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数字视频编码标准 什么是H.261

作者:九视视频网 来源:www.xiangb.com 发表时间: 2011-12-28

H.261是第一个实用的数字视频编码标准。其设计的目的是能够在带宽为64kbps的倍数的综合业务数字网(ISDN for Integrated Services Digital Network)上质量可接受的视频信号。

  多媒体视频术语 视频编辑码方式H.261标准

  数字视频技术广泛应用于通信、计算机、广播电视等领域, 带来了会议电视、可视电话及数字电视、媒体存储等一系列应用。数字信号有很多优点, 但当模拟信号数字化后其频带大大加宽,数字压缩技术很好地解决了上述困难, 压缩后信号所占用的频带大大低于原模拟信号的频带, 因此说数字压缩编码技术是使数字信号走向实用化的关键技术。

  随着现在高清视频的普及,视频压缩处理变得尤为的重要,高清视频采集卡视频图像信号采集过程中,是将视频源设备的信号采集到计算机中,利用软件进行编码压缩处理,使其最终压缩成为可以识别的视频格式。其中视频编码方式有多种,如H.264、MPEG-4、DVD、QuickTime等各种压缩方式。

  目前采用的压缩编码方法有以下几种:

  ( 1)统计编码, 如霍夫曼编码和游程编码等;

  ( 2)预测编码, 如差值编码、帧内预测、帧间预测和运动补偿预测等;

  ( 3)变换编码, 如DCT 变换、小波变换;

  ( 4)量化技术, 如均匀量化、非均匀量化和自适应量化技术;

  ( 5)基于可视对象的编码;

  ( 6)可分级编码。

  所谓编辑码方式就是指通过特定的压缩技术,将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。目前视频流传输中最为重要的编解码标准有国际电联的H.261、H.263,运动静止图像专家组的M-JPEG和国际标准化组织运动图像专家组的MPEG系列标准,此外在互联网上被广泛应用的还有Real-Networks的RealVideo、微软公司的WMT以及Apple公司的QuickTime等。

  什么是H.261

  H.261是第一个实用的数字视频编码标准。其设计的目的是能够在带宽为64kbps的倍数的综合业务数字网(ISDN for Integrated Services Digital Network)上质量可接受的视频信号。

  H.261又称为P*64,其中P为64kb/s的取值范围,是1到30的可变参数,它最初是针对在ISDN上实现电信会议应用特别是面对面的可视电话和视频会议而设计的。实际的编码算法类似于MPEG算法,但不能与后者兼容。H.261在实时编码时比MPEG所占用的CPU运算量少得多,此算法为了优化带宽占用量,引进了在图像质量与运动幅度之间的平衡折中机制,也就是说,剧烈运动的图像比相对静止的图像质量要差。因此这种方法是属于恒定码流可变质量编码而非恒定质量可变码流编码。

  H.261视频编码标准

  该标准由CCITT于1988至1990间发展制定。H.261视频编码标准应用于ISDN电话线的视频会议,可视电话等。随着现代的计算机配置越来越高,软件技术的高速发展,使得现在视频采集卡都采用了软压缩模式。九视视频的多种流媒体视频采集卡在应用中式需要多种视频技术的,如视频采集技术,视频编码技术等,而视频编码技术目前主要是依靠视频软件来实现的。不断提高的硬件处理能力和不断优化的软件算法是H.264、H.261等视频编码标准得以风行的生存基础。

  ·ISDN的基本速率为64kbps,可以使用多路复用(p×64kbps)。

  ·图像帧类型为 CCIR 601 CIF(352×288)和 QCIF(176×144),信号色度格式4:2:0。

  ·两种帧编码类型:帧内编码 Intraframes(I-frames)和帧间编码 Interframes (P-frames)。

  ·帧内编码的 I-frames主要使用JPEG的技术。

  ·帧间编码的 P-frames使用与前一帧(预测帧,predicted frame)的差值进行编码,因此当前帧依赖于前一帧。

  ·I-frame可以作为随机读取点。

  H.261是1990年ITU-T制定的一个视频编码标准,属于视频编解码器。编码程序设计的码率是能够在40kbps到2Mbps之间工作,能够对CIF和QCIF分辨率的视频进行编码,即亮度分辨率分别是352x288和176x144,色度采用4:2:0采样,分辨率分别是176x144和88x72。在1994年的时候,H.261 使用向后兼容的技巧加入了一个能够发送分辨率为704x576的静止图像的技术。

  H.261使用了混合编码框架,包括了基于运动补偿的帧间预测,基于离散余弦变换的空域变换编码,量化,zig-zag扫描和熵编码。 H.261编码时基本的操作单位称为宏块。H.261使用YCbCr颜色空间,并采用4:2:0色度抽样,每个宏块包括16x16的亮度抽样值和两个相应的8x8的色度抽样值。

  H.261使用帧间预测来消除空域冗余,并使用了运动矢量来进行运动补偿。变换编码部分使用了一个8x8的离散余弦变换来消除空域的冗余,然后对变换后的系数进行阶梯量化,之后对量化后的变换系数进行Zig-zag扫描,并进行熵编码(使用 Run-Level变长编码)来消除统计冗余。

  H.261标准仅仅规定了如何进行视频的解码,并没有定义编解码器的实现。编码器可以按照自己的需要对输入的视频进行任 何预处理,解码器也有自由对输出的视频在显示之前进行任何后处理。

  随着现在视频行业的高速发展,必然涌现出更多的编码方式和技术标准。九视是国内知名的流媒体视频采集卡研发和生产厂家,专注视频采集卡、视频转换器等产品的研发和推广应用,面向广电行业和其他行业的流媒体数字视音频设备及技术服务,是用户追求多媒体视听享受的绝佳选择。




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