视频编码中的有损压缩和无损压缩
随着现在视频技术的不断发展,互联网在国内的不断普及,视讯业务也得到了更大发展和壮大,目前我们城市中视频已经无处不在。如视频会议、网络直播、会议直播等都已经在各个行业普及,不过由于国内视频技术发展时间不长...
随着现在视频技术的不断发展,互联网在国内的不断普及,视讯业务也得到了更大发展和壮大,目前我们城市中视频已经无处不在。如视频会议、网络直播、会议直播等都已经在各个行业普及,不过由于国内视频技术发展时间不长,对于技术要求来说是比较复杂的。如在多媒体应用中,通常都是硬件和软件相互结合,如视频会议中,需要先通过视频采集卡采集视频源的数据,并通过软件来进行压缩编码。
而现在大多数的视频采集卡已经采用了软压缩模式,这对于软件的性能有了更高的要求。为了提高视频信号的信噪比、抗干扰能力,便于存储、处理和交换,需要对模拟视频信号进行数字化处理。视频信号的数字化需要进行采样、量化和编码过程。
经过数字化处理的视频信号,在传输过程中需要占用大量的带宽,为了减小数字视频信号的存储空间或降低传输带宽,运用数字信号处理技术,降低视频信号的比特率,称为视频压缩编码技术。相应编码的逆变换,称为解压缩或解码。
视频采集卡采集到计算机的数据都是需要进行编码的,其作用是通过减少视频信号的冗余信息达到压缩数据量,视频信号的冗余度主要体现在空间相关性(帧内)、时间相关性(帧间)和色度空间表示上的相关性。视频编码有许多种,从不同的角度出发有不同的分类方法,比如从信息量的角度出发可分为两大类:
1.无损压缩
解码图像和编码前的图像严格相同,没有失真。主要使用的算法有:哈夫曼编码、算术编码、行程编码等。
2.有损压缩
解码图像和原始图像是有差别的,允许有一定的失真。主要使用的算法有:运动补偿、DCT(Discrete Cosine Transform)、子带编码、统计分块编码、矢量量化、分形编码、模型基编码等。
目前应用于视频通信、视频会议、视频监控、IPTV、视频广播等领域的编解码基本上都是有损压缩编码。下面本文对相关视频编解码做一个简要介绍。
视频编码的重要性已经不言而喻,无论是在家庭使用中,还是在专业领域,都是需要对视频进行编码的。而制定视频编码标准的正式组织有两大组织:ITU-T与国际标准化组织和国际电工委员会(ISO/IEC)。ITU-T的标准称之为建议,并命名为H.26x系列,包括H.261、H.263、H.264,主要应用于实时视频通信领域,如可视电话、会议电视等。ISO/IEC制定的标准主要是MPEG(Moving Picture Exports Group)系列标准,主要应用于视频存储、视频广播和视频流媒体、因特网或无线网上的流媒体等。一般情况下,这两个组织独立制定相关标准。两个组织也共同制定了一些标准,H.262标准等同于MPEG-2的视频编码标准。1997年,ITU-T的VCEG与ISO/IEC 的MPEG成立了JVT (Joint Video Team ), 2003年3月由JVT公布了H.264视频编码标准,ITU将该系统命名为H.264/AVC,ISO/IEC将其称为14496-10/MPEG-4 AVC。H.264标准被纳入MPEG-4的第10部分。
目前九视针对视频领域推出的专业视频采集卡,其采用的都是软压缩模式,基本上都兼容各种流媒体软件,并且带有完整的二次开发包SDK,这样用户就能方便的接入到自己的软件中来实现视频编码和操作。