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[音频应用] 音频、视频常用的几种压缩技术标准

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金贝

中国原创歌词基地高级

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good 发表于 2017-7-24 09:25:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
MPEG-4视频编码技术介绍
8 n% m7 U5 k- f; w5 F) T# S! d* ?" r0 e* w3 d+ a
    MPEG是“Moving Picture Experts Group”的简称,在它之前的标准叫做JPEG,即“Joint Photographic Experts Group”。当人们用到常见的“.jpg”格式时,实际上正在使用JPEG的标准。JPEG规范了现代视频压缩的基础,而MPEG把JPEG标准扩展到了运动图象。 MPEG-4视频编码标准支持MPEG-1、MPEG-2中的大多数功能,它包含了H.263的核心设计,并增加了优先特性和各种各样创造性的新特性。它提供不同的视频标准源格式、码率、帧频下矩形图像的有效编码,同时也支持基于内容的图像编码。采纳了基于对象(Object-Based)的编码、基于模型(Model-based)的编码等第二代编码技术是MPEG-4标准的主要特征。
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, R9 _6 @. [2 h6 X( J    MPEG4与MPEG1、MPEG2的比较- y9 S) L7 q5 R1 Z) ]5 o) s
1 y9 U+ H: Q3 q) D
MPEG 系列标准的基本参数
, g5 z- c1 _& u" w标准 幅面 帧率 带宽 应用领域 $ `) P: N7 Y( L, K, W( `- E
MPEG-1 352x24 或 320x240 24-30 fps 1.5 Mbps Video CD, CD-ROM 9 Q) ~' D8 f+ r& S' r  R
MPEG-2 720x24 或 640x480 24-30 fps 4-8 Mbps DTV,HDTV,DVD-Video ) P# s% G+ D! p! ~5 m: U" W
MPEG-4 34x48 ~ 4096x4096 1-30+fps 10Kbps~10Mbps 互联网及无线传输,交互式电视
' M: d, {# Z5 X; A  o/ O
# ^( w* h) K( C2 R% Z- J9 ~    从上表可以看出,MPEG1和MPEG2主要应用于固定媒体,比如 VCD 和 DVD ,而对于网络传输,MPEG4具有无可比拟的优势。( D1 ?" M$ `; E4 o; B9 ], G

; d9 J7 m. A8 cH.263/H.263+/H.264视频编码技术介绍3 E9 F( M4 n) q6 C& r7 Z) \

5 {/ t# S5 L' yH.263视频编码标准( `5 |7 H. y# Z# P% M: A

3 ^3 U+ d1 B' Z8 c- uH.263 是最早用于低码率视频编码的ITU-T标准,随后出现的第二版(H.263+)及H.263++增加了许多选项,使其具有更广泛的适用性。H.263是 ITU-T为低于64kb/s的窄带通信信道制定的视频编码标准。它是在H.261基础上发展起来的,其标准输入图像格式可以是S-QCIF、QCIF、 CIF、4CIF或者16CIF的彩色4∶2∶0亚取样图像。H.263与H.261相比采用了半象素的运动补偿,并增加了4种有效的压缩编码模式。
# K: W- [6 [+ f: l( OH.263+视频压缩标准, U3 O3 ?6 k; r5 [8 \! [" z  \

% g$ M3 l' W& F  G3 F4 P: w& iITU-T在H.263发布后又修订发布了H.263标准的版本2,非正式地命名为H.263+标准。它在保证原H.263标准核心句法和语义不变的基础上,增加了若干选项以提高压缩效率或改善某方面的功能。原H.263标准限制了其应用的图像输入格式,仅允许5种视频源格式。H.263+标准允许更大范围的图像输入格式,自定义图像的尺寸,从而拓宽了标准使用的范围,使之可以处理基于视窗的计算机图像、更高帧频的图像序列及宽屏图像。为提高压缩效率, H.263+采用先进的帧内编码模式;增强的PB-帧模式改进了H.263的不足,增强了帧间预测的效果;去块效应滤波器不仅提高了压缩效率,而且提供重建图像的主观质量。为适应网络传输,H.263+增加了时间分级、信噪比和空间分级,对在噪声信道和存在大量包丢失的网络中传送视频信号很有意义;另外,片结构模式、参考帧选择模式增强了视频传输的抗误码能力。
% u; {, M% C$ A$ d$ w0 }H.264视频压缩标准
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6 |; ]6 R( f' h2 \H.264是由ISO/IEC与ITU-T组成的联合视频组(JVT)制定的新一代视频压缩编码标准。对信道时延的适应性较强,既可工作于低时延模式以满足实时业务,如会议电视等;又可工作于无时延限制的场合,如视频存储等。 ! W+ s0 u) K9 m+ w# |2 _
提高网络适应性,采用“网络友好”的结构和语法,加强对误码和丢包的处理,提高解码器的差错恢复能力。 ! {9 S- n7 Q2 V6 V0 F
在编/解码器中采用复杂度可分级设计,在图像质量和编码处理之间可分级,以适应不同复杂度的应用。
& u* N* A/ M4 B+ D. K- ^; q! ]$ p* D4 q相对于先期的视频压缩标准,H.264引入了很多先进的技术,包括4×4整数变换、空域内的帧内预测、1/4象素精度的运动估计、多参考帧与多种大小块的帧间预测技术等。新技术带来了较高的压缩比,同时大大提高了算法的复杂度。 2 r& O* M; r4 x; P0 o

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H.263视频编码标准
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H.263 是最早用于低码率视频编码的ITU-T标准,随后出现的第二版(H.263+)及H.263++增加了许多选项,使其具有更广泛的适用性。H.263是 ITU-T为低于64kb/s的窄带通信信道制定的视频编码标准。它是在H.261基础上发展起来的,其标准输入图像格式可以是S-QCIF、QCIF、 CIF、4CIF或者16CIF的彩色4∶2∶0亚取样图像。H.263与H.261相比采用了半象素的运动补偿,并增加了4种有效的压缩编码模式。
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ITU-T在H.263发布后又修订发布了H.263标准的版本2,非正式地命名为H.263+标准。它在保证原H.263标准核心句法和语义不变的基础上,增加了若干选项以提高压缩效率或改善某方面的功能。原H.263标准限制了其应用的图像输入格式,仅允许5种视频源格式。H.263+标准允许更大范围的图像输入格式,自定义图像的尺寸,从而拓宽了标准使用的范围,使之可以处理基于视窗的计算机图像、更高帧频的图像序列及宽屏图像。为提高压缩效率, H.263+采用先进的帧内编码模式;增强的PB-帧模式改进了H.263的不足,增强了帧间预测的效果;去块效应滤波器不仅提高了压缩效率,而且提供重建图像的主观质量。为适应网络传输,H.263+增加了时间分级、信噪比和空间分级,对在噪声信道和存在大量包丢失的网络中传送视频信号很有意义;另外,片结构模式、参考帧选择模式增强了视频传输的抗误码能力。
9 n. }: E/ P4 q6 g! C5 A' jH.264视频压缩标准
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H.264是由ISO/IEC与ITU-T组成的联合视频组(JVT)制定的新一代视频压缩编码标准。对信道时延的适应性较强,既可工作于低时延模式以满足实时业务,如会议电视等;又可工作于无时延限制的场合,如视频存储等。
  u4 O  x2 D* R1 Q2 T提高网络适应性,采用“网络友好”的结构和语法,加强对误码和丢包的处理,提高解码器的差错恢复能力。 ; B' K! m. F; q, N1 Y) |+ r
在编/解码器中采用复杂度可分级设计,在图像质量和编码处理之间可分级,以适应不同复杂度的应用。
, H) F4 {' Z, ^! M相对于先期的视频压缩标准,H.264引入了很多先进的技术,包括4×4整数变换、空域内的帧内预测、1/4象素精度的运动估计、多参考帧与多种大小块的帧间预测技术等。新技术带来了较高的压缩比,同时大大提高了算法的复杂度。 * X( @0 \% }  v* l2 D
Global IP Sound(简称GIPS)
$ A4 {5 f( k  W3 m4 ?5 y+ J; w& Z# r
  ^; w9 B  n; `* {6 F' z' O    Global IP Sound(简称GIPS),是瑞典一家全球顶级的专业从事语音编解码引擎的技术公司。是一家位于瑞典斯德戈尔摩的高技术上市公司,成立于1999年,目前只有25位员工,但却拥有世界上最顶尖的语音处理和IP电话技术专家:其公司CTO,Roar Hagen博士,1989年即进入语音处理行业从事开发工作,在世界知名的AT&T贝尔实验室、爱立信研究院工作。他本人发明了超过10项技术专利。- f/ _% H) M, \9 U

7 q6 W' ?% M1 }) S    Jan Linden博士,在语音处理和通讯领域从业12年。在加入Global IP Sound之前,Jan Linden博士在加州大学和SingnalCom公司供职。Patrik Srqvist,自1995年开始从事语音处理和VoIP研究开发工作,之前在爱立信研究院工作。' ?6 X% G# j8 H, P1 [

2 O) G7 `* _' ]! i    就是这样一家规模小同时却拥有来自爱立信、 AT&T等电信行业巨头的技术专家的公司,却在VoIP引擎市场上取得了令人瞩目的成就。GIPS SoundWare能为端对端 IP 通信提供较 PSTN 质量更佳的语音体验及保真度,完全不会受数据包丢失的影响。
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