传统视频编码标准

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1、传统视频编码标准H.261ITU编制的H・261[2]标准是第一个主流视频压缩标准。它主要针对双工视频会议应用，是为支持40kpbs~2Mbps的ISDN网络而设计的。H.261支持352(288(CIF)及176(144(QCIF)分辨率，色度分辨率二次采样为4:2:0。由于可视电话需要同步实时编解码，因此复杂性设计得较低。由于主要用于对延迟敏感的双向视频，因此H.261仅允许采用I与P帧，而不允许B帧。H.261采用基于块的DCT进行残差信号的变换编码。DCT把像素的每个8(8块映射到频域，产生64个频率成分(第一个系数称为DC，其他的称为A

2、C)o为了量化DCT系数,H.261在所有AC系数中采用定的线性量化。量化后的系数进行行程编码，其可以按非零系数描述量化的频率，后面跟随一串零系数，在最后一个非零值之后以块代码结束。最后，可变长度编码(Huffman)将运行级别对(run-levelpair)转换成可变长度编码(VLC)，其比特长度已针对典型概率分布进行过优化。基于标准块的编码最终产生模块化视频。H.261标准利用环路滤波避免这种现象。在模块边缘采用的简单2DFIR滤波器用于平滑参考帧中的量化效应。必须同时在编码器及解码器中精确地对每个比特应用上述滤波。MPEG-1MPEG-1[

3、3]是ISO开发的第一个视频压缩算法。主要应用是数字媒体上动态图像与音频的存储与检索，如速率为1.15Mbps.采用SIF分辨率(352(240-29.97fps或者352(288-25fps)的VCD。MPEG-1与H.261相似，不过编码器一般需要更高的性能，以便支持电影内容的较高运动性而不是典型的可视电话功能。与H.261相比，MPEG1允许采用B帧。另外它还采用自适应感知量化，也就是说，对每个频段采用单独的量化比例因子(或等步长),以便优化人们的视觉感受。MPEG/仅支持逐行视频，因此新标准——MPEG2已经开始做出努力，同时支持分辨率及

4、比特率更高的逐行与隔行视频。MPEG-2/H.262MPEG-2[4]专门针对数字电视而开发，很快成为了迄今最成功的视频压缩标准。MPEG-2既能够满足标准逐行视频的需求（其中视频序列由一系列按一定时间间隔采集的帧构成），又能够满足电视领域常用的隔行视频的需求。隔行视频交替采集及显示图像中两组交替的像素（每组称为一个场）o这种方式尤其适合电视显示器的物理特性。MPEG2支持标准的电视分辨率，其中包括：针对美国和日本采用的NTSC制式隔行720（480分辨率，每秒60场，以及欧洲和其他国家采用的PAL制式的720（576分辨率，每秒50场。MPEG

5、-2建立在MPEG/基础之上，并具备扩展功能，能支持隔行视频及更宽的运动补偿范围。由于高分辨率视频是非常重要的应用，因此MPEG-2支持的搜索范围远远大于MPEG-1。与之前的标准相比，它显著提高了运动估计的性能要求，并充分利用更宽搜索范围与更高分辨率优势的编码器需要比H.261和MPEG/高得多的处理能力。MPEG2中的隔行编码工具包含优化运动补偿的能力,同时支持基于场和基于帧的预测，而且同时支持基于场和基于帧的DCT/IDCToMPEG-2在30:1左右的压缩比时运行良好。MPEG-2在4・8Mbps时达到的质量适合消费类视频应用，因此它很快

6、在许多应用中得到普及，如：数字卫星电视、数字有线电视、DVD以及后来的高清电视等。另外，MPEG-2增加了分级视频编码工具，以支持多层视频编码，即：时域分级、空域分级、SNR分级以及数据分割。尽管MPEG-2中针对分级视频应用定义了相关类别(profile)，不过支持单层编码的主类(MainProfile)是当今大众市场中得到广泛应用的唯一MPEG-2类。MPEG-2通常称为MPEG-2主类。MPEG-2解码最初对于通用处理器及DSP具有很高的处理要求。优化的固定功能MPEG-2解码器开发已问世，由于使用量较高，成本已逐渐降低。MPEG2证明低成

7、本芯片解决方案的供应是视频编解码标准成功和普及的关键。H.263H.263⑸在H.261之后得到开发，主要是为了以更低的比特率实现更高的质量。其主要目标之一是基于普通28.8Kbps电话调制解调器的视频。目标分辨率是SQCIF(128(96)〜CIF(352(288)。其基本原理与H.261大同小异。H.263的运动矢量在两个方向上允许是1/2的倍数(“半像素”),参考图像以数字方式内插到更高的分辨率。这种方法可以提高MC精度及压缩比。MV可采用更大的范围。为不同方案提供许多新的选项，包括：*4个运动矢量每个块采用一个运动矢量，而非整个MB采用单

8、个运动矢量。*3DVLC:Huffman编码——将块结束(EOB)指示符与每个运行级别对结合在一起。这种功能主要用于低比特率，这时大多时