视频压缩编解码标准

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。但实际上这个 标准可用在很宽的码流范围，而非只用于低码流应用，它在许多应用中可以认为被用 于取代H.261。H.263的编码算法与H.261一样，但做了一些改善和改变，以提高性能 和纠错能力。.263标准在低码率下能够提供比H.261更好的图像效果，两者的区别有： (1)H.263的运动补偿使用半象素精度，而H.261则用全象素精度和循环滤波；(2)数据 流层次结构的某些部分在H.263中是可选的，使得编解码可以配置成更低的数据率或 更好的纠错能力；(3)H.263包含四个可协商的选项以改善性能；(4)H.263采用无限制 的运动向量以及基于语法的算术编码；(5)采用事先预测和与MPEG中的P-B帧一样的 帧预测方法；(6)H.263支持5种分辨率，即除了支持H.261中所支持的QCIF和CIF外， 还支持SQCIF、4CIF和16CIF，SQCIF相当于QCIF一半的分辨率，而4CIF和16CIF 分别为CIF的4倍和16倍。
Wavelet（小波压缩）
小波变换（ WAVELET ）是 MPEG4 标准的一部分。 该算法在图象处理方式上的特殊性，决定了它在影像回放 和远程传输方面上的优越性。在回放时画面的清晰度远比 MPEG4 等压缩算法高得多。WAVELET算法使用逐渐编 码方法，它先将整个图像以较低的分辩率编码，然后逐渐 增加细节，这和 MPEG2 等，则是将图像分成一定大小的 图块，进行编码，如果需要不同的分辩率，则需要再次分 割图像，并逐个编码。用 WVELET 算法处理的图像，轮 廓清晰，既便在图像分辩率较低时，在辨认局部表情和面 板数字这些细节时，也比其它压缩算法效果好得多。 WAVELET 的力像质量好，图像质量和传输位率之间为线 性关系。JPEG 2000算法也是以WAVELET为技术核心开 发的。
M-JPEG M-JPEG（Motion- Join Photographic Experts Group） 技术即运动静止图像（或逐帧）压缩技术，广泛应用于非 线性编辑领域可精确到帧编辑和多层图像处理，把运动的 视频序列作为连续的静止图像来处理，这种压缩方式单独 完整地压缩每一帧，在编辑过程中可随机存储每一帧，可 进行精确到帧的编辑，不过M-JPEG压缩效率比较低，存 储占用的空间大到每帧 8~15K字节，最好也只能做到每帧 3K字节，但如果因此而采用高压缩比则视频质量会严重降 低。此外，M-JPEG这种压缩方式并不是一个完全统一的 压缩标准，不同厂家的编解码器和存储方式并没有统一的 规定格式。
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/sev40Mbits/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；
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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）。
H.264 H.264从技术上来说也是属于MPEG-4范畴的，是ITU-T的视频编码专家组 （VCEG）和ISO/IEC的活动图像编码专家组（MPEG）的联合视频组（JVT： joint videoteam）开发的一个新的数字视频编码标准，它既是ITU-T的H.264， 又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。与MPEG-4一样，H.264是目前在监控 领域应用比较广泛的算法。在同等的图像质量条件下，H.264具有更高的数据 压缩比当前MPEG-2高2-3倍，比MPEG- 4高1.5-2倍。 H.264 与MPEG-4的比较 1、在极低码率（32-128Kbps）的情况下，H.264与MPEG-4相比具有性能倍 增效应，即： 相同码率的H.26L媒体流和MPEG-4媒体流相比，H.26L拥有大 约3个分贝的增益（画质水平倍增）。 32Kbps的H.26L媒体流，其信躁比与 128K的MPEG-4媒体流相近。即在同样的画面质量下，H.264的码率仅仅为 MPEG-4的四分之一。 2、 H.26L在中低码率下与MPEG-4比较： 在中低码 率（32-128Kbps）的情况下，H.26L与MPEG-4相比具有性能倍增效应。 H.264能以较低的数据速率传送基于IP的视频流,在视频质量、压缩效率和数 据包恢复丢失等方面,超越了现有的MPEG-2、MPEG-4视频通讯标准,更适合 网络传输。
国际电联的H.261、H.263 、 H.264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