主頁(yè)（http://www.130131.com）：視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)回顧及AVS視頻關(guān)鍵技術(shù) 一、國(guó)際音視頻編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)回顧 國(guó)際上音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)主要有兩大系列：ISO/IEC JTC1制定的MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字電視采用的是MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)；ITU針對(duì)多媒體通信制定的H.26x系列視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)和G.7系列音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。 CCITT(國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)，現(xiàn)并入國(guó)際電信聯(lián)盟ITU)從1984年開始提出一系列有關(guān)音頻編碼算法和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。1984年CCITT第15研究組成立了一個(gè)專家組，專門研究電視電話的編碼問題，經(jīng)過5年以上的研究和努力，在1990年12月完成和批準(zhǔn)了CCITT推薦書 H.261。在H.261的基礎(chǔ)上，1996年ITU-T完成了H.263編碼標(biāo)準(zhǔn)，在編碼算法復(fù)雜度增加很少的基礎(chǔ)上，H.263能提供更好的圖像質(zhì)量、更低的速率，目前，H.263編碼是IP視頻通信采用最多的一種編碼方法。1998年ITU-T推出的H.263＋是H.263建議的第二版，它提供了12個(gè)新的可協(xié)商模式和其他特征，進(jìn)一步提高了壓縮編碼性能。 MPEG是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和國(guó)際電工委員會(huì)第一聯(lián)合技術(shù)組（ISO/IEC JTC1）1988年成立的運(yùn)動(dòng)圖像專家組（Moving Picture Expert Group）的簡(jiǎn)稱，全稱為ISO/IEC JTC1第29分委會(huì)第11工作組（ISO/IEC JTC1/SC29/WG11），負(fù)責(zé)數(shù)字視頻、音頻和其他媒體的壓縮、解壓縮、處理和表示等國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。從1988年開始，MPEG專家組每年召開四次左右的國(guó)際會(huì)議，主要內(nèi)容是制定、修訂、發(fā)展MPEG系列多媒體標(biāo)準(zhǔn)。視音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG-1(1992)和MPEG-2(1994)、基于視聽媒體對(duì)象的多媒體編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4(1999年)、多媒體內(nèi)容描述標(biāo)準(zhǔn)MPEG-7(2001)、多媒體框架標(biāo)準(zhǔn)MPEG-21。目前，MPEG系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為影響最大的多媒體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)數(shù)字電視、視聽消費(fèi)電子產(chǎn)品、多媒體通信等信息產(chǎn)業(yè)的重要產(chǎn)品產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。 CCITT H.261標(biāo)準(zhǔn)始于1984年，實(shí)質(zhì)完成于1989年，是MPEG的先驅(qū)。MPEG-1和H.261有共同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編碼工具和語(yǔ)法元素，然而兩者并非完全后向兼容，MPEG-1可看作是H.261的擴(kuò)展集。MPEG-1的發(fā)展始于1988年，實(shí)質(zhì)完成于1992年。MPEG-2可被看作是MPEG-1的擴(kuò)展集，始于1990年，實(shí)質(zhì)完成于1994年。H.263始于1992年，第一版完成于1995年。MPEG-4（其視頻部分建立在MPEG-2和H.263的基礎(chǔ)上）始于1993年，第一版實(shí)質(zhì)完成于1998年。 MPEG專家組已經(jīng)和正在制定的標(biāo)準(zhǔn)包括： (2) MPEG-2：1994年11月成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC13818），這是一個(gè)適應(yīng)性廣的動(dòng)態(tài)影像和聲音編碼方案，最初目標(biāo)是把視頻及其伴音信號(hào)壓縮到10Mb／s，經(jīng)實(shí)驗(yàn)可適用于1.5-60Mb／s的編碼范圍，甚至還可以更高。MPEG-2可用于數(shù)字通信、存儲(chǔ)、廣播、高清晰度電視等的壓縮編碼。DVD和數(shù)字電視廣播采用的是MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。1994年后，MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)還進(jìn)行了一定擴(kuò)展和修訂。 (3) MPEG-4：注意到低帶寬應(yīng)用的需要和交互式圖形應(yīng)用（游戲等合成內(nèi)容）、交互式多媒體（WWW等內(nèi)容分發(fā)和訪問技術(shù)）的快速發(fā)展，MPEG專家組成立了MPEG-4工作組，以促進(jìn)上述三個(gè)領(lǐng)域的集成。1999年初，定義標(biāo)準(zhǔn)框架的MPEG-4（第一版）成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC 14496-1），提供多種算法和工具的第二版已于99年底成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC 14496-2），后續(xù)還在制定第三、四、五版。 (4) MPEG-7與MPEG-21標(biāo)準(zhǔn)：MPEG-7是面向多媒體信息搜索、過濾、管理和處理的內(nèi)容表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，2001年7月成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。正在制定的MPEG-21的重點(diǎn)是多媒體框架，為與多媒體內(nèi)容遞交相關(guān)的所有已開發(fā)的和正在開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)提供基礎(chǔ)體系。 二、第二代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn) JVT標(biāo)準(zhǔn)是一套兼顧廣播和電信、覆蓋從低碼率通信到高清晰電視的廣域標(biāo)準(zhǔn)。在ISO/IEC中，該標(biāo)準(zhǔn)的正式名稱為MPEG-4 AVC（Advanced Video Coding）標(biāo)準(zhǔn)；在ITU-T中的正式名稱為H.264標(biāo)準(zhǔn)。2003年下半年，ISO/IEC以MPEG-4第十部分（ISO/IEC 14496-10）的名義正式發(fā)布了這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。 雖然MPEG-4 AVC/H.264是第二代標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)重要代表，但遠(yuǎn)不如MPEG-2當(dāng)年那樣一枝獨(dú)秀，而且面臨著多個(gè)來(lái)自企業(yè)和其他標(biāo)準(zhǔn)組織強(qiáng)有力的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。來(lái)自企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)者以微軟提出的WMV9為代表。SMPTE（Society of Motion Picture and Television Engineers，美國(guó)電影與電視工程師協(xié)會(huì)）是得到美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究所（ANSI）認(rèn)證的視頻、電視和電影工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)組織，在制定和發(fā)掘私有規(guī)范方面具有豐富經(jīng)驗(yàn)。2003年09月，SMPTE接收WMV-9所采用的壓縮技術(shù)規(guī)范作為一種視頻編解碼格式標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)草案名稱為“SMPTE Standard for Television: VC-9 Compressed Video Bitstream Format and Decoding Process”，簡(jiǎn)稱VC-1。2006年4月，SMPTE 正式發(fā)布VC-1。 AVS標(biāo)準(zhǔn)是中國(guó)數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組（AVS工作組）制定的數(shù)字音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。AVS工作組成立于2002年，成員包括國(guó)內(nèi)外從事數(shù)字音視頻編碼技術(shù)和產(chǎn)品研究開發(fā)的一百多家機(jī)構(gòu)和企業(yè)。AVS工作組的任務(wù)是面向我國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)需求，組織制定行業(yè)和國(guó)家信源編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。AVS國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的正式名稱是《信息技術(shù) 先進(jìn)音視頻編碼》，編號(hào)為GB/T 20090，包括9個(gè)部分，其中《第2部分 視頻》（簡(jiǎn)稱AVS視頻）于2006年2月頒布，3月實(shí)施。AVS視頻標(biāo)準(zhǔn)主要面向高清晰度和高質(zhì)量數(shù)字電視廣播、數(shù)字存儲(chǔ)媒體和其他相關(guān)應(yīng)用。它具有四大特點(diǎn)：（1）性能高，編碼效率比MPEG-2高2倍以上，與H.264的編碼效率相當(dāng)；（2）復(fù)雜度低，算法復(fù)雜度比H.264低；（3）實(shí)現(xiàn)成本低，軟硬件實(shí)現(xiàn)成本都低于H.264；（4）專利授權(quán)模式簡(jiǎn)單，費(fèi)用明顯低于同類標(biāo)準(zhǔn)。
|
