淺談視頻壓縮與視頻編碼技術(shù)

    眾所周知，人類通過視覺獲取的信息量約占總信息量的70%，而視頻信息最具直觀性和可信性，因此視頻技術(shù)踏上了迅速發(fā)展的軌道。近年來，視頻技術(shù)應(yīng)用的范圍很廣，如網(wǎng)上可視會(huì)議、網(wǎng)上可視電子商務(wù)、網(wǎng)上購物、網(wǎng)上學(xué)校、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)上展示廳、個(gè)人網(wǎng)上聊天、可視咨詢等業(yè)務(wù)。但由于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量過大，單純用擴(kuò)大存儲(chǔ)器容量、增加通信干線的傳輸速率的辦法似乎很難實(shí)現(xiàn)，因此以上所有的應(yīng)用都必須壓縮。

    目前，視頻編碼方案有很多，但常見的視頻編碼方法大致可分為三類：

    1.考慮到圖像信源的統(tǒng)計(jì)特性采用的預(yù)測(cè)編碼方法、變換編碼方法、矢量量化編碼方法、子帶-小波編碼方法及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編碼方法；

    2.考慮到視覺特性采用的基于方向?yàn)V波的圖像編碼方法、基于圖像輪廓/紋理的編碼方法；

    3.考慮到圖像傳遞的景物特征，采用的分形編碼、基于模塊的編碼方法。

    H.261編碼標(biāo)準(zhǔn)

    H.261標(biāo)準(zhǔn)是為ISDN設(shè)計(jì)，主要針對(duì)實(shí)時(shí)編碼和解碼設(shè)計(jì)，壓縮和解壓縮的信號(hào)延時(shí)不超過150ms，碼率px64kbps(p=1~30)。H.261標(biāo)準(zhǔn)主要采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸�間預(yù)測(cè)、DCT變換、自適應(yīng)量化、熵編碼等壓縮技術(shù)。 只有I幀和P幀，沒有B幀，運(yùn)動(dòng)估計(jì)精度只精確到像素級(jí)。支持兩種圖像掃描格式：QCIF和CIF。

    H.263編碼標(biāo)準(zhǔn)

    H.263標(biāo)準(zhǔn)是甚低碼率的圖像編碼國際標(biāo)準(zhǔn)，它一方面以H.261為基礎(chǔ)，以混合編碼為核心，其基本原理框圖和H.261十分相似，原始數(shù)據(jù)和碼流組織也相似；另一方面，H.263也吸收了MPEG等其它一些國際標(biāo)準(zhǔn)中有效、合理的部分，如：半像素精度的運(yùn)動(dòng)估計(jì)、PB幀預(yù)測(cè)等，使它性能優(yōu)于H.261。H.263使用的位率可小于64Kb/s,且傳輸比特率可不固定（變碼率）。H.263支持多種分辨率：SQCIF(128x96)、 QCIF、CIF、4CIF、16CIF。

    H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)

    H.264標(biāo)準(zhǔn)集中了以往編碼標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，采用簡潔設(shè)計(jì),H.264創(chuàng)造性了多參考幀、多塊類型、整數(shù)變換、幀內(nèi)預(yù)測(cè)等新的壓縮技術(shù)，使用了更精細(xì)的分象素運(yùn)動(dòng)矢量（1/4、1/8)和新一代的環(huán)路濾波器，使得壓縮性能大大提高，系統(tǒng)更加完善。不僅如此，H.264的碼流結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)，增加了差錯(cuò)恢復(fù)能力，能夠很好的適應(yīng)IP和無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。

    視頻壓縮技術(shù)是計(jì)算機(jī)處理視頻的前提。通過視頻編解碼將進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，可以把信息數(shù)據(jù)量壓下來，以壓縮形式存儲(chǔ)、傳輸，既節(jié)約了存儲(chǔ)空間，又提高了通信干線的傳輸效率，同時(shí)也可使計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)處理音頻、視頻信息，以保證播放出高質(zhì)量的視頻、音頻節(jié)目�？梢�，多媒體數(shù)據(jù)壓縮是非常必要的。