主頁（http://m.by236.com）：視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)回顧及AVS視頻關(guān)鍵技術(shù)(2) AVS標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的時間對應(yīng)關(guān)系以及AVS工作組已經(jīng)開展的工作如下圖所示。
三、視頻壓縮基本原理 消除統(tǒng)計(jì)冗余的基本依據(jù)是視頻數(shù)字化過程在時間和空間上采用了規(guī)則的采樣過程。視頻畫面數(shù)字化為規(guī)則的像素陣列，其密集程度適于表征每點(diǎn)最高的空間頻率，而絕大多數(shù)畫面幀包含非常少甚至不含這種最高頻率的細(xì)節(jié)。同樣，所選的幀頻能夠表征場景中最快的運(yùn)動，而理想的壓縮系統(tǒng)只要描述場景所必需的瞬時運(yùn)動即可。簡言之，理想的壓縮系統(tǒng)能夠動態(tài)適應(yīng)視頻在時間和空間上的變化，所需要的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)低于數(shù)字化采樣所產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)。 心理視覺技術(shù)主要是針對人類視覺系統(tǒng)極限。人類視覺在對比度帶寬、空間帶寬（特別是彩色視覺）、時間帶寬等方面存在極限。而且，這些極限并非相互獨(dú)立，整體的視覺系統(tǒng)存在上限，例如，人眼不可能同時察覺到時間和空間的高分辨率。顯然，沒有必要表征那些不能被感知的信息，或者說，一定程度的壓縮損失是人的視覺系統(tǒng)是感知不出來的。 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)并非一個單一的算法，而是一整套的編碼工具，這些工具綜合起來就達(dá)到了完整的壓縮效果。視頻壓縮的歷史可以追溯到上個世紀(jì)50年代初，在隨后30多年時間里，主要的壓縮技術(shù)和工具逐漸發(fā)展起來，在上世紀(jì)80年代初，視頻編碼技術(shù)初步成型。最初每個主要的工具都是作為視頻編碼的一個完整解決方案而提出，各條技術(shù)主線平行發(fā)展，最終各性能最佳者匯合成為完整的解決方案，方案集成的主要貢獻(xiàn)者是標(biāo)準(zhǔn)化組織，來自各國家和組織的專家們共同完成了方案集成工作，或者說，編碼標(biāo)準(zhǔn)方案是標(biāo)準(zhǔn)委員會原創(chuàng)的。另外，盡管有些技術(shù)多年前就已經(jīng)提出，但由于實(shí)現(xiàn)代價(jià)昂貴而沒能在當(dāng)時得到實(shí)際應(yīng)用，直到近年來半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展才滿足實(shí)時視頻處理的要求。
四、MPEG標(biāo)準(zhǔn)中視頻編解碼技術(shù) 現(xiàn)代熵編碼始創(chuàng)于20世紀(jì)40年代末；60年代末應(yīng)用于視頻編碼；然后不斷改進(jìn)，80年代中期引入了二維可變長編碼（2D VLC）和算術(shù)編碼（arithmetic coding）方法。 DPCM始創(chuàng)于1952年，同年首次應(yīng)用于視頻編碼。DPCM最初是作為空間編碼技術(shù)而發(fā)展，到了70年代中期，DPCM開始用于時域編碼。DPCM作為一種完整的視頻編碼方案，一直持續(xù)到80年代初期。從70年代中早期開始，DPCM的關(guān)鍵元素與變換編碼技術(shù)融合，逐漸形成了混合編碼技術(shù)，并于80年代早期發(fā)展成為MPEG的雛形。 變換編碼60年代末首次用于視頻，70年代上半期得到實(shí)質(zhì)性的發(fā)展，被認(rèn)為在空間編碼方面達(dá)到最高分辨率效果。在混合編碼中，變換編碼用于消除空間冗余，DCPM用于消除時間冗余。運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測技術(shù)極大地提高了時域DCPM的性能，它始創(chuàng)于1969年，80年代初發(fā)展成為MPEG的基本形式。80年代早期，擴(kuò)展出內(nèi)插編碼（interpolative coding），即通過多幀內(nèi)插進(jìn)行預(yù)測，中間幀通過比例運(yùn)動矢量（scaled motion vectors）預(yù)測。直至80年代末，雙向預(yù)測技術(shù)（bi-directional prediction）誕生，該技術(shù)才發(fā)展到最終形式。在近年來的進(jìn)展中（H.264），預(yù)測質(zhì)量得到改進(jìn)，亦即不同信號之間的相關(guān)性降低。因此，變換的必需性降低，H.264使用了簡化的變換（4 x4）。 MPEG1和H.261的前身是CCITT H.261標(biāo)準(zhǔn)（始于1984年，實(shí)質(zhì)性完成于1989年），它們有共同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編碼工具和語法元素。然而兩者并非恰好后向兼容。MPEG1可看作是H.261的擴(kuò)展集。MPEG1的發(fā)展始于1988年，實(shí)質(zhì)性完成于1992年。MPEG2可被看作是MPEG2的擴(kuò)展集，始于1990，實(shí)質(zhì)完成于1994年。H.263始于1992年，第一版完成于1995。MPEG4（其視頻是建于MPEG2和.263基礎(chǔ)上）始于1993，第一版實(shí)質(zhì)完成于1998年。由于芯片等技術(shù)的允許，2003年完成的MPEG-4 AVC/H.264比先前的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)采用了更為復(fù)雜的技術(shù)，同時也有新的技術(shù)模塊??多尺寸塊的幀內(nèi)和幀間編碼、多方向空間預(yù)測技術(shù)、4x4整數(shù)正交變換、去除塊效應(yīng)的環(huán)內(nèi)濾波器等，可以獲得更高的壓縮比。由于采用了數(shù)據(jù)劃分，JVT標(biāo)準(zhǔn)還具有更強(qiáng)的容錯能力。 五、AVS標(biāo)準(zhǔn)及其核心技術(shù) 1）變換、量化 2）幀內(nèi)預(yù)測 |
