數(shù)字通信技術

圖像壓縮編碼標準圖像壓縮編碼標準靜止運動JPEG2000JPEGITU制定：H.26X（H.261、H.263、H.264）ISO、IEC制定：MPEG-x（

MPEG-1、

2、4、7）分類：一、圖像尺寸的規(guī)定及幀類型定義亮度：Y720像素色差:CB、CR360像素歐洲、我國：720像素*576行美國、日本：720像素*480行像素減半丟掉一場MPEG-1SIF：360像素*288行宏塊：16*16像素SIF：360像素SIF有效像素區(qū)362像素*288行SIF有效像素區(qū)362像素*288行H.261公用中間格式CIF（commonintermediaformat）視頻編碼圖像格式一覽表圖像幀I幀P幀B幀D幀圖像的傳輸順序和顯示順序不同二、H.26x建議1、H.261建議H.261又稱為P*64，其中P為64kb/s的取值范圍，是1到30的可變參數(shù)，它最初是針對在ISDN上實現(xiàn)電信會議應用特別是面對面的可視電話和視頻會議而設計的，色度采用4:2:0采樣。H.261規(guī)定圖象輸入格式有兩種：CIF和QCIF。1、2CIF當P=>=6CIF、QCIF圖像層P(Picturelayer)塊組層GOB(groupofblocklayer)宏塊層MB(macroblocklayer)塊層B(blocklayer)結構組成：H.261數(shù)據結構構圖：2、H.263建議H.263是由ITU-T制定的視頻會議議用的低碼率視頻編碼碼標準，屬屬于視頻編解碼器基于之前前的視頻頻編碼國國際標準準（H.261，MPEG-1和H.262／MPEG-2），H.263的性能能有了革革命性的的提高。。它的第第一版于于1995年完成，在在所有碼碼率下都都優(yōu)于之之前的H.261。H.263是基于運運動補償償?shù)腄PCM的混合編編碼，在在運動補補償?shù)腄PCM混合編碼碼，在運運動搜索索的基礎礎上進行行運動補補償，然然后運用用DCT變換和“之”字形掃描描編碼碼，從而而得到輸輸出碼流流。H.263在H.261建議的基基礎上，，將運動動矢量的的搜索增增加為半半象素點點搜索；；同時又又增加了了無限制制運動矢矢量、基基于語法法的算術術編碼、、高級級預測技技術和PB幀編編碼碼等等四四個個高高級級選選項項；；從從而而達達到到了了進進一一步步降降低低碼碼速速率率和和提提高高編編碼碼質質量量的的目目的的。。：(1)H.263的運運動動補補償償使使用用半半象象素素精精度度，，而而H.261則用用全全象象素素精精度度和和循循環(huán)環(huán)濾濾波波；；(2)數(shù)據據流流層層次次結結構構的的某某些些部部分分在在H.263中是是可可選選的的，，使使得得編編解解碼碼可可以以配配置置成成更更低低的的數(shù)數(shù)據據率率或或更更好好的的糾糾錯錯能能力力；；(3)H.263包含含四四個個可可協(xié)協(xié)商商的的選選項項以以改改善善性性能能；；(4)H.263采用用無無限限制制的的運運動動向向量量以以及及基基于于語語法法的的算算術術編編碼碼；；(5)采用用事事先先預預測測和和與與MPEG中的的P-B幀一一樣樣的的幀幀預預測測方方法法；；(6)H.263支持持5種分分辨辨率率，，即即除除了了支支持持H.261中所所支支持持的的QCIF和CIF外，，還還支支持持SQCIF、4CIF和16CIF，SQCIF相當當于于QCIF一半半的的分分辨辨率率，，而而4CIF和16CIF分別別為為CIF的4倍和和16倍。。編碼碼模模式式：：3、H.263+、H.263++H.263v2（通通常常也也叫叫做做H.263+或者者1998年年版版H.263））是是ITU-TH.263視頻頻編碼碼標標準準第第二二版版的的非非正正式式名名稱稱。。它它保保持持了了原原先先版版本本H.263的的所所有有技技術術，，但但是是通通過過增增加加了了幾幾個個附附錄錄顯顯著著的的提提高高了了編編碼碼效效率率并并提提供供了了其其它它的的一一些些能能力力，，例例如如增增強強了了抵抵抗抗傳傳輸輸信道道的數(shù)數(shù)據據丟丟失失的的能能力力（（Robustness））。。H.263+項項目目于于1998年年2月月在在ITU正正式式通通過過。。接接下下來來一一個個被被稱稱為為"H.263++"的的項項目目被被隨隨即即推推出出，，在在H.263+的的基基礎礎上上增增加加了了更更多多的的新新的的功功能能。。H.263++（（亦亦稱稱H.263v3或或2000版版H.263））于于2000年年底底完完成成。。H.263+新增增幾幾種種編編碼碼模模式式用用于于提提高高壓壓縮縮比比增強的的PB幀高級幀幀內編碼模模式塊效應消消除濾濾波器器分級編編碼模式分片結結構模式附加增強信信息模模式參考幀幀重取取樣H.263++在H.263+基礎上上新增增三種種編碼模式主要用于增增強抗抗誤碼碼性能能及增增強編編碼效效率4、H.264H.264/MPEG-4AVC是是一種種面向向塊的的基于于運動動補償償?shù)木幗獯a碼器標準。。由ITU-T視頻編編碼專專家組組與ISO/IEC聯(lián)合工工作組組———即動動態(tài)圖圖像專專家組組（MPEG）———聯(lián)合合組成成的聯(lián)聯(lián)合視視頻組組（JVT，JointVideoTeam）開開發(fā)。。因ITU-TH.264標準和和ISO/IECMPEG-4AVC標準（（正式式名稱稱是ISO/IEC14496-10——MPEG-4第十部部分，，高級級視頻頻編碼碼）有有相同同的技技術內內容，，故被被共同同管理理。H.264因其其是藍藍光盤盤的一一種編編解碼碼標準準而著著名，，所有有藍光光盤播播放器器都必必須能能解碼碼H.264。。它也也被廣廣泛用用于網網絡流流數(shù)據據源如如Vimeo、YouTube、以及及iTunesStore，網絡絡軟件件如AdobeFlashPlayer和MicrosoftSilverlight，以及及各種種HDTV陸基基廣播播（ATSC，ISDB-T，DVB-T或DVB-T2），線線纜（（DVB-C）以及及衛(wèi)星星（DVB-S和DVB-S2）。H.264/AVC項目目意圖圖創(chuàng)建建一種種視頻頻標準準。與與舊標標準相相比，，它能能夠在在更低低帶寬寬下提提供優(yōu)優(yōu)質視視頻（（換言言之，，只有有MPEG-2，H.263或MPEG-4第第2部部分的一半半帶寬寬或更更少）），也也不增增加太太多設設計復復雜度度使得得無法法實現(xiàn)現(xiàn)或實實現(xiàn)成成本過過高。。另一一目的的是提提供足足夠的的靈活活性以以在各各種應應用、、網絡絡及系系統(tǒng)中中使用用，包包括高高、低低帶寬寬，高高、低低視頻頻分辨辨率，，廣播播，DVD存儲，，RTP/IP網絡，，以及及ITU-T多媒體體電話話系統(tǒng)統(tǒng)。H.264的的主要要優(yōu)點點包括括:1.在在相相同的的重建建圖像像質量量下，，H.264比比H.263+和和MPEG-4(SP)減小小50%碼碼率。。2.對對信信道時時延的的適應應性較較強，，既可可工作作于低低時延延模式式以滿滿足實實時業(yè)業(yè)務，，如會會議電電視等等；又又可工工作于于無時時延限限制的的場合合，如如視頻頻存儲儲等。。3.提提高高網絡絡適應應性，，采用用“網網絡友友好””的結結構和和語法法，加加強對對誤碼碼和丟丟包的的處理理，提提高解解碼器器的差差錯恢恢復能能力。。4.在在編編/解解碼器器中采采用復復雜度度可分分級設設計，，在圖圖像質質量和和編碼碼處理理之間間可分分級，，以適適應不不同復復雜度度的應應用。。相對于于先期期的視視頻壓壓縮標標準，，H.264引引入入了很很多先先進的的技術術，包包括4×4整整數(shù)變變換、、空域域內的的幀內內預測測、1/4象象素精精度的的運動動估計計、多多參考考幀與與多種種大小小塊的的幀間間預測測技術術等。。新技技術帶帶來了了較高高的壓壓縮比比，同同時大大大提提高了了算法法的復復雜度度。H.264相比于于H.261、H.263，具有有的特特點幀間預預測幀內預預測分層設設計高精度、、多模模式運運動估估計4*4塊的整整數(shù)變變換統(tǒng)一的的VLC面向IP和無線線環(huán)境境傳輸結結構：：H.264標標準的的推出出，是是視頻頻編碼碼標準準的一一次里里程碑碑式的的重要要進步步，它它與現(xiàn)現(xiàn)有的的MPEG-2、MPEG-4SP及及H.263相相比，，具有有明顯顯的優(yōu)優(yōu)越性性，特特別是是在編編碼效效率上上的提提高，，使之之能用用于許許多新新的領領域。。盡管管H.264的的算算法復復雜度度是現(xiàn)現(xiàn)有編編碼壓壓縮標標準的的4倍倍以以上，，隨著著集成成電路路技術術的快快速發(fā)發(fā)展，，以及及受到到業(yè)界界幾乎乎所有有主流流視頻頻相關關設備備/產產品廠廠商的的支持持，H.264的的商業(yè)業(yè)應用用已經經在全全世界界迅速速推廣廣。三、MPEG標準MPEG是活動動圖像像專家家組(MovingPictureExportsGroup)的縮寫寫，于于1988年成立立，是是為數(shù)數(shù)字視視/音頻制制定壓壓縮標標準的的專家家組，，目前前已擁擁有300多名成成員，，包括括IBM、SUN、BBC、NEC、INTEL、AT&T等世界界知名名公司司。MPEG組織最最初得得到的的授權權是制制定用用于““活動動圖像像”編編碼的的各種種標準準，隨隨后擴擴充為為“及及其伴伴隨的的音頻頻”及及其組組合編編碼。。后來來針對對不同同的應應用需需求，，解除除了““用于于數(shù)字字存儲儲媒體體”的的限制制，成成為現(xiàn)現(xiàn)在制制定““活動動圖像像和音音頻編編碼””標準準的組組織。。MPEG組織制制定的的各個個標準準都有有不同同的目目標和和應用用，目目前已已提出出MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21標準。。MPEG-21：將標準集成起來相互支持和協(xié)調以管理多媒體MPEG-1：1992年正式發(fā)布的數(shù)字電視標準MPEG-2：數(shù)字電視標準MPEG-3：于1992年合并到高清晰度電視（HDTV）工作組MPEG-4：1999年發(fā)布的多媒體應用標準MPEG-7：多媒體內容描述接口標準MPEG標準分類：：1、MPEG-1標準MPEG-1標準于于1993年8月公布布，用用于傳傳輸1.5Mbps數(shù)據傳傳輸率率的數(shù)數(shù)字存存儲媒媒體運運動圖圖像及及其伴伴音的的編碼碼。原來的的主要要目標標是在在CD光盤盤上記記錄圖圖像，，后來來被廣廣泛應應用在在VCD光盤。該標準準包括括五個個部分分：第一部分分說明明了如如何根根據第第二部部分（（視頻頻）以以及第第三部部分（（音頻頻）的的規(guī)定定，對對音頻頻和視視頻進進行復復合編編碼。。第四四部分分說明明了檢檢驗解解碼器器或編編碼器器的輸輸出比比特流流符合合前三三部分分規(guī)定定的過過程。。第五五部分分是一一個用用完整整的C語言實實現(xiàn)的的編碼碼和解解碼器器。高壓縮縮比該標準準從頒頒布的的那一一刻起起，MPEG-1取得一一連串串的成成功，，如VCD和MP3的大量量使用用，Windows95以后的的版本本都帶帶有一一個MPEG-1軟件解解碼器器，可可攜式式MPEG-1攝像機機等等等。其中,MP3是“MPEGAudioLayer-3”的縮縮寫Layer-3相比于于Layer-1、Layer-2具有最最好的的壓縮縮率2、MPEG-2標準MPEG-2的標準準號為為ISO/IEC13818，標準準名稱稱為““信信息技技術——電視視圖像像和伴伴音信信息通通用編編碼””。它它是聲聲音和和圖像像信號號數(shù)字字化的的基礎礎標準準，將將廣泛泛用于于數(shù)字字電視視（包包括HDTV）及數(shù)數(shù)字聲聲音廣廣播、、數(shù)字字圖像像與聲聲音信信號的的傳輸輸，多多媒體體等領領域。。MPEG組織于于1994年推出出MPEG-2壓縮標標準，，以實實現(xiàn)視視/音頻服服務與與應用用互操操作的的可能能性。。MPEG-2標準是是針對對標準準數(shù)字字電視視和高高清晰晰度電電視在在各種種應用用下的的壓縮縮方案案和系系統(tǒng)層層的詳詳細規(guī)規(guī)定，，編碼碼碼率率從每每秒3兆比特特～100兆比特特，標標準的的正式式規(guī)范范在ISO/IEC13818中。MPEG-2不是MPEG-1的簡單單升級級，MPEG-2在系統(tǒng)統(tǒng)和傳傳送方方面作作了更更加詳詳細的的規(guī)定定和進進一步步的完完善。。MPEG-2特別適適用于于廣播播級的的數(shù)字字電視視的編編碼和和傳送送，被被認定定為SDTV和HDTV的編碼碼標準準。MPEG-2與MPEG-1的不同同部分分：MPEG-2支持隔隔行掃掃描視視頻格格式輸入、、出圖圖像色色彩分分量之之比可可以是是4:2:0、4:2:2、4:4:4可直接對對隔行行掃描描視頻頻信號號進行行處理理在空間間、時時間分分辨率率和信信噪比比方面面可分分級性性碼流結構的的可分分級性性輸出碼碼率可可恒定定也可可變化化主要應應用：：一視音頻資料的保存二電視節(jié)目的非線性編輯系統(tǒng)三衛(wèi)星傳輸3、MPEG-4標準運動圖圖像專專家組組MPEG于1999年2月正式式公布布了MPEG-4（ISO/IEC14496）標準準第一一版本本。同同年年年底MPEG-4第二版版亦告告底定定，且且于2000年年初初正式式成為為國際際標準準。MPEG-4是一套套用于于音頻、視頻信息的的壓縮編編碼標準，由國際標標準化化組織織（ISO）和國際電電工委委員會會（IEC）下屬屬的““動態(tài)態(tài)圖像像專家家組””（MovingPictureExpertsGroup，，即MPEG）制定定，第第一版版在1998年年10月通通過，，第二二版在在1999年12月月通過過。MPEG-4格格式的的主要要用途途在于于網上上流、光盤、語音音傳送送（視頻電電話），以以及電視廣播。MPEG-4包包含了了MPEG-1及MPEG-2的絕大大部份份功能能及其其他格格式的的長處處，并并加入入及擴擴充對對虛擬現(xiàn)現(xiàn)實模模型語語言（VRML，，VirtualRealityModelingLanguage）的的支持持，面向對對象的合成成文件件（包包括音音效，，視頻頻及VRML對對象）），以以及數(shù)字版版權管管理（DRM）及其其他交交互功功能。。而MPEG-4比比MPEG-2更先先進的的其中中一個個特點點，就就是不不再使使用宏宏區(qū)塊塊做圖圖像分分析，，而是是以圖圖像上上個體體為變變化記記錄，，因此此盡管管圖像像變化化速度度很快快、碼碼率不不足時時，也也不會會出現(xiàn)現(xiàn)方塊塊畫面面。MPEG-4系統(tǒng)的的一般般框架架是：：對自自然或或合成成的視視聽內內容的的表示示；對對視聽聽內容容數(shù)據據流的的管理理，如如多點點、同同步、、緩沖沖管理理等；；對靈靈活性性的支支持和和對系系統(tǒng)不不同部部分的的配置置。與MPEG-1、MPEG-2相比，MPEG-4具有如下下獨特的的優(yōu)點：：一基于內容的交互性二高效的壓縮性三通用的訪問性主要應用用：1因特網視音頻廣播2無線通信6電子游戲4電視電話5計算機圖形、動畫與仿真3靜止圖像壓縮壓縮方式播放器MP44、MPEG-7標準MPEG-7標準被稱稱為“多多媒體內內容描述述接口””，為各各類多媒媒體信息息提供一一種標準準化的描描述，這這種描述述將與內內容本身身有關，，允許快快速和有有效的查查詢用戶戶感興趣趣的資料料。它將將擴展現(xiàn)現(xiàn)有內容容識別專專用解決決方案的的有限的的能力，，特別是是它還包包括了更更多的數(shù)數(shù)據類型型。換而而言之，，MPEG-7規(guī)定一個個用于描描述各種種不同類類型多媒媒體信息息的描述述符的標標準集合合。該標標準于1998年10月提出。。MPEG-7標準組成成：MPEG-7系統(tǒng)MPEG-7描述定義義語言MPEG-7音頻MPEG-7視頻MPEG-7屬性實體體和多媒媒體描述述結構MPEG-7參考軟件件MPEG-7一致性MPEG-7目標：1、支持多種音頻、視覺描述2、提供一種描述多媒體材料的方法3支持數(shù)據管理的靈活性、數(shù)據資源的全球化和互操作性MPEG-7的應用領領域很廣廣，包括括：●數(shù)字圖圖書館。。例如，，圖像目目錄、音音樂詞典典等?！穸嗝襟w體目錄服服務。例例如，黃黃頁等。。●廣播式式媒體的的選擇。。例如，，無線電電頻道、、TV頻道等。。●個人電電子新聞聞服務、、多媒體體創(chuàng)作等等。●教育、、娛樂、、新聞、、旅游、、醫(yī)療和和電子商商務等。。5、MPEG-21標準互聯(lián)網改改變了物物質商品品交換的的商業(yè)模模式，這這就是““電子商商務”。。新的市市場必然然帶來新新的問題題：如何何獲取數(shù)數(shù)字視頻頻、音頻頻以及合合成圖形形等“數(shù)數(shù)字商品品”，如如何保護護多媒體體內容的的知識產產權，如如何為用用戶提供供透明的的媒體信信息服務務，如何何檢索內內容，如如何保證證服務質質量等。。此外，，有許多多數(shù)字媒媒體(圖片、音音樂等)是由用戶戶個人生生成、使使用的。。這些““內容供供應者””同商業(yè)業(yè)內容供供應商一一樣關心心相同的的事情：：內容的的管理和和重定位位、各種種權利的的保護、、非授權權存取和和修改的的保護、、商業(yè)機機密與個個人隱私私的保護護等。目目前雖然然建立了了傳輸和和數(shù)字媒媒體消費費的基礎礎結構并并確定了了與此相相關的諸諸多要素素，但這這些要素素、規(guī)范范之間還還沒有一一個明確確的關系系描述方方法，迫迫切需要要一種結結構或框框架保證證數(shù)字媒媒體消費費的簡單單性，很很好地處處理“數(shù)數(shù)字類消消費”中中諸要素素之間的的關系。。MPEG-21就是在這這種情況況下提出出的。制制定MPEG-21標準的目目的