视频压缩技术

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。

目前，市面上的DVR产品使用的视频压缩算法主要有: JPEG、H. 261、H.263、MPEG-1/2、MPEG- 4、JVT、H.264/AVC。

2.1 JPEG标准

JPEG 是几种标准中最简单的, 因为它处理的是静止图像, 所以不需要帧的预测和移动补偿, 因而不需反馈回路。它依次使用的处理方法是: 分立余弦变换、量化、之字形扫描以及行程编码和不变长度编码。不过, 在JPEG 标准中有一些不同的选择可以让用户使其系统适应不同程度的压缩和图像质量。涉及的技术为无损耗和有损耗的编码技术。无损耗的编码可以依照编码之前的画面把画面重组。JPEG 中的无损耗编码技术不是依靠分立余弦变换, 而是依靠“预测”。但是, 无损耗编码受压缩程度的限制。医疗用的成像就是需要无损耗编码的一个例子。有损耗的编码技术则采用分立余弦变换。现有的选择是: 串行编码、渐进编码以及分级编码。串行编码是简单分立余弦变换。渐进编码可以逐渐形成画面的质量。这种方式分段地传送量化系数。最初先储存或传送较低的频率成分, 然后是较高的频率成分。另一种方法是有选择地提高系数的分辩率, 先处理最高位, 然后是最低位。分级编码逐步建立画面的清晰度。JPEG 的渐进和分级方法的好处是让用户可以用静止图像选择可变的质量水平, 这对于把JPEG 画面从一个地点传送到另一地点很重要。

2.2 H.261标准

H.261标准是为ISDN设计，主要针对实时编码和解码设计，压缩和解压缩的信号延时不超过150ms，码率px64kbps(p=1~30）。H.261标准主要采用运动补偿的帧间预测、DCT变换、自适应量化、熵编码等压缩技术。只有I帧和P帧，没有B帧，运动估计精度只精确到像素级。支持两种图像扫描格式：QCIF和CIF。目前最适合会议系统视频缩部分的标准是ITU-T标准H. 261。当前商业上使用最多的系统都采用H. 261指定的技术。H. 261标准的压缩算法对YCrCb数字数据发挥作用。与H.261兼容的解码器必须使QCIF为其数据源的位流解码,不过CIF却是选用项。大多数系统都适应这两种分辩率。一个把CIF 数据编码到单独一个ISDNB信道的系统,可以把视频信号压缩大约60∶1。H. 320和H. 261可以适应ISDN, 所以已编码的音频/视频数据通常是以64kdps(一个ISDN信道的带宽)的倍数传送。通常,由于视频和音频信号必须共用信道,所以要在音频和视频质量之间作出一些取舍平衡,尤其是在低位速率下。通常在单独一条ISDN信道中,音频要求16kbps,而48kbps则留给视频。

2.3 H.263标准

H.263标准是甚低码率的图像编码国际标准，它一方面以H.261为基础，以混合编码为核心，其基本原理框图和H.261十分相似，原始数据和码流组织也相似；另一方面，H.263也吸收了MPEG等其它一些国际标准中有效、合理的部分，如：半像素精度的运动估计、PB 帧预测等，使它性能优于H.261。H.263使用的位率可小于64Kb/s，且传输比特率可不固定