开发者学堂课程【高校精品课-华中科技大学 -智能媒体计算:视频编码标准简介(下)】学习笔记,与课程紧密联系,让用户快速学习知识。
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视频编码标准简介(下)
内容介绍:
一、MPEG-1
二、MPEG-2
三、MPEG-4
一、MPEG-1
1.MPEG-1视频:
.比特率大约为1.5Mbit 的视频压缩,分辨率720X576,是典型的文本标清视频,在看视频网站的时候有几个版本像流畅版、标清版、高清版、超高清版,其中标清版指的就是720X576。
.MPEG-1音频是面向每通道速率为64Kbit、128Kbit/s和192Kbit/s的数字音频信号的压缩,MP3用的是较高层次的,所以质量相对较高。
2.MPEG-1的最终目标:
解决数字视频和数字音频等多样压缩数据流的复合和同步,它在历史上做了重大贡献的。
MPEG-I标准是VCD工业标准的核心,利用MPEG-I音频第三层的MP3音乐格式也倍受青睐。VCD 现在其实还在用,大概倒退十几年我们家家户户都有 VCD,中国当时有几十家的 VCD 厂家,全世界的 VCD 基本上都是中国制造,后为了让大家方便,VCD 时代有多碟连放,早期在 VCD之前是用磁带去看视频。
二、MPEG-2
1.MPEG-2标准克服并解决了 MPEG-I不能满足日益增长的多媒体技术数字电视技术对分辨率和传输率等方面的技术要求的缺陷
2. MPEG-2系统支持五项基本功能
解码时多压缩流的同步
将多个压缩流交织成单个的数据流
解码时缓冲器初始化
缓冲区管理
时间识别
(对用户来说最直观的是 MPEG-2 的视频它的分辨率清晰了,因为它是高清的)
MPEG-2视频解码器是工业标准DVD的核心标准。
从 VCD 过渡到 DVD,就有 DVD 的光盘了,但这里需要注意那个时代包括现在经常会买的 DVD,DVD 里面存了很多的片子,有的存了几十集的片子,放出来一看发现并不清晰,那 DVD 里装的只当了一个存储的盘,装的并不是 MPEG-2,而是 MPEG-I,所以并不是 DVD 光盘里面装的都是 MPEG-2,要看文件格式,如果用 MPEG-2 来播放视频的话质量其实就翻了几倍,效果也明显提升,无论是压缩比还是图像质量,在分辨率提升的情况下,压缩比提高了,数据流码率提高的是很小的,保证了当时在网络带宽的情况下可以看质量相对较高的视频内容。
三、MPEG-4
1.MPEG-4从1994年开始工作,1999年发布
为视听(audio-visual)数据的编码和交互播放开发算法和工具口2.MPEG-4是一个数据速率很低的多媒体通信标准
标准名Very-low bitrate audio-visual coding(甚低速率视听编码)也就是 MP4 的时候压缩比很大数据量很小,随着后面的发展,码率低是相对的,分辨率高的时候,即便是你的压缩比很高,也比码率低的时候分辨率高,因此要看一下它的码率低还是高,要看它压缩的对象的分辨率,比如我们可以用 MPEG-4来压标清的视频,那码率就很低了,要压高清的这个码率相对用 MPEG-2的时候它的码率要低,但是它比标清的还是要高的。
3. MPEG-4的目标
要在异构网络环境下能够高度可靠地工作,并且具有很强的交互功能,里面一个重要的内容是MPEG-4引入了基于对象表达(object-based representation)
用来表达视听对象(audio/visual objects,AVO)(就引入了面向对象的编码)
4.MPEG-4扩充了编码的数据类型
由自然数据对象扩展到计算机生成的合成数据对象
采用合成对象/自然对象混合编码(Synthetic/Natural Hybrid Coding,SNHC)算法
5.在实现交互功能和重用对象中引入了组合、合成和编排等重要概念
举个例子,这是一个网球的视频,它是怎么合成又是怎么有对象的?大家想一想这个运动员在网球场上打球不边的是什么?
不变的是球场,变化最多的是球员们击球的动作,那么它就把球场进行了重建,其实这就是计算机合成的,通过拍摄多帧图像后把球场重建出来,而背后的观众,其实它不是最关键的,我们对它的要求不高,但是球场重建是如实的反映球场,然后把击球的远动员提取出来,这是对象,然后对运动员进项详细的编码,最后播放的时候是把运动员和球场合成在一起,就根据拍摄的,你是取了球场的哪一部分那我们就把哪一部分取出来与运动员进行合成,这就大幅降低了码率,因为球场是作为合成的对象存储在计算机里,而不是实时去记忆我们摄像机里录的,远动员的变化虽然很多,但是这个人是很小的,这就是我们 MPEG-4可以做到码率很低的原因。
这里面就给出了我们的编码器、存储对象和我们的自然对象如何进行合成?如何进行编排的整个示意图
感兴趣的可以后期看一看 MPEG-4的标准,里面会对合成对象编码有比较详细的阐述。
今天就把视频编码的发展历程简单介绍了一下,后面再详细的以 MPEG 的压缩标准为例,讲它的音频视频主要的压缩思想。