數字視頻技術論文

　　數字視頻就是以數字形式記錄的視頻，和模擬視頻相對的。下面是學習啦小編整理的數字視頻技術論文，希望你能從中得到感悟!

　　數字視頻技術論文篇一

　　數字視頻壓縮的發展

　　摘 要： 簡述圖像壓縮國際標準MPEG定義、特點、性能與應用，近年來壓縮標準的趨勢。

　　關鍵詞：視頻壓縮 ; MPEG;標準

　　世界通信與信息技術迅猛發展時代的來臨，對多媒體技術包括聲音、圖形、數據以及圖像在內多種媒體信息的傳送和處理提出更高要求，而研究多媒體數據壓縮編碼尤其是數字視頻壓縮技術更成為其核心技術。現有的國際通用的視頻壓縮標準主要有MPEG、H、JPEG等。

　　一、視頻壓縮標準的原理

　　MPEG是活動圖像專家組(Moving Picture Exports Group)的縮寫，是國際標準化組織ISO/IEC下一個制訂動態視頻壓縮編碼標準的組織，實質即利用數字壓縮手段使運動圖像頻帶壓縮的國際標準，于1988年成立。MPEG標準的視頻壓縮編碼技術主要利用了具有運動補償的幀間壓縮編碼技術以減小時間冗余度，利用DCT技術以減小圖象的空間冗余度，利用熵編碼則在信息表示方面減小了統計冗余度。目前MPEG已頒布了兩個活動圖像及聲音編碼的正式國際標準，分別稱為MPEG-1和MPEG-2。

　　二、視頻壓縮國際標準

　　1、MPEG-1標準。

　　MPEG-1標準是在數字存儲介質中實現對活動圖像和聲音的壓縮編碼，編碼碼率最高為1.5Mbit/s，支持SIF格式的輸入圖像即525/625兩種格式：352x240x30和352x288x25。特點是它是一種有損的(即低比特率、及伴隨著一些圖像和伴音信息的丟失)，非平衡(即壓縮一幅圖像比解壓縮慢的多)編碼。具有CD音質，質量級別基本與VHS相當。MPEG-1是一個開放的、統一的標準，被用于數字電話網絡上的視頻傳輸，也被用于做記錄媒體或是INTERNET上傳輸音頻，在商業上尤其是小型激光視盤(VCD)等家庭視像上獲得成功應用。盡管圖像質量優于VHS視頻的質量，但還不能滿足廣播級要求。

　　2、MPEG-2標準。

　　MPEG-2標準：針對標準數字電視和高清晰度電視在各種應用下的壓縮方案和系統層的詳細規定，編碼碼率從3Mb/s～100Mb/s，分辯率為720×480×30(NTSC制)或720×576×25(PAL制)。標準的正式規范在ISO/IEC13818中。MPEG-2標準主要利用圖像的空間相關性和時間相關性來進行壓縮。其特點是具備擴展功能、增加了分級視頻編碼工具、能支持隔行視頻、更寬的運動補償范圍、畫質質量最好、音頻特性更為突出。在系統和傳送方面作了更加詳細的規定和進一步的完善，特別適用于廣播級數字電視的編碼和傳送，是SDTV(標準清晰度電視)和HDTV(高清晰度電視)的編碼標準。MPEG-2還專門規定了多路節目的復分接方式，MPEG-2還兼顧了與ATM信元的適配問題。其主要應用包括：視音頻資料的保存、非線性編輯系統及非線性編輯網絡、衛星傳輸、電視節目的播出等。

　　3、MPEG-4標準。

　　MPEG-4標準：針對多媒體應用的圖像編碼標準。它提供在多媒體環境下視頻數據的有效存儲、傳輸和操作等方面的核心技術。主要用于視像電話，視像電子郵件和電子新聞等，其傳輸速率要求較低，在4800-64000bits/sec之間，分辨率為176*144.利用很窄的帶寬通過幀重建技術，壓縮和傳輸數據，以求以最少的數據獲得最佳的圖像質量。其最大的特點是更適于交互AV服務以及遠程監控，是第一個具有交互性的動態圖像標準，綜合性也很強。試圖將自然物體與人造物體相融合。設計目標還有更廣的適應性和可擴展性。其獨特的優點――基于內容的交互性、高效的壓縮性、通用的訪問性，使其應用范圍更加廣泛，包括：因特網視音頻廣播、無線通信、靜止圖像壓縮、電視電話、計算機圖形、動畫與仿真、電子游戲。

　　4、MPEG-7標準。

　　MPEG-7標準：是“多媒體內容描述接口”。該標準將確定各種類型的多媒體信息標準的描述方法。應用于多媒體信息的搜索，過濾，組織和處理。該標準的目標是建立一套視聽特征的量化標準描述符及其結構以及它們之間的關系，稱之為描述方案。MPEG-7標準可支持的應用非常廣泛，包括：音視數據庫的存儲和檢索;廣播媒體的選擇;因特網上的個性化新聞服務;智能多媒體、多媒體編輯;教育領域的應用;遠程購物;社會和文化服務;調查服務(人的特征的識別、辯論等);遙感;監視;生物醫學;建筑、不動產及內部設計;多媒體目錄服務;家庭娛樂。

　　5、MPEG-21標準。

　　MPEG-21標準： 是“多媒體框架”。該標準將綜合利用不同層次的多媒體技術標準把分布于全球各種不同的多媒體信息通過異構網絡有效傳輸，即對一些關鍵技術的集成。它的目標是要通過這種集成環境就對全球數字媒體資源進行透明和增強管理，實現內容描述、創建、發布、使用、識別、收費管理、產權保護、用戶隱私權保護、終端和網絡資源抽取、事件報告等功能，為多媒體信息的用戶提供透明而有效的電子交易和使用環境，即“電子商務”平臺。

　　三、最新的壓縮標準的發展

　　1、H.264。

　　H.264是由ISO/IEC與ITU-T組成的聯合視頻組(JVT)制定的新一代視頻壓縮編碼標準。在ISO/IEC中該標準命名為AVC(Advanced Video Coding)，作為MPEG-4標準的第10個選項;在ITU-T中正式命名為H.264標準。H.264的主要優點有:在相同的重建圖像質量下，H.264比H.263+和MPEG-4(SP)減小50%碼率;對信道時延的適應性較強;提高網絡適應性;在編/解碼器中采用復雜度可分級設計;H.264還引入了很多先進的技術，包括：4×4整數變換、空域內的幀內預測、1/4象素精度的運動估計、多參考幀與多種大小塊的幀間預測技術、去塊效應濾波器等。新技術帶來了較高的壓縮比，同時大大提高了算法的復雜度。

　　2、AVS。

　　AVS是由我國自主制定的音/視頻編碼技術標準，主要面向高清晰度電視、高密度光存儲媒體等應用。AVS標準以當前國際上最先進的MPEG-4 AVC/H.264框架為基礎，強調自主知識產權，同時充分考慮了實現的復雜度。相對H.264主要特點有：(1)8×8的整數變換與64級量化;(2)亮度和色度幀內預測都是以8×8塊為單位，亮度塊采用5種預測模式，色度塊采用4種預測模式;(3)采用16×16、16×8、8×16和8×8 4種塊模式進行運動補償;(4)在1/4象素運動估計方面，采用不同的四抽頭濾波器進行半象素插值和1/4象素插值;(5)P幀可以利用最多2幀的前向參考幀，而B幀采用前后各一個參考幀。分型壓縮和人工智能也許會對視頻壓縮技術帶來一定的影響。

　　四、結論

　　隨著經濟的發展、通信技術的日益提高，客戶對視訊業務的需求呈迅猛發展的趨勢。在視訊業務中使用的視頻壓縮技術――MPEG將伴隨我們走向數字化時代。其中MPEG-1與MPEG-2已經在數字視頻和PC與筆記本電腦上廣泛應用。MPEG-4是目前視頻壓縮技術的最新發展水平，其產品相繼浮出水面。MPEG-4在internet和第三代移動通信中將開創多媒體服務的新局面。MPEG-7標準主要集成了多媒體目標搜尋程序。另外，MPEG-2也會得到擴展，MPEG-21是其后續標準。

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