型代表 一般来讲,可以将音频压缩技术分为无损(lossless)压缩及有损(lossy)压缩两大类,而按照压缩方案的不同,又可将其划分为时域压缩、变换压缩、子带压缩,以及多种技术相互融合的混合压缩等等。各种不同的压缩技术,其算法的复杂程度(包括时间复杂度和空间复杂度)、音频质量、算法效率(即压缩比例),以及编解码延时等都有很大的不同。各种压缩技术的应用场合也因之而各不相同。 (1)时域压缩(或称为波形编码)技术是指直接针对音频PCM码流的样值 进行处理,通过静音检测、非线性量化、差分等手段对码流进行压缩。此类压缩技术的共同特点是算法复杂度低,声音质量一般,压缩比小(CD音质> 400kbps),编解码延时最短(相对其它技术)。此类压缩技术一般多用于语音压缩,低码率应用(源信号带宽小)的场合。时域压缩技术主要包括G.711、ADPCM、LPC、CELP,以及在这些技术上发展起来的块压扩技术如NICAM、子带ADPCM (SB-ADPCM)技术如G.721、G.722、Apt-X等。 (2)子带压缩技术是以子带编码理论为基础的一种编码方法。子带编码理论最早是由Crochiere等于1976年提出的。其基本思想是将信号分解为若干子频带内的分量之和,然后对各子带分量根据其不同的分布特性采取不同的压缩策略以降低码率。通常的子带压缩技术和下面介绍的变换压缩技术都是根据人对声音信号的感知模型(心理声学模型),通过对信号频谱的分析来决定子带样值或频域样值的量化阶数和其它参数选择的,因此又可称为感知型(Perceptual)压缩编码。这两种压缩方式相对时域压缩技术而言要复杂得多,同时编码效率、声音质量也大幅提高,编码延时相应增加。一般来讲,子带编码的复杂度要略低于变换编码,编码延时也相对较短。 由于在子带压缩技术中主要应用了心理声学中的声音掩蔽模型,因而在对信号进行压缩时引入了大量的量化噪声。然而,根据人类的听觉掩蔽曲线,在解码后,这些噪声被有用的声音信号掩蔽掉了,人耳无法察觉;同时由于子带分析的运用,各频带内的噪声将被限制在频带内,不会对其它频带的信号产生影响。因而在编码时各子带的量化阶数不同,采用了动态比特分配技术,这也正是此类技术压缩效率高的主要原因。在一定的码率条件下,此类技术可以达到“完全透明”的声音质量(EBU音质标准)。 子带压缩技术目前广泛应用于数字声音节目的存储与制作和数字化广播中。典型的代表有著名的MPEG-1层Ⅰ、层Ⅱ(MUSICAM),以及用于Philips DCC 中的PASC(Precision Adaptive Subband Coding,精确自适应子带编码)等。
目录 1. 视频压缩技术简介 (1) 2. 国际音视频压缩标准发展历程 ............................. .. (1) 2.1 JPEG标准..................................... .. (2) 2.2 H.261标准 ............................. ... .. (2) 2.3 H.263标准 (2) 2.4 MPEG-1/2标准 ............................. .. (3) 2.5 MPEG- 4标准................................ .. .. (4) 2.6 JVT标准 .................................... . (4) 2.7 H.264/AVC标准 ......................................... .. (4) 3.监控与视频压缩 ........................................... . (5) 3.1 分辨率的选择 (5) 3.2最佳方式 (5) 4. 视频压缩技术的若干应用 (6) 5. 视频压缩技术的市场背景 (6) 6. 结束语 ....................................... (7)
视频压缩技术发展现状 摘要 随着计算机技术、微电子技术和通信技术的不断进步.人们己不仅仅满足于语音、电报、电子邮件等的通信方式.视频通信因为其直观性、可靠性等一系列优点.成为新的应用需求热点。例如远程监控、远程教学、远程医疗诊断、远程购物、远程探视、电视电话会议等应用都迫切需要高质量的网络视频传输的支持。近年来, 视频压缩技术的进展已经进入多媒体领域的前沿。新的应用和新的产品几乎每天都会出现, 所以在多媒体世界中要订立标准来保证一个制造商提供的设备和服务可以成功地与其他制造商的类似设备一起工作。现在已经妥善地确立了这方面的一些标准, 包括JPEG、MPEG1、MPEG2和H. 330。现在, 大多数采用ISDN 的视像会议系统都符合IT U -T H. 320标准, 而MPEG2 则用在更高档的广播系统。除JPEG 之外, 这些标准确定了储存和传送频和音频信号时压缩这些信号的规则。现在已经形成这些新标准和压缩算法来减少视频传输所需的带宽。 视频标准具有一些共有的特性, 尤其是它们都采用分立余弦变换。但这些标准又是截然不同的,针对不同的用途,新的标准还会出现,以满足更多的用途。例如, H. 263 是和H. 261 有许多相似之处的视频标准, 它可以通过普通的电话线进行优质的电视会议。MPEG4 具有新功能改进的压缩比和图像质量。 1.视频压缩技术简介 什么是视频压缩技术?视频压缩技术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。目前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,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。 视频压缩技术用于录像、资料收集、整理、储存,高性能的视频压缩技术甚至用于远程视频网络传输,因此,在安防监控市场DVR(数字化硬盘录像监控)技术中,成为先进的数字化网络监控,不论是在监视、录像存储、画面检索、网络传输、信息安全保密以及控制技术方面相比传统的模拟监控技术,大大提高了视频监控领域的效率。 2.国际音视频压缩标准发展历程 随着有线电视网络的发展,视频压缩技术还在节目的采集、制作、播出及存储构成中的大量使用,欣的电视业务(如视频点播、准视频点播)已经实现,人们可以随时调看想看的电视节目和录像片。
常见的几种高清视频编码 格式 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
高清视频的编码格式有五种,即、MPEG-4、MPEG-2、WMA-HD以及VC-1。事实上,现在网络上流传的高清视频主要以两类文件的方式存在:一类是经过MPEG-2标准压缩,以tp和ts为后缀的视频流文件;一类是经过WMV- HD(Windows Media Video High Definition)标准压缩过的wmv文件,还有少数文件后缀为avi或mpg,其性质与wmv是一样的。真正效果好的高清视频更多地以与VC-1这两种主流的编码格式流传。 编码 编码高清视频 是由国际电信联盟(iTU-T)所制定的新一代的视频压缩格式。最具价值的部分是更高的数据压缩比,在同等的图像质量,的数据压缩比能比当前DVD系统中使用的 MPEG-2高2~3倍,比MPEG-4高~2倍。正因为如此,经过压缩的视频数据,在网络传输过程中所需要的带宽更少,也更加经济。在 MPEG-2需要6Mbps的传输速率匹配时,只需要1Mbps~2Mbps的传输速率,目前已经获得DVD Forum与Blu-ray Disc Association采纳,成为新一代HD DVD的标准,不过解码算法更复杂,计算要求比WMA-HD还要高。 从ATI的Radeon X1000系列显卡、NVIDIA的GeForce 6/7系列显卡开始,它们均加入对硬解码的支持。与MPEG-4一样,经过压缩的视频文件一般也是采用avi 作为其后缀名,同样不容易辨认,只能通过解码器来自己识别。 总的来说,常见的几种高清视频编码格式的特点是能够以更低的码率得到更高的画质,相同效果的MPEG2与影片做比较,后者在容量上仅需前者的一半左右。这也就意味着,不仅能够节省HDTV的存储空间,而且还可以在手机等带