高清视频编码和编解码器MEncoder的研究
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２ １Ｈ．６ 和 ＭＰ Ｇ－ ａ ｔ ． ２４ Ｅ ４Ｐ ｒ ２
虑 当 前帧 之 前 的 图 像 ． 考 虑不 同 帧之 后 的 编码 图 像 ． 以更 大 也 可
准 的 最 流 行 的 具 体 实 现 之 一 。本 文 介 绍 了视 频 编 解 码 中的 一 些 基 本 知 识 。 过 对 ＭＥ ｃｄｒ 选 项 介 绍 说 明 了影 响视 频 编 码 通 ｎ ｏｅ 的 的 一 些 要 素 。 后 利 用 ＭＥ ｅ ｅ 对 ｘ６ 、 ｖｄ在 不 同压 缩 质 量 下编 码 的全 高清 视 频 ， 行 压 缩 率 、 解码 效 率 和 压 缩 后视 频 最 ｎｏ ｒ ２ Ｘｉ ４ 进 编 质量等方面比较。
１ 引 言 、
来 越 大 。 全 高 清 视 频 （ ｕ ｉｈ－ ｆ ｉｏ ｉｅ ）ｉ 持 卜 Ｐ ｓ 缩 和 Ｆ ｌＨ ｇ－ ｅ ｎｔ ｎＶｄ ｏ 是 ｌ ｄｉ ｉ ００ ｖｄ支 ａＳ压 辨 率 下 的 高 清 视频 ， 这类 视 频 对 编 解 码 器 的要 求 是 最 高 的 ． 是 ２ Ｐｓ 压 缩 ． Ｈ＿ ４还 支 持 ３ Ｐ ｓ， 常 ２ Ｐ ｓ 效 果 已 经 也 一 ａｓ 而 ２ ６ － ａｓ 通 一 ａｓ的
２１ ０ ０年第 ４期
福
建
电
脑
３ ５
高清视频编码和编解码器 Ｍ ｎｏｅ的研究 Ｅ ｃｄｒ
黄丽福 ，陈
【 摘
锋 ，缪
文
（ 门 大 学 信 息科 学 与技 术 学 院 福 建 厦 门 ３ １０ ） 厦 ６０ ５
要 】 Ｔ — ２ ４和 Ｍ Ｅ － ａｔ （ Ｓ ） 当前最重要 的两个高清视频 编码标 准。而 ｘ ６ 和 Ｘ ｉ 这两个标 ：ＩＵ ＴＨ． ６ Ｐ Ｇ ４Ｐ ｒ ２Ａ Ｐ ￣ ２ ４ ｖ ｄ是
【 关键词 】 ２ ； ．６ ； ｖｄ ＭＰ Ｇ ４ ＭＥ ｃｄ ｒ 高清视 频编码； ：Ｘ ６ Ｈ２ Ｘ ｉ； Ｅ 一 ； ｎ ｏｅ； ４ ４ 视频压缩
降低 残差 图像 能 量 的 比 特 流 压 缩 遍 数 『，， （ａｓ， 扫 描 视 频 数 据 的 次 数 ， 次 以 上 ７８ ］Ｐ ｓ） 即 ６ 两 随 着 网络 带 宽 的增 长 、单 位 硬 盘 存储 的价 格 下 降 以及 对 视 频 质 量 要 求 的 提 高 ． 网络 传 输 的视 频 中高 清 视 频 所 占的 比例 越 的 扫 描 （— ａｓ可 以更 好 的 利 用 前 一 次 扫 描 的统 计 数 据 ， 高 ｎ Ｐｓ） 提
不 同 的编 解 码 器对 视 频 的 影 响很 大 ２ 高 清 视 频 编 码标 准 、 比特 流 的 目的
当前 流 行 的 高 清 视 频 编码 标 准 主要 有 ＩＵ ＴＨ ２４ 『１ Ｔ — ．６ １和
ＰＮ Ｓ Ｒ值 『 ， 量 视 频 画 面 主 要客 观标 准 。 （ 考本 文 ４３ ９衡 １ 参 －） 视 频 帧『 。视 频 由一个 帧或 多 个 帧 （ ４ １ 条带 ） 组 织 连续 的视 来
未来 一段 时 间 内的 主 流视 频 。根据 Ｎ Ｓ Ｔ Ｃ制 定 的 数 字视 频 标 准 ， 达 到 最优 。 对 于通 常 ９ ０分 钟 长 的全 高 清视 频 来 说 ． 要求 的 数 据传 输 速 率 超 量 化 器 『，， （ｕ ｎ ｚｒ ， 来 降 低 标 量 或 矢 量 的 精 度 ， ４５ １ｑ ａｔｅ） 用 ７ ｉ 即 过 １９ Ｍｂ ｓ存 储 空 间 要 求 超 过 了 １Ｂ。这 显 然 远 远 超 过 了 目 将 一 定 范 围 内 的信 号 映 射到 一 个 较 小 取 值 范 围 内 标 量 量 化 器 ４０ ｐ． Ｔ 前 网络 的带 宽 能 力 。 以 高清 视 频 的 压缩 标 准 显 得 更 为 重要 。 所 而 输入 信 号 的一 个 样 本 值 映射 到另 一 个 量 化 输 出值 ． 而矢 量 量 化 经过 压 缩 后 的 视频 一 般 大 小 只 有几 十 Ｇ （ 光 光 碟 容量 ） 视 频 器将 输 入 信 号 的 一 组样 本 值 映 射 成 一 组 量 化 输 出值 。量 化 过 程 Ｂ蓝 。 编码 的压 缩 要 兼顾 时 间 、 缩 率 和 画 面 质 量 三 个 主 要 指标 ． 以 是一 个 有 损 过 程 ．有效 的降 低 了原 始 数 据 的 精 度 从 而 实 现 节 省 压 所
帧 也 由 Ｃ ＭＰ ＥＧ一 ａｔ２ （ Ｐ）２ ，其 中 Ｈ．６ 也 称 为 ＭＰ Ｇ－ ａｔＯ 频 图 像 编 码 。 基本 的帧 类 型 包 括 Ｉ ， 称 为 内部 画 面 ， Ｄ Ｔ ４Ｐ ｒ ＡＳ 『１ ２ ４ Ｅ ４ Ｐ ｒｌ （ Ｖ ） 所 以 Ｈ． 和 ＭＰ Ｇ ４视频 标准 有 一 定 的 联 系 ， 却 是 （ 散余 弦 变 换 ） 缩 当 前 帧 而 来 。Ｐ帧 。 Ａ Ｃ 。 ２ ４ ６ Ｅ 一 但 离 压 也称 为 预 测 帧 。 由相 邻 完 全 不 同 的标 准 。 体 而 言 Ｈ． 标 准强 调 实 用 性 、 效 性 和 可 的 前 一 帧 （ 帧 或 者 Ｐ帧 ） 当前 帧来 压 缩 当前 帧 的数 据 ， 记 录 总 ２ ４ ６ 高 Ｉ 和 只 也 根 靠性 ． Ｅ － 视 频 部 分 则 更 灵 活 ， 持 近 ２ ＭＰ Ｇ ４ 支 ０个 档 次 ， 个 档 次 不 同 点 。 Ｂ帧 。 称 为 双 向 预 测 帧 ， 据 相 邻 的前 后 帧 和 当前 帧 每 都代 表 了一 类 特 定 的 视频 通信 应 用 ．而 Ｈ． ４只 支持 ３个 档 次 的差 值 ． 压 缩 当前 帧 。 ２ ５ 来 Ｐ帧 可 以去 除 已 经编 码 的 帧 间 的冗 余 信 息 。而 Ｂ 帧不 仅 考 的应 用 ． 四个 档 次 目前还 在 制 定 中 。 第
虑 当 前帧 之 前 的 图 像 ． 考 虑不 同 帧之 后 的 编码 图 像 ． 以更 大 也 可
准 的 最 流 行 的 具 体 实 现 之 一 。本 文 介 绍 了视 频 编 解 码 中的 一 些 基 本 知 识 。 过 对 ＭＥ ｃｄｒ 选 项 介 绍 说 明 了影 响视 频 编 码 通 ｎ ｏｅ 的 的 一 些 要 素 。 后 利 用 ＭＥ ｅ ｅ 对 ｘ６ 、 ｖｄ在 不 同压 缩 质 量 下编 码 的全 高清 视 频 ， 行 压 缩 率 、 解码 效 率 和 压 缩 后视 频 最 ｎｏ ｒ ２ Ｘｉ ４ 进 编 质量等方面比较。
１ 引 言 、
来 越 大 。 全 高 清 视 频 （ ｕ ｉｈ－ ｆ ｉｏ ｉｅ ）ｉ 持 卜 Ｐ ｓ 缩 和 Ｆ ｌＨ ｇ－ ｅ ｎｔ ｎＶｄ ｏ 是 ｌ ｄｉ ｉ ００ ｖｄ支 ａＳ压 辨 率 下 的 高 清 视频 ， 这类 视 频 对 编 解 码 器 的要 求 是 最 高 的 ． 是 ２ Ｐｓ 压 缩 ． Ｈ＿ ４还 支 持 ３ Ｐ ｓ， 常 ２ Ｐ ｓ 效 果 已 经 也 一 ａｓ 而 ２ ６ － ａｓ 通 一 ａｓ的
２１ ０ ０年第 ４期
福
建
电
脑
３ ５
高清视频编码和编解码器 Ｍ ｎｏｅ的研究 Ｅ ｃｄｒ
黄丽福 ，陈
【 摘
锋 ，缪
文
（ 门 大 学 信 息科 学 与技 术 学 院 福 建 厦 门 ３ １０ ） 厦 ６０ ５
要 】 Ｔ — ２ ４和 Ｍ Ｅ － ａｔ （ Ｓ ） 当前最重要 的两个高清视频 编码标 准。而 ｘ ６ 和 Ｘ ｉ 这两个标 ：ＩＵ ＴＨ． ６ Ｐ Ｇ ４Ｐ ｒ ２Ａ Ｐ ￣ ２ ４ ｖ ｄ是
【 关键词 】 ２ ； ．６ ； ｖｄ ＭＰ Ｇ ４ ＭＥ ｃｄ ｒ 高清视 频编码； ：Ｘ ６ Ｈ２ Ｘ ｉ； Ｅ 一 ； ｎ ｏｅ； ４ ４ 视频压缩
降低 残差 图像 能 量 的 比 特 流 压 缩 遍 数 『，， （ａｓ， 扫 描 视 频 数 据 的 次 数 ， 次 以 上 ７８ ］Ｐ ｓ） 即 ６ 两 随 着 网络 带 宽 的增 长 、单 位 硬 盘 存储 的价 格 下 降 以及 对 视 频 质 量 要 求 的 提 高 ． 网络 传 输 的视 频 中高 清 视 频 所 占的 比例 越 的 扫 描 （— ａｓ可 以更 好 的 利 用 前 一 次 扫 描 的统 计 数 据 ， 高 ｎ Ｐｓ） 提
不 同 的编 解 码 器对 视 频 的 影 响很 大 ２ 高 清 视 频 编 码标 准 、 比特 流 的 目的
当前 流 行 的 高 清 视 频 编码 标 准 主要 有 ＩＵ ＴＨ ２４ 『１ Ｔ — ．６ １和
ＰＮ Ｓ Ｒ值 『 ， 量 视 频 画 面 主 要客 观标 准 。 （ 考本 文 ４３ ９衡 １ 参 －） 视 频 帧『 。视 频 由一个 帧或 多 个 帧 （ ４ １ 条带 ） 组 织 连续 的视 来
未来 一段 时 间 内的 主 流视 频 。根据 Ｎ Ｓ Ｔ Ｃ制 定 的 数 字视 频 标 准 ， 达 到 最优 。 对 于通 常 ９ ０分 钟 长 的全 高 清视 频 来 说 ． 要求 的 数 据传 输 速 率 超 量 化 器 『，， （ｕ ｎ ｚｒ ， 来 降 低 标 量 或 矢 量 的 精 度 ， ４５ １ｑ ａｔｅ） 用 ７ ｉ 即 过 １９ Ｍｂ ｓ存 储 空 间 要 求 超 过 了 １Ｂ。这 显 然 远 远 超 过 了 目 将 一 定 范 围 内 的信 号 映 射到 一 个 较 小 取 值 范 围 内 标 量 量 化 器 ４０ ｐ． Ｔ 前 网络 的带 宽 能 力 。 以 高清 视 频 的 压缩 标 准 显 得 更 为 重要 。 所 而 输入 信 号 的一 个 样 本 值 映射 到另 一 个 量 化 输 出值 ． 而矢 量 量 化 经过 压 缩 后 的 视频 一 般 大 小 只 有几 十 Ｇ （ 光 光 碟 容量 ） 视 频 器将 输 入 信 号 的 一 组样 本 值 映 射 成 一 组 量 化 输 出值 。量 化 过 程 Ｂ蓝 。 编码 的压 缩 要 兼顾 时 间 、 缩 率 和 画 面 质 量 三 个 主 要 指标 ． 以 是一 个 有 损 过 程 ．有效 的降 低 了原 始 数 据 的 精 度 从 而 实 现 节 省 压 所
帧 也 由 Ｃ ＭＰ ＥＧ一 ａｔ２ （ Ｐ）２ ，其 中 Ｈ．６ 也 称 为 ＭＰ Ｇ－ ａｔＯ 频 图 像 编 码 。 基本 的帧 类 型 包 括 Ｉ ， 称 为 内部 画 面 ， Ｄ Ｔ ４Ｐ ｒ ＡＳ 『１ ２ ４ Ｅ ４ Ｐ ｒｌ （ Ｖ ） 所 以 Ｈ． 和 ＭＰ Ｇ ４视频 标准 有 一 定 的 联 系 ， 却 是 （ 散余 弦 变 换 ） 缩 当 前 帧 而 来 。Ｐ帧 。 Ａ Ｃ 。 ２ ４ ６ Ｅ 一 但 离 压 也称 为 预 测 帧 。 由相 邻 完 全 不 同 的标 准 。 体 而 言 Ｈ． 标 准强 调 实 用 性 、 效 性 和 可 的 前 一 帧 （ 帧 或 者 Ｐ帧 ） 当前 帧来 压 缩 当前 帧 的数 据 ， 记 录 总 ２ ４ ６ 高 Ｉ 和 只 也 根 靠性 ． Ｅ － 视 频 部 分 则 更 灵 活 ， 持 近 ２ ＭＰ Ｇ ４ 支 ０个 档 次 ， 个 档 次 不 同 点 。 Ｂ帧 。 称 为 双 向 预 测 帧 ， 据 相 邻 的前 后 帧 和 当前 帧 每 都代 表 了一 类 特 定 的 视频 通信 应 用 ．而 Ｈ． ４只 支持 ３个 档 次 的差 值 ． 压 缩 当前 帧 。 ２ ５ 来 Ｐ帧 可 以去 除 已 经编 码 的 帧 间 的冗 余 信 息 。而 Ｂ 帧不 仅 考 的应 用 ． 四个 档 次 目前还 在 制 定 中 。 第