视频编码

2005-12-31 09:45:50 作者:dvbcn 热度:

MPEG-1/2
MPEG-1标准主要针对SIF标准分辨率(NTSC制为352X240;PAL制为352X288)的图像进行压缩. 压缩位率主要目标为1.5Mb/s.较MJPEG技术,MPEG1在实时压缩、每帧数据量、处理速度上有显著的提高。但MPEG1也有较多不利地方:存储容量还是过大、清晰度不够高和网络传输困难。
MPEG-2 在MPEG-1基础上进行了扩充和提升,和MPEG-1向下兼容,主要针对存储媒体、数字电视、高清晰等应用领域,分辨率为:低(352x288),中(720x480),次高(1440x1080),高(1920x1080)。MPEG-2视频相对MPEG-1提升了分辨率,满足了用户高清晰的要求,但由于压缩性能没有多少提高,使得存储容量还是太大,也不适和网络传输。

MPEG-4
MPEG-4视频压缩算法相对于MPEG-1/2在低比特率压缩上有着显著提高,在CIF(352*288)或者更高清晰度(768*576)情况下的视频压缩,无论从清晰度还是从存储量上都比MPEG1具有更大的优势,也更适合网络传输。另外MPEG-4可以方便地动态调整帧率、比特率,以降低存储量。
MPEG-4由于系统设计过于复杂,使得MPEG-4难以完全实现并且兼容,很难在视频会议、可视电话等领域实现,这一点有点偏离原来地初衷。另外对于中国企业来说还要面临高昂的专利费问题,目前规定:
- 每台解码设备需要交给MPEG-LA 0.25美元
- 编码/解码设备还需要按时间交费(4美分/天=1.2美元/月 =14.4美元/年)

H.264/AVC
H.264集中了以往标准的优点,在许多领域都得到突破性进展,使得它获得比以往标准好得多整体性能:
- 和H.263+和MPEG-4 SP相比最多可节省50%的码率,使存储容量大大降低;
- H.264在不同分辨率、不同码率下都能提供较高的视频质量;
- 采用“网络友善”的结构和语法,使其更有利于网络传输。
H.264采用简洁设计,使它比MPEG4更容易推广,更容易在视频会议、视频电话中实现,更容易实现互连互通,可以简便地和G.729等低比特率语音压缩组成一个完整的系统。
MPEG LA吸收MPEG-4的高昂专利费而使它难以推广的教训,MPEG LA制定了以下低廉的H.264收费标准:H.264广播时基本不收费;产品中嵌入H.264编/解码器时,年产量10万台以下不收取费,超过10万台每台收取0.2美元,超过500万台每台收取0.1美元。低廉的专利费使得中国H.264监控产品更容易走向世界。

监控中视频编码分辨率的选择
目前监控行业中主要使用以下分辨率:SQCIF、QCIF、CIF、4CIF。
SQCIF和QCIF的优点是存储量低,可以在窄带中使用,使用这种分辨率的产品价格低廉;缺点是图像质量往往很差、不被用户所接受。
CIF是目前监控行业的主流分辨率,它的优点是存储量较低,能在普通宽带网络中传输,价格也相对低廉,它的图像质量较好,被大部分用户所接受。缺点是图像质量不能满足高清晰的要求。
4CIF是标清分辨率,它的优点是图像清晰。缺点是存储量高,网络传输带宽要求很高,价格也较高。

分辨率新的选择-528x384
2CIF(704x288)已被部分产品采用,用来解决CIF清晰度不够高和4CIF存储量高、价格高昂的缺点。但由于704x288只是水平分辨率的提升,图像质量提高不是特别明显。
经过测试,我们发现另外一种2CIF分辨率528x384,比704x288能更好解决CIF、4CIF的问题。特别是在512Kbps-1Mbps码率之间,能获得稳定的高质量图像,满足用户较高图像质量的要求。目前这一分辨率已被许多网络多媒体广播所采用,被广大用户所接受。比如杭州网通网上影院是采用512x384分辨率,在768k下能稳定地获得近似DVD的图像质量。

监控中实现视频编码的最佳方式
目前视频编码正处于一个技术日新月异的时期,视频编码的压缩性能在不断得到提升。
在监控中主要使用ASCI和DSP两种方案。由于ASIC芯片的设计、生产周期过长,使它已跟不上视频编码的发展速度。而DSP芯片,由于它的通用设计,使它能实现各种视频编码算法,并且可以及时更新视频编码器,紧跟视频编码的发展速度。另外使用DSP芯片可以比ASIC更灵活的配置编码器,使编码器达到最佳性能。

责任编辑:DVBCN编辑部

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