深度分(fēn)析：IP視頻(pín)通(tōng)信中的(de)視頻(pín)壓縮技術

在IP視頻(pín)通(tōng)信應用(yòng)中，編碼方法的(de)選擇不但要考慮到壓縮比、信噪比，還(hái)要考慮到算(suàn)法的(de)複雜(zá)性。太複雜(zá)的(de)編碼算(suàn)法可(kě)能會産生較高(gāo)的(de)壓縮比，但也(yě)會帶來(lái)較大(dà)的(de)計算(suàn)開銷，軟件實現時(shí)會影(yǐng)響通(tōng)信的(de)實時(shí)性。目前，在衆多(duō)視頻(pín)編碼算(suàn)法中，影(yǐng)響最大(dà)并被廣泛應用(yòng)的(de)算(suàn)法是MPEG和(hé)H.26x。
MPEG編碼
MPEG是國際标準化(huà)組織ISO/IEC下(xià)的(de)一個(gè)制定動态視頻(pín)壓縮編碼标準的(de)組織，它爲視頻(pín)壓縮編碼技術的(de)标準化(huà)、實用(yòng)化(huà)做(zuò)出了(le)巨大(dà)貢獻。如針對(duì)CD-ROM的(de)1.5Mbps傳輸率的(de)MPEG-1、針對(duì)HDTV的(de)6Mbps以上傳輸速率的(de)MPEG-2都已成功地得(de)到應用(yòng)，并創造了(le)巨大(dà)的(de)商業價值。MPEG-4是針對(duì)視頻(pín)會議(yì)、可(kě)視電話(huà)的(de)甚低速率編碼标準，它融入了(le)基于内容的(de)檢索與編碼，可(kě)對(duì)壓縮數據内容直接訪問;即将于2001年制定完畢的(de)MPEG-7标準被稱爲"多(duō)媒體内容描述接口"，這(zhè)種标準化(huà)的(de)描述可(kě)以加到任何類型的(de)媒體信息上。不管視頻(pín)信息的(de)表達形式或壓縮形式如何，具有這(zhè)種标準化(huà)描述的(de)多(duō)媒體數據均可(kě)被檢索。因此，MPEG-7的(de)應用(yòng)領域主要是數字化(huà)圖書(shū)館和(hé)廣播式媒體。
H.263編碼
H.261編碼是一種幀間預測減少時(shí)域冗餘、變換編碼減少空域冗餘的(de)混合編碼方法，具有壓縮比高(gāo)、算(suàn)法複雜(zá)度低等優點，得(de)到較爲廣泛的(de)應用(yòng)。Mbone的(de)重要應用(yòng)工具之一IVS的(de)視頻(pín)編碼采用(yòng)的(de)就是H.261編碼算(suàn)法。在H.261的(de)基礎上，1996年ITU-T推出了(le)H.263編碼标準。H.263在許多(duō)方面對(duì)H.261進行了(le)改進和(hé)擴充，如在編碼算(suàn)法複雜(zá)度增加很少的(de)基礎上，H.263能提供更好的(de)圖像質量、更低的(de)速率，十分(fēn)适合于IP視頻(pín)會議(yì)、可(kě)視電話(huà)應用(yòng)。目前，H.263編碼是IP視頻(pín)通(tōng)信采用(yòng)最多(duō)的(de)一種編碼方法，并已被許多(duō)多(duō)媒體通(tōng)信終端标準所吸收, 如：ITU-TH.310(B-ISDN)、H.320(ISDN)、H.324(PSTN)、H.323(LAN、 WAN、Internet)。
随著(zhe)計算(suàn)機性能的(de)快(kuài)速提高(gāo)，對(duì)于可(kě)視電話(huà)和(hé)視頻(pín)會議(yì)等應用(yòng)(一般使用(yòng)QCIF圖像)，純軟件編碼器(codec)即可(kě)以滿足應用(yòng)要求。我們實現的(de)H.263純軟件編碼器在主頻(pín)爲166MHz的(de)主機上編碼幀率可(kě)達60幀/秒以上，平均圖像質量(用(yòng)信噪比表示)大(dà)于38dB。
1998年ITU-T推出的(de)H.263+是H.263建議(yì)的(de)第二版，它提供了(le)12個(gè)新的(de)可(kě)協商模式和(hé)其他(tā)特征，進一步提高(gāo)了(le)壓縮編碼性能。如H.263隻有5種視頻(pín)源格式，H.263+允許使用(yòng)更多(duō)的(de)源格式，圖像形狀和(hé)時(shí)鐘(zhōng)頻(pín)率也(yě)有多(duō)種選擇，拓寬了(le)應用(yòng)範圍;另一重要的(de)改進是可(kě)擴展性，它允許多(duō)顯示率、多(duō)速率及多(duō)分(fēn)辨率，增強了(le)視頻(pín)信息在易誤碼、易丢包異構網絡環境下(xià)的(de)傳輸。另外，H.263+的(de)圖像分(fēn)段依賴性也(yě)可(kě)以是受限的(de)，以減少差錯傳播。H.263+對(duì)H.263中的(de)不受限運動矢量模式進行了(le)改進，加上12個(gè)新增的(de)可(kě)選模式，不僅提高(gāo)了(le)編碼性能，而且增強了(le)應用(yòng)的(de)靈活性。