廣播電視常用的數(shù)字視頻編碼技術(shù)

當(dāng)前，電視設(shè)備正逐步從模擬向數(shù)字過(guò)渡，SONY、松下、JVC等公司紛紛推出了最新的數(shù)字?jǐn)z、錄、編設(shè)備。在當(dāng)今電視技術(shù)領(lǐng)域，數(shù)字記錄和編輯已得到廣泛的運(yùn)用。

數(shù)字視頻的記錄格式有非壓縮和壓縮兩大類。非壓縮記錄格式的D1、D2、D3、D5等系列，它是以原有信號(hào)碼率直接記錄輸入信號(hào)，保持了信號(hào)的原有水平，為無(wú)損記錄。記錄方式又分?jǐn)?shù)字分量（D1、D5）和數(shù)字復(fù)合（D2、D3），它們代表了視頻設(shè)備最高標(biāo)準(zhǔn)，圖像質(zhì)量最高，信號(hào)損失最小，但同時(shí)由于圖像信號(hào)數(shù)據(jù)量很大，對(duì)機(jī)器硬件的要求極其苛刻，而價(jià)格非常昂貴，雖然產(chǎn)品已問(wèn)世數(shù)年，但僅有少數(shù)對(duì)畫質(zhì)要求極高的視頻制作公司使用。而壓縮格式是指采用數(shù)字壓縮技術(shù)的視頻，常見的有DV，MPEG-2， M-JPEG等，并制定各種數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)，于是出現(xiàn)了相應(yīng)的數(shù)字Betacam(DVW)，DV，DVCPRO，DIGITAL-S，DVCAM， Betacam-SX等規(guī)格的數(shù)字錄像機(jī)，它們將圖像信號(hào)壓縮再記錄在磁帶上，其目的是在保證圖像質(zhì)量的前提下，減小圖像信號(hào)的數(shù)據(jù)量，減小設(shè)備體積，減少磁帶用量，以最小的信號(hào)損失達(dá)到盡可能好的效果，從而降低設(shè)備成本。

1、數(shù)字視頻技術(shù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

（1）CCIR601號(hào)建議

為了便于國(guó)際間的節(jié)目交換，消除數(shù)字設(shè)備之間的制式差別，使625行電視系統(tǒng)與525行電視系統(tǒng)之間能夠兼容，1982年2月國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì)(CCIR，現(xiàn)改為國(guó)際電聯(lián)無(wú)線電通信部，即ITU-R)第15次全會(huì)上通過(guò)了601號(hào)建議，確定以分量編碼為基礎(chǔ)：以亮度分量Y和兩個(gè)色差分量R-Y，B-Y為基礎(chǔ)進(jìn)行編碼，作為電視演播室數(shù)字編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

（2）H.261標(biāo)準(zhǔn)

H.261簡(jiǎn)稱p×64。該標(biāo)準(zhǔn)是用于電視電話和電視會(huì)議，圖像編碼算法是實(shí)時(shí)處理，并且延遲時(shí)間最小，使圖像和語(yǔ)音密切配合，達(dá)到全彩色的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)視頻傳輸，并獲得高壓縮比。該標(biāo)準(zhǔn)于1990年由國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(CCITT)完成通過(guò)。

（3）JPEG標(biāo)準(zhǔn)

靜像數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)，即聯(lián)合圖像術(shù)專家組，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）、國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)（CCITT）和國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）3個(gè)國(guó)際組織合作，在1991年完成通過(guò)。JPEG既是ISO的標(biāo)準(zhǔn)，也是CCITT的推薦標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是壓縮靜止彩色圖片數(shù)據(jù)，多用于衛(wèi)星、新聞圖片的傳輸與存儲(chǔ)，以及圖形、圖像文獻(xiàn)資料處理等方面。

（4）MPEG標(biāo)準(zhǔn)

隨著數(shù)字音頻和數(shù)字視頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用，ISO的活動(dòng)圖像專家組(MovingPictureExpertGroup)在1991年11月提出了 ISOll172標(biāo)準(zhǔn)的建議草案，通稱MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)于1992年11月通過(guò)。MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)適用于數(shù)碼率在1.5Mbps左右的應(yīng)用環(huán)境，也就是為CD-ROM光盤的視頻存儲(chǔ)和放像所制定的。

MPEG-2是由MPEG開發(fā)的第2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，于1994年11月正式確定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-2是“活動(dòng)圖像及有關(guān)聲音信息的通用編碼” (GenericCodingofMovingPicturesAssociatedAudioInformation)標(biāo)準(zhǔn)。作為一種公認(rèn)的壓縮方案，該標(biāo)準(zhǔn)具有開放性、技術(shù)成本低、互操作性和靈活性、比特率的可選擇擴(kuò)展性及眾多廠商的支持等優(yōu)勢(shì)，在網(wǎng)絡(luò)、通信、衛(wèi)星等領(lǐng)域被采用。

MPEG-4是1993年開始制定，1998年10月方才定案，直到2000年年初正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)具有許多引人注目的功能，包括以對(duì)象內(nèi)容為基礎(chǔ)的視頻對(duì)象存取、以場(chǎng)景內(nèi)容為基礎(chǔ)的可升級(jí)性、視頻存取、糾錯(cuò)能力等。MPEG-4視頻標(biāo)準(zhǔn)不僅可以提供一個(gè)更具壓縮效率的新型多媒體信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也具有良好的交互性、全方位存忍迥諶菝枋黿涌凇?其名稱由來(lái)是1+2+4=7（MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4）。它擴(kuò)展現(xiàn)有內(nèi)容識(shí)別專用解決方案的有限的能力，還包括更多的數(shù)據(jù)類型。MPEG-7是規(guī)定一個(gè)用于描述各種不同類型多媒體信息的描述符的標(biāo)準(zhǔn)集合。