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视音频编码标准,音频编码类型
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国际上有两个负责视音频编码的标准化组织:
VCEG(Video code Expert Group):是国际电信联合会(ITU)下的视频编码专家组,
MPEG(Motion Picture Expert Group):1988年由国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC下的 联合技术委员会JTC1联合成立的专家组,负责开发运动图像及其伴音的编码标准。
JVT (Join Video Team) :2000年底ISO/IEC MPEG专家组开始与ITU-T VCEG专家组合作成立联合视频工作组JVT。
VCEG, MPEG这两个视音频编码标准化组织都对视音频的编解码做出了非常重要的贡献:一是推动视音频编码技术的发展,一是推动视音频编解码的应用。
视音频编解码涉及很多项视频和音频处理技术,每一项技术的改进都对视音频编码做出贡献,但作为一套完整、高效的编码方案,需要集中全人类在视音频编解码方面的最新智慧。个人或公司的研究成果,都希望被标准化组织,其经济回报是标准使用许可权费。
这两个标准化组织制定的相关编码标准都获得了广泛的应用,
VCEG制定的标准有:
H.261:H.261标准简称P×64kbit/s,由国际电信联盟(ITU)的国际电报电话咨询委员会(CCITT,1993年3月1日起改组为ITU-T)的视频编码专家组VCEG(Video Code Expert Group)于1986年到1990年期间发展制定,并在1990年12月通过,成为正式的国际标准。H.261标准是后来出现的视频压缩标准:如MPEG-1,MPEG-2等形成的基础。(被国际电信联合会选定为电视会议的视频压缩标准)H.261建议是视频编码的经典之作。
H.262:该标准同MPEG-2完全一样,是VCEG同MPEG组成的联合编码专家组JVT制定的压缩标准,VCEG发布的是H.262,MPEG发布的是MPEG-2
H.263:该标准的制定与研究始于1995年2月,1996年3月推出标准第一版国际电信联合会选定为可视电话的视频压缩标准。1998年1月通过了H.263第二个版本,即H.263+。2000年11月又讨论通过了第三个版本H.263++。
H.263是ITU-T为低于64kbit/s的窄带通信信道制定的极低码率视频编码标准。该标准是在H.261的基础上发展起来的,综合应用帧间预测去除时间冗余度和DCT变换编码去除空间冗余度的混合编码算法。其标准的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相比采用了半像素的运动补偿,并增加了4种有效的压缩编码模式。
H.264:该标准是始于加拿大的UBC(University of British Colombia)向ITU-T提交H26L的草案。2001年7月,MPEG对Advanced Video Coding(AVC)进行招标,在目睹了H26L的编码质量远远优于MPEG-4标准软件之后,与ITU的VCEG联合成立JVT专家组共同研究开发这个标准,并于2003年3月正式定为国际标准,成为新一代交互式视频通讯的标准。H.264建议的技术特点可以归纳为三个方面,一是注重实用,采用成熟的技术,追求更高的编码效率,简洁的表现形式;二是注重对移动和IP网络的适应,采用分层技术,从形式上将编码和信道隔离开来,实质上是在源编码器算法中更多地考虑到信道的特点;三是在混合编码器的基本框架下,对其主要关键部件都做了重大改进,如多模式运动估计、帧内预测、多帧预测、统一VLC、4×4二维整数变换等。
MPEG制定的标准有:MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21 ,
MPEG-1:1992年下半年,MPEG-1视频压缩标准被正式批准为国际标准,它是对1.5Mbit/s以下数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的压缩编码标准,适用于CD-ROM、VCD等。MPEG1也被用于数字通信网络上的视频传输,如基于ADSL(非对称数字用户线路)的视频点播(VOD)、远程教育等。
MPEG-2:1995年成为国际标准,其目标是达到高级工业标准的图像质量以及更高的传输率。可提供广播级的图像质量和CD级的音质,适用于数字电视广播(DVB)、HDTV和DVD的运动图像及其伴音的压缩编码。目前,MPEG2已得到广泛应用,如美国、欧洲、日本在DVD和数字电视广播方面都采用MPEG2压缩技术。
MPEG-3:最初是为HDTV开发的编码和压缩标准,但由于MPEG2的出色性能表现,已能适用于HDTV,使得MPEG3还没出世就被抛弃了。
MPEG-4:MPEG专家组于1999年2月正式公布了MPEG-4(ISO/IEC14496)V1.0版本是为交互式多媒体通讯制定的压缩标准。
MPEG-4是音视频对象(Object)的编码,是以内容为中心的描述方法。MPEG-4标准主要应用于视像电话(Videophone),视像电子邮件(VideoEmail)和电子新闻(ElectronicNews)等。MPEG-4利用很窄的带宽,通过帧重建技术、压缩和传输数据,以求从最少的数据获得最佳的图像质量。MPEG-4的目标是建立一个通用有效的编码方法,对称之为音视频对象的应用音视频数据格式进行编码,这些音视频对象可以是自然的(Natural)或合成的(Synthetic)。MPEG-4标准支持7个新功能,可粗略的分3类:基于内容的交互性、高压缩率和灵活多样的存取模式。
MPEG-7:1998年10月开始征求标准;1999年2月进入评估阶段;1999年12月第一版草稿推出;2000年10月推出委员会审查草稿;2001年2月预定推出最终版委员会议草稿;2001年7月推出国际标准初稿;2001年9月国际标准定案。是为互联网视频检索制定的压缩标准。
有关于VCEG与MPEG
VCEG制定的压缩标准H.26X都是针对单一矩形视频对象,其追求的是更高的压缩效率。MPEG-4在目前之所以很热,是因为MPEG-4是基于多个视音频对象的压缩编码标准,这非常适合于互联网上的多媒体应用。在互联网上传播的多媒体信息,很多是可以划分为多个视频对象的,如电脑制作的动画节目、电视新闻节目等,而在实时视频图像编码中,在一个图像矩形框中很难实时识别多个视频对象,还是把一个视频源当作一个矩形视频对象进行编码。
VCEG在97年发布H.263的压缩标准后,制定了短期开发计划H.26N和长期开发计划H.26L,H.26N发展成H.263+和H.263++,H.26L经过5年时间的发展,在2002年5月作为H.264压缩标准进行发布。
MPEG在VCEG发布H.263之后,发布了MPEG-4 SP(即MPEG-4第一板),在该版本中引入了两个非常重要的概念:一个是一个视频源多个视音频对象编码,一个是码流传输异常处理(特别是无线传输应用)。从这里可以看出,VCEG致力于高效率的视频编码技术,MPEG更侧重系统和框架。
在2001年第四季度,VCEG H.26L发展到TML9.0时,MPEG同VCEG再次组成联合联合视频编码专家组JVT,
对H.26L的算法进行了改进和完善,在2003年5月VCEG发布了H.264的压缩标准。MPEG在JVT对H.26L压缩算法修改的基础上,将该技术规范纳入到MPEG-4的标准中,作为MPEG-4 PART10发布,即MPEG-4的第三版,MPEG-4 AVC。H.264和MPEG-4 AVC代表了全人类在视音频编解码方面的最新成果。
针对单一矩形视频对象,H.264比MPEG-4第二版MPEG-4 ACE的压缩效率提高30%以上。
有关AVS (中国的哦!很强的,效率只比264差一点)
AVS标准是针对中国音视频产业的需求,按国际开放型规则制定的中国自主标准,2003年11月28日,中国数字音视频编解码技术标准工作组(AVS) 日前正式公布了其数字视频标准最终草案。