什么是视频编解码

        视频编解码技术是指对视频进行压缩、解压缩的技术。在日常生活中,视頻编解码技术应用非常广泛。例如十几年前在DVD(MPEG・2)、VCD(MPEG-1)、高清电视以及现在的互底网上都有大量的应用。

       视频信号数字化之后会产生十分庞大的数据量,需要大量的磁盘空间。一帧没有压缩的PAL制电视画面包含442368个像素。转换成数字视频后,毎个像素必须由3字节即24位信息表示RGB值,所以毎帧数字化视频图像需要存储的信息量1327104字节。1秒钟数字化PAL制视频所需的存储空间约33. 2 MB。1张容量为650 MB的光盘所能存储的数字视频为20 s。如果是高清格式的视频,那么数据量会成倍増加。显然,如果不对视頻进行压缩,所需的存储空间是普通设备没法承受的。海量的存储也会増加设备成本。

        其次,目前的致据传输系统中数据传输的带宽,远远不能満足传输未经压缩过数字视频,这将导致大量数据丢失,影响接收端的质量。以PAL为例,想要以25 帧/秒的速率来传输未经压缩的数字视频,数据的传输速率要达到216 Mbps,这给网络带来很大的压力。虽然现在的光纤速度快,但是对于除了视频,音频,还有其它信息的传输,那么将会给上网人员带来很不好的体验,乃至PC端游行业,对于数据传输,压缩,实时等都有很高的要求。因此,利用视频压缩技术来降低视频信号的存储容量和传輸带寛勢在必行。

       那么问题来了,视频数据可压缩吗,又如何压缩呢?

       视频压缩是可能的,因为视频数据包括两部分内容:信息和冗余数据.信息是有用的数据;而冗余数据就是无用的内容,可以压缩掉。冗余的具体表现是相同或者相似信息的重复。视频数据中的冗余主要有:

       空间冗余:图像中同一物体表面上采样点的顏色之间往往存在着空间连贯性, 但是基于离散像素采样来表示物体顔色的方式通常没有利用这种连贯性。例如,图像中有一片连续的区域.其像素为相同的顏色,空间冗余产生.

       时间冗余:视频中经常包含的冗余。一组连续的画面之间往往存在着时间和空间的相关性,但是基于离散时间采样来表示运动图像的方式通常没有利用这种连贯性.例如,房间里的两个人在哪天.在这个聊天的过程中,背景(房间和家具)一直是相同的,同时也没有移动,而且是同样的两个人在聊天,只有动作和位置的变化.

       结构冗余:在某些场景中,存在着明显的图像分布模式,这种分布模式称作结构。图像中重夏出现相同或相近的纹理结构,结构可以通过特定的过程来生成。例如,方格状的地板、蜂窝、砖墙、草席等图结构上存在冗余。已知分布模式,可以通过某一过程生成图像。

       知识冗余:有些图像的理解与某些知识有相当大的相关性。例如,人脸的图像有固定的结构,嘴的上方是鼻子,鼻子的上方是眼睛,鼻子位于正脸图像的中线上。这类规律性的结构可以由先验知识和背景知识得到。根据已有的知识,对某些图像中所包含的物体,我们可以构造其基本模型,并创建对应各种特征的图像库.进而图像的存储只需要保存一些特征參数.从而大大减少数据量。知识冗余是模型编码的基础.

       视觉冗余:人类的视觉系统对图像场的敏感性是非均匀和非线性的。对亮度变化敏感,而对色度的变化相对不敏感。在高亮度区,人眼对亮度变化敏感度下降;对物体边缘敏感,内部区域相对不敏感,对整体结构敏感,而对内部细节相对不敏感。可以根据这些视覚特性对图像信息进行取舍.

       以上的几种冗余是压缩视频数据的依据。视频压缩算法就是通过去除时间、空间、视觉等冗余来实现视频数据压缩的.

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