數字視訊技術論文
數字視訊就是以數字形式記錄的視訊，和模擬視訊相對的。下面是小編整理的，希望你能從中得到感悟!
篇一
數字視訊壓縮的發展
摘 要： 簡述影象壓縮國際標準MPEG定義、特點、效能與應用，近年來壓縮標準的趨勢。
關鍵詞：視訊壓縮 ; MPEG;標準
世界通訊與資訊科技迅猛發展時代的來臨，對多媒體技術包括聲音、圖形、資料以及影象在內多種媒體資訊的傳送和處理提出更高要求，而研究多媒體資料壓縮編碼尤其是數字視訊壓縮技術更成為其核心技術。現有的國際通用的視訊壓縮標準主要有MPEG、H、JPEG等。
一、視訊壓縮標準的原理
MPEG是活動影象專家組***Moving Picture Exports Group***的縮寫，是國際標準化組織ISO/IEC下一個制訂動態視訊壓縮編碼標準的組織，實質即利用數字壓縮手段使運動影象頻帶壓縮的國際標準，於1988年成立。MPEG標準的視訊壓縮編碼技術主要利用了具有運動補償的幀間壓縮編碼技術以減小時間冗餘度，利用DCT技術以減小圖象的空間冗餘度，利用熵編碼則在資訊表示方面減小了統計冗餘度。目前MPEG已頒佈了兩個活動影象及聲音編碼的正式國際標準，分別稱為MPEG-1和MPEG-2。
二、視訊壓縮國際標準
1、MPEG-1標準。
MPEG-1標準是在數字儲存介質中實現對活動影象和聲音的壓縮編碼，編碼位元速率最高為1.5Mbit/s，支援SIF格式的輸入影象即525/625兩種格式：352x240x30和352x288x25。特點是它是一種有損的***即低位元率、及伴隨著一些影象和伴音資訊的丟失***，非平衡***即壓縮一幅影象比解壓縮慢的多***編碼。具有CD音質，質量級別基本與VHS相當。MPEG-1是一個開放的、統一的標準，被用於數字電話網路上的視訊傳輸，也被用於做記錄媒體或是INTERNET上傳輸音訊，在商業上尤其是小型鐳射視盤***VCD***等家庭視像上獲得成功應用。儘管影象質量優於VHS視訊的質量，但還不能滿足廣播級要求。
2、MPEG-2標準。
MPEG-2標準：針對標準數字電視和高清晰度電視在各種應用下的壓縮方案和系統層的詳細規定，編碼位元速率從3Mb/s～100Mb/s，分辯率為720×480×30***NTSC制***或720×576×25***PAL制***。標準的正式規範在ISO/IEC13818中。MPEG-2標準主要利用影象的空間相關性和時間相關性來進行壓縮。其特點是具備擴充套件功能、增加了分級視訊編碼工具、能支援隔行視訊、更寬的運動補償範圍、畫質質量最好、音訊特性更為突出。在系統和傳送方面作了更加詳細的規定和進一步的完善，特別適用於廣播級數字電視的編碼和傳送，是SDTV***標準清晰度電視***和HDTV***高清晰度電視***的編碼標準。MPEG-2還專門規定了多路節目的復分接方式，MPEG-2還兼顧了與ATM信元的適配問題。其主要應用包括：視音訊資料的儲存、非線性編輯系統及非線性編輯網路、衛星傳輸、電視節目的播出等。
3、MPEG-4標準。
MPEG-4標準：針對多媒體應用的影象編碼標準。它提供在多媒體環境下視訊資料的有效儲存、傳輸和操作等方面的核心技術。主要用於視像電話，視像***和電子新聞等，其傳輸速率要求較低，在4800-64000bits/sec之間，解析度為176*144.利用很窄的頻寬通過幀重建技術，壓縮和傳輸資料，以求以最少的資料獲得最佳的影象質量。其最大的特點是更適於互動AV服務以及遠端監控，是第一個具有互動性的動態影象標準，綜合性也很強。試圖將自然物體與人造物體相融合。設計目標還有更廣的適應性和可擴充套件性。其獨特的優點――基於內容的互動性、高效的壓縮性、通用的訪問性，使其應用範圍更加廣泛，包括：因特網視音訊廣播、無線通訊、靜止影象壓縮、電視電話、計算機圖形、動畫與模擬、電子遊戲。
4、MPEG-7標準。
MPEG-7標準：是“多媒體內容描述介面”。該標準將確定各種型別的多媒體資訊標準的描述方法。應用於多媒體資訊的搜尋，過濾，組織和處理。該標準的目標是建立一套視聽特徵的量化標準描述符及其結構以及它們之間的關係，稱之為描述方案。MPEG-7標準可支援的應用非常廣泛，包括：音視資料庫的儲存和檢索;廣播媒體的選擇;因特網上的個性化新聞服務;智慧多媒體、多媒體編輯;教育領域的應用;遠端購物;社會和文化服務;調查服務***人的特徵的識別、辯論等***;遙感;監視;生物醫學;建築、不動產及內部設計;多媒體目錄服務;家庭娛樂。
5、MPEG-21標準。
MPEG-21標準： 是“多媒體框架”。該標準將綜合利用不同層次的多媒體技術標準把分佈於全球各種不同的多媒體資訊通過異構網路有效傳輸，即對一些關鍵技術的整合。它的目標是要通過這種整合環境就對全球數字媒體資源進行透明和增強管理，實現內容描述、建立、釋出、使用、識別、收費管理、產權保護、使用者隱私權保護、終端和網路資源抽取、事件報告等功能，為多媒體資訊的使用者提供透明而有效的電子交易和使用環境，即“電子商務”平臺。
三、最新的壓縮標準的發展
1、H.264。
H.264是由ISO/IEC與ITU-T組成的聯合視訊組***JVT***制定的新一代視訊壓縮編碼標準。在ISO/IEC中該標準命名為AVC***Advanced Video Coding***，作為MPEG-4標準的第10個選項;在ITU-T中正式命名為H.264標準。H.264的主要優點有:在相同的重建影象質量下，H.264比H.263+和MPEG-4***SP***減小50%位元速率;對通道時延的適應性較強;提高網路適應性;在編/解碼器中採用複雜度可分級設計;H.264還引入了很多先進的技術，包括：4×4整數變換、空域內的幀內預測、1/4象素精度的運動估計、多參考幀與多種大小塊的幀間預測技術、去塊效應濾波器等。新技術帶來了較高的壓縮比，同時大大提高了演算法的複雜度。
2、AVS。
AVS是由我國自主制定的音/視訊編碼技術標準，主要面向高清晰度電視、高密度光儲存媒體等應用。AVS標準以當前國際上最先進的MPEG-4 AVC/H.264框架為基礎，強調自主智慧財產權，同時充分考慮了實現的複雜度。相對H.264主要特點有：***1***8×8的整數變換與64級量化;***2***亮度和色度幀內預測都是以8×8塊為單位，亮度塊採用5種預測模式，色度塊採用4種預測模式;***3***採用16×16、16×8、8×16和8×8 4種塊模式進行運動補償;***4***在1/4象素運動估計方面，採用不同的四抽頭濾波器進行半象素插值和1/4象素插值;***5***P幀可以利用最多2幀的前向參考幀，而B幀採用前後各一個參考幀。分型壓縮和人工智慧也許會對視訊壓縮技術帶來一定的影響。
四、結論
隨著經濟的發展、通訊技術的日益提高，客戶對視訊業務的需求呈迅猛發展的趨勢。在視訊業務中使用的視訊壓縮技術――MPEG將伴隨我們走向數字化時代。其中MPEG-1與MPEG-2已經在數字視訊和PC與膝上型電腦上廣泛應用。MPEG-4是目前視訊壓縮技術的最新發展水平，其產品相繼浮出水面。MPEG-4在internet和第三代行動通訊中將開創多媒體服務的新局面。MPEG-7標準主要集成了多媒體目標搜尋程式。另外，MPEG-2也會得到擴充套件，MPEG-21是其後續標準。
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