視頻壓縮標準
數(shù)字視頻技術(shù)廣泛應(yīng)用于通信、計算機、廣播電視機等領(lǐng)域,帶來了會議電視、可視電話和數(shù)字電視、媒體存儲等一系列應(yīng)用,促使了很多視頻編碼標準的產(chǎn)生。下面將詳細介紹各壓縮標準的區(qū)別和聯(lián)系。
1、MJPEG(很少使用)
MJPEG:MJPEG是指MotionJPEG,即動態(tài)JPEG,按照25幀/秒速度使用JPEG算法壓縮視頻信號,完成動態(tài)視頻的壓縮。MJPEG由JPEG專家組制訂,其圖像格式是對每一幀進行壓縮,通??蛇_到6:1的壓縮率,但這個比率相對來說仍然不足。
MJPEG的優(yōu)點是畫質(zhì)還比較清晰,缺點是壓縮率低,占用帶寬很大。一般單路占用帶寬2M左右。
另外,由于MJPEG不是一個標準化的格式,各廠家都有自己版本的MJPEG,雙方的文件無法互相識別。
2、MPEG-1
MPEG-1曾經(jīng)是VCD的主要壓縮標準,也是第一代DVR廣泛使用的視頻壓縮格式。
MPEG-1制定于1992年,為工業(yè)級標準而設(shè)計,可適用于不同帶寬的設(shè)備,如CD-ROM、Video-CD。
MPEG-1用于傳輸1.5Mbps數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲媒體運動圖像及其伴音的編碼,經(jīng)過MPEG-1標準壓縮后,視頻數(shù)據(jù)壓縮率為1/100——1/200,影視圖像的分辯率為360×240×30(NTSC制)或360×288×25(PAL制)。
3、MPEG-2
MPEG-2是DVD的指定標準,制定于1994年,設(shè)計目標是高級工業(yè)標準的圖象質(zhì)量以及更高的傳輸率。
MPEG-2主要針對高清晰度電視(HDTV)的需要,傳輸速率在3-10Mbits/sec間,與MPEG-1兼容,適用于1.5——60Mbps甚至更高的編碼范圍。分辯率為720×480×30(NTSC制)或720×576×25(PAL制)。
MPEG-2的畫質(zhì)質(zhì)量最好,但同時占用帶寬也非常大,在4M——15M之間,不適于長時間存儲及網(wǎng)絡(luò)傳輸。
4、MPEG-4
MPEG-4視頻壓縮標準于1998年10月定案,在1999年1月成為一個國際性標準。
MPEG-4是超低碼率運動圖像和語言的壓縮標準,它很好的結(jié)合了MPEG-1和MPEG-4的優(yōu)點。其傳輸速率要求較低,在4800——64000bits/sec之間,分辨率為176X144。
MPEG-4利用很窄的帶寬,通過幀重建技術(shù),壓縮和傳輸數(shù)據(jù),以求以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。MPEG-4標準的占用帶寬可調(diào),占用帶寬與圖像的清晰度成正比。
5、H.263
H.263是國際電聯(lián)ITU-T的一個標準草案,是專為中高質(zhì)量運動圖像壓縮所設(shè)計的低碼率圖像壓縮標準。
H.263標準壓縮率較高,CIF格式全實時模式下單路占用帶寬一般在幾百左右,具體占用帶寬視畫面運動量多少而不同。缺點是畫質(zhì)相對差一些,占用帶寬隨畫面運動的復(fù)雜度而大幅變化。
6、H.264
H.264標準是ITU-T的VCEG(視頻編碼專家組)和ISO/IEC的MPEG(活動圖像專家組)聯(lián)合組建的聯(lián)合視頻組(JVT,JointVideoTeam)提出的數(shù)字視頻編碼標準,它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4標準的第10部分(也稱為AVC,即”AdvancedVideoCoding”或“高級視頻編碼”)。
在同等圖像質(zhì)量下,H.264比H.263節(jié)約50%左右的碼率,比上一代編碼標準MPEG2平均節(jié)約64%的傳輸碼流,而比MPEG4(ASP)要平均節(jié)約39%的傳輸碼流。
因其更高的壓縮比、更好的IP和無線網(wǎng)絡(luò)信道的適應(yīng)性,在數(shù)字視頻通信和存儲領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。同時也要注意,H.264獲得優(yōu)越性能的代價是計算復(fù)雜度增加,據(jù)估計,編碼的計算復(fù)雜度大約相當于H.263的3倍,解碼復(fù)雜度大約相當于H.263的2倍。
H.264標準分成三個框架(profile):Baseline、Main及High,代表了針對不同應(yīng)用的算法集及技術(shù)限定。
Baselineprofile:H.264的簡單版本,主要包含了低復(fù)雜度、低延時和容錯行等技術(shù)特征,主要是針對交互式應(yīng)用。
Mainprofile:H.264的主要框架,采用了多項提高圖像質(zhì)量和增加壓縮比的技術(shù)措施,可用于SDTV、HDTV和DVD等。
Highprofile:主要針對流媒體的應(yīng)用,在這一框架中所有容錯技術(shù)和對比特流的靈活訪問及切換技術(shù)都將包括其中。
目前,國內(nèi)業(yè)界通常所說的MPEG-4是指MPEG-4的第二部分(ISO14496-2,又稱為SP/ASP),包括3ivx,DivX4/ProjectMayo,DivX5,Envivio,ffmpeg/ffds,mpegable,NeroDigital,QuickTime,Sorenson,XviD等常見的視頻格式。