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(2)codec类型

压缩是透过去除资料中的冗余资讯而达成。就视讯资料而言,资料中的冗余资讯可以分成四类:

  • 时间上的冗余资讯(temporal redundancy)

  在视讯资料中,相邻的帧(frame)与帧之间通常有很强的关连性,这样的关连性即为时间上的冗余资讯。这即是上一次学习中的帧间压缩。

  • 空间上的冗余资讯(spatial redundancy)

  在同一张帧之中,相邻的像素之 间通常有很强的关连性,这样的关连性即为空间上的冗余资讯。这即是上一次学习中的帧内压缩。

  • 统计上的冗余资讯(statistical redundancy)

  统计上的冗余资讯指的是欲编码的符号(symbol)的机率分布是不均匀(non-uniform)的。

  • 感知上的冗余资讯(perceptual redundancy)

  感知上的冗余资讯是指在人在观看视讯时,人眼无法察觉的资讯。

 

  视讯压缩(Video compression)是指运用资料压缩技术将数位视讯资料中的冗余资讯去除,降低表示原始视讯所需的资料量,以便视讯资料的传输与储存。实际上,原始视讯资料的资料量往往过大,例如未经压缩的电视品质视讯资料的位元率高达216Mbps,绝大多数的应用无法处理如此庞大的资料量,因此视讯压缩是必要的。目前最新的视讯编码标准为ITU-T视讯编码专家组(VCEG)和ISO/IEC动态图像专家组(MPEG)联合组成的联合视讯组(JVT,Joint Video Team)所提出的H.264/AVC。

  一个典型的视讯编码器:在进行当前信号编码时,编码器首先会产生对当前信号做预测的信号,称作预测信号(predicted signal),预测的方式可以是时间上的预测(interprediction),亦即使用先前帧的信号做预测,或是空间上的预测 (intra prediction),亦即使用同一张帧之中相邻像素的信号做预测。得到预测信号后,编码器会将当前信号与预测信号相减得到残余信号(residual signal),并只对残余信号进行编码,如此一来,可以去除一部份时间上或是空间上的冗余资讯。接着,编码器并不会直接对残余信号进行编码,而是先将残余信号经过变换(通常为离散余弦变换)然后量化以 进一步去除空间上和感知上的冗余资讯。量化后得到的量化系数会再透过熵编码,去除统计上的冗余资讯。

 

视讯编码标准发展

年份

标准

制定组织

解除版权保护
(DRM-free )

主要应用

1984

H.120

ITU-T

 

1990

H.261

ITU-T

视讯会议、视讯通话

1993

MPEG-1 第二部份

ISO /IEC

影音光碟(VCD )

1995

H.262/MPEG-2 第二部份

ISO / IEC、ITU-T

DVD影碟(DVD-Video )、蓝光(Blu-Ray )影碟、数位视讯广播(DVB )、SVCD

1996

H.263 [6]

ITU-T

 

视讯会议、视讯通话、3G 手机视讯(3GP )

1999

MPEG-4 第二部份

ISO /IEC

 

2003

H.264/MPEG-4 AVC [1]

ISO / IEC、ITU-T

蓝光(Blu-Ray )影碟、数位视讯广播(DVB )、iPod 视讯、高画质DVD(HD DVD )

常见的编解码见下表,在以后会分类论述:

视频codec

ISO/IEC

MJPEG · Motion JPEG 2000 · MPEG-1 · MPEG-2 (Part 2 )· MPEG-4 (Part 2/ASP · Part 10/AVC )·HVC

ITU-T

H.120 · H.261 · H.262 · H.263 · H.264 · H.265

其它

AMV · AVS · Bink · CineForm · Cinepak · Dirac · DV · Indeo · Microsoft Video 1 · OMS Video · Pixlet· RealVideo · RTVideo · SheerVideo · Smacker · Sorenson Video & Sorenson Spark · Theora · VC-1· VP3 · VP6 · VP7 · VP8 · WMV

音频 codec

ISO/IECMPEG

MPEG-1 Layer III (MP3) · MPEG-1 Layer II · MPEG-1 Layer I · AAC · HE-AAC · MPEG-4 ALS ·MPEG-4 SLS · MPEG-4 DST

ITU-T

G.711 · G.718 · G.719 · G.722 · G.722.1 · G.722.2 · G.723 · G.723.1 · G.726 · G.728 · G.729 ·G.729.1

其它

AC-3 · AMR · AMR-WB · AMR-WB+ · Apple Lossless · ATRAC · DRA · DTS · FLAC · GSM-HR ·GSM-FR · GSM-EFR · iLBC · Monkey‘s Audio · TTA (True Audio)· MT9 · μ-law · Musepack ·Nellymoser · OptimFROG · OSQ · RealAudio · RTAudio · SD2 · SHN · SILK · Siren · Speex ·TwinVQ · Vorbis · WavPack · WMA

图像压缩

ISO/IEC/ITU-T

JPEG · JPEG 2000 · JPEG XR · lossless JPEG · JBIG · JBIG2 · PNG · WBMP

Others

APNG · BMP · DjVu · EXR · GIF · ICER · ILBM · MNG · PCX · PGF · TGA · TIFF

媒体容器

通用

3GP · ASF · AVI · Bink · BXF · DMF · DPX · EVO · FLV · GXF · M2TS · Matroska · MPEG-PS ·MPEG-TS · MP4 · MXF · Ogg · QuickTime · RealMedia · RIFF · Smacker · VOB

只用于音频

AIFF · AU· WAV

上面的表格,查看某个具体的codec:

Multimedia compression formats

Video compression

ISO/IEC

MJPEG · Motion JPEG 2000 · MPEG-1 · MPEG-2 (Part 2 )· MPEG-4 (Part 2/ASP · Part 10/AVC )· HEVC

ITU-T

H.120 · H.261 · H.262 · H.263 · H.264 · HEVC

Others

AMV · AVS · Bink · CineForm · Cinepak · Dirac · DV · Indeo · Microsoft Video 1 · OMS Video· Pixlet · RealVideo · RTVideo · SheerVideo · Smacker · Sorenson Video & Sorenson Spark ·Theora · VC-1 · VP3 · VP6 · VP7 · VP8 · WMV

Audio compression

ISO/IEC

MPEG-1 Layer III (MP3) · MPEG-1 Layer II · MPEG-1 Layer I · AAC · HE-AAC · MPEG-4 ALS · MPEG-4 SLS · MPEG-4 DST · MPEG-4 HVXC · MPEG-4 CELP

ITU-T

G.711 · G.718 · G.719 · G.722 · G.722.1 · G.722.2 · G.723 · G.723.1 · G.726 · G.728 · G.729· G.729.1

Others

AC-3 · AMR · AMR-WB · AMR-WB+ · Apple Lossless · ATRAC · DRA · DTS · FLAC · GSM-HR · GSM-FR · GSM-EFR · iLBC · Monkey‘s Audio · TTA (True Audio)· MT9 · μ-law ·Musepack · Nellymoser · OptimFROG · OSQ · RealAudio · RTAudio · SD2 · SHN · SILK ·Siren · Speex · TwinVQ · Vorbis · WavPack · WMA

Image compression

ISO /IEC /ITU-T

JPEG · JPEG 2000 · JPEG XR · lossless JPEG · JBIG · JBIG2 · PNG · WBMP

Others

APNG · BMP · DjVu · EXR · GIF · ICER · ILBM · MNG · PCX · PGF · TGA · QTVR ·TIFF

Media containers

ISO/IEC

MPEG-PS · MPEG-TS · MPEG-4 Part 12 /JPEG 2000 Part 12 · MPEG-4 Part 14

ITU-T

H.222.0

Others

3GP and 3G2 · ASF · AVI · Bink · DivX Media Format · DPX · EVO · Flash Video · GXF ·M2TS · Matroska · MXF · Ogg · QuickTime · RealMedia · REDCODE RAW · RIFF ·Smacker · MOD and TOD · VOB · WebM

Audio only

AIFF · AU · WAV

 

 

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