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MPEG-4视频编码技术介绍
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4 F ^; S j5 U8 @+ F 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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% I5 F. x- b+ ^6 c' z& h MPEG4与MPEG1、MPEG2的比较
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MPEG 系列标准的基本参数
( w6 R- l% J; g+ @5 S. {标准 幅面 帧率 带宽 应用领域 " y+ j; ^5 V; W7 u# H
MPEG-1 352x24 或 320x240 24-30 fps 1.5 Mbps Video CD, CD-ROM 2 Y4 }3 y: b& v5 G
MPEG-2 720x24 或 640x480 24-30 fps 4-8 Mbps DTV,HDTV,DVD-Video
7 E) H- s- n. W0 `" bMPEG-4 34x48 ~ 4096x4096 1-30+fps 10Kbps~10Mbps 互联网及无线传输,交互式电视 $ q3 Y$ m8 A: E3 h0 x! q4 M
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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。. J0 m. i1 y8 _; a( ?3 I
1 D |" M* s! i- F/ Y/ N0 Y$ QH.263/H.263+/H.264视频编码技术介绍6 J; x, [2 \/ C, b+ r/ i" L/ U8 j
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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。
6 W. b- {' E5 ?; a2 G9 tH.263+视频压缩标准1 c9 ?3 b1 M* P3 E
- A# K1 l- O9 l4 E- ]% T7 o. cITU-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。
# ?- I2 g( z$ y( Y5 s) G7 S6 nH.264视频压缩标准: {% p6 q3 `+ a0 k$ B! ^) y
" Y- C6 w- G$ F! V0 J k: s$ [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。 7 c- A3 y8 S' Q9 `- M# }
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。 1 ]1 Z, Y4 H' i+ r3 U. ?! J
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。
. s3 w* o( {) [' Z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。 ; o5 O4 A# w6 d: V
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2 y" D( ~% E1 a( s# L4 iH.263/H.263+/H.264视频编码技术介绍
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H.263视频编码标准( R# C# b) j" g$ ?! @+ w
2 b" |6 M6 b* q" s$ |6 \1 I6 [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。 0 h; z. D# ~1 |5 y" K
H.263+视频压缩标准
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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。
! s0 P$ p" }7 Q0 A7 tH.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。
; c4 c# v! C, O- i/ {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。 5 }, M. |7 j- ?
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。 % |; j: i; d7 [$ ~, H5 C: Q# r
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。
# U1 }) S" ^6 |/ i2 dGlobal IP Sound(简称GIPS)1 @0 {! T# N& x3 V3 W
8 G+ D/ ^& I6 s: L 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。
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9 `/ t; a9 X7 i3 h3 k) R' P 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。
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; X, T7 h2 I9 d- m: d1 }; P 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。3 a2 S1 k7 G, ?1 J0 o
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