谈到HDTV,咱们就不能不谈一下现在各种各类的编码器了。小熊在线www.beareyes.com.cn 既然已经从DVD进展到HDDVD/BD,我们看到不仅仅是存储介质容量的增大,同时视频压缩技术在这几年也得到了飞速的增长。我们可以这样计算一下,存储容量增加了5~10倍,而视频压缩技术如果也能提升2~3倍,那么我们在清晰度上将会得到10~30倍的飞跃! 而视频压缩技术的进步,则要得益于DVD、HDTV、卫星电视、高清 (HD) 机顶盒、因特网视频流、数码相机与 HD 摄像机、视频光盘库 (video jukebox)、高端显示器(LCD、等离子显示器、DLP)以及个人摄像机等娱乐应用 视频压缩是所有令人振奋的、新型视频产品的重要动力。压缩-解压(编解码)算法可以实现数字视频的存储与传输。小熊在线www.beareyes.com.cn 我们来看原始视频的要求,标准清晰度的 NTSC 视频的数字化一般是每秒 30 帧速率,采用 4:2:2 YcrCb 及 720,其要求超过 165Mbps 的数据速率。保存 90 分钟的视频需要 110GB 空间,或者说超过标准 DVD-R 存储容量的 25 倍。这样的要求显然既然是现在庞大的硬盘容量都无法满足,何况更多瓶颈是来自于网络下载那可怜的速度。小熊在线www.beareyes.com.cn 所以视频压缩是普及视频的必然趋势,不过视频压缩技术的种类也是非常多。如何选择视频压缩技术,成为内容提供商以及终端用户的最大难题。因为这里面涉及的问题比较多,不管是内容提供商还是终端用户,都会关心其画面质量/码率的压缩比。而在内容提供商方面,还得关心专利权益金的费用,这一点虽然和我们用户没有支持关心,但这往往是决定我们最终用户所能使用到视频压缩技术的最重要的一点。另外,最终用户关心的是编/解码器的成本,这包括了占用系统内存, CPU占用率,系统功耗等,毕竟在编/解码时所耗费的成本都得由最终用户直接买单。小熊在线www.beareyes.com.cn 现在在网上我们所能见到的HDTV都使用三种编码格式来完成:H.264/VC-1/MPEG-2。小熊在线www.beareyes.com.cn 所以我们也要考察这三种不同编码的几种因素。小熊在线www.beareyes.com.cn 首先先从MPEG4 AVC-H.264说起,在这里说一下为何H.264又被人称为MPEG4-AVC,MPEG系列的标准归属于ISO/IEC,但另一方面以制订国际通讯标准为主的机构:ITU-T,在完成H.263(针对视频会议之用的串流视频标准)后展开了更先进的H.264制订,且新制订是与ISO/IEC机构连手合作,由两机构共同成立一个名为JVT(Joint Video Team)的联合工作小组,以MPEG-4技术为基础进行更适于视频会议(Video Conference)运用的衍生发展,也因为是联合制订,因此在ITU-T方面称为H.264,在ISO/IEC的MPEG方面就称为MPEG-4 Part 10(第10部分,也叫ISO/IEC 14496-10),MPEG-4 Part 10的另一个代称是MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding,先进视频编码),多个名称其实是一个意思,即H.264=MPEG-4 Part 10=ISO/IEC 14496-10=MPEG-4 AVC。小熊在线www.beareyes.com.cn 值得一提的是H.264标准采用的熵解码有两种:一种是基于内容的自适应变长编码(CAVLC)与统一的变长编码 (CAVLC)结合;另一种是基于内容的自适应二进制算术编码(CABAC)。CAVLC与CABAC根据相临块的情况进行当前块的编码,以达到更好的编码效率。CABAC比CAVLC压缩效率高,在相当画质的情况下可以节省 20%左右的带宽,但要复杂一些。小熊在线www.beareyes.com.cn 而VC-1(VC指Video Codec)的诞生则源于Windows Media,它是提供网上音乐与视频预订服务与视频流的主要格式。小熊在线www.beareyes.com.cn 微软公司于 2002 年推出了 Windows Media Video 9 系列编解码器,实现了视频压缩效率的显著提高。WMV9 另外还作为 VC-1 在 SMPTE 中实现了标准化。当然了,VC-1纯粹是一种视频压缩算法,并没有WMV中数字版权管理、元数据、播放列表和用户接口这些元素。小熊在线www.beareyes.com.cn 与 H.264 类似,它包含许多高级编码工具,不过种类有所不同。除了支持半象素双线性插值之外,WMV9 的 ME 还允许 1/4 象素双立方插值(采用 4 抽头近似双立方滤波器)。另外它还包含与 H.264 类似的环内 解块滤波器,不过滤波器和决策细节不同 环内解块滤波器(deblockking fliter)开与否展示,上图为关,下图为开。可明显看出上图色块非常严重,而下图则过渡得十分平滑。经过滤波处理,减少了块效应,而图像的质量基本不受影响,因此主观质量大大改善。如果不滤波,同样的主观质量,需要多出5%~10%的码率。上下图说明了块滤波器的效果,由此可见H.264/VC-1在视频压缩方面有独到的技术(MPEG4 PART2采用后期解块滤波器) |