廣播電視常用的數(shù)字視頻編碼技術

當前，電視設備正逐步從模擬向數(shù)字過渡，SONY、松下、JVC等公司紛紛推出了最新的數(shù)字攝、錄、編設備。在當今電視技術領域，數(shù)字記錄和編輯已得到廣泛的運用。

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，它是以原有信號碼率直接記錄輸入信號，保持了信號的原有水平，為無損記錄。記錄方式又分數(shù)字分量（D1、D5）和數(shù)字復合（D2、D3），它們代表了視頻設備最高標準，圖像質量最高，信號損失最小，但同時由于圖像信號數(shù)據(jù)量很大，對機器硬件的要求極其苛刻，而價格非常昂貴，雖然產(chǎn)品已問世數(shù)年，但僅有少數(shù)對畫質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)壓縮標準，于是出現(xiàn)了相應的數(shù)字Betacam(DVW)，DV，DVCPRO，DIGITAL-S，DVCAM， Betacam-SX等規(guī)格的數(shù)字錄像機，它們將圖像信號壓縮再記錄在磁帶上，其目的是在保證圖像質量的前提下，減小圖像信號的數(shù)據(jù)量，減小設備體積，減少磁帶用量，以最小的信號損失達到盡可能好的效果，從而降低設備成本。

1、數(shù)字視頻技術的國際標準

（1）CCIR601號建議

為了便于國際間的節(jié)目交換，消除數(shù)字設備之間的制式差別，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月國際無線電咨詢委員會(CCIR，現(xiàn)改為國際電聯(lián)無線電通信部，即ITU-R)第15次全會上通過了601號建議，確定以分量編碼為基礎：以亮度分量Y和兩個色差分量R-Y，B-Y為基礎進行編碼，作為電視演播室數(shù)字編碼的國際標準。

（2）H.261標準

H.261簡稱p×64。該標準是用于電視電話和電視會議，圖像編碼算法是實時處理，并且延遲時間最小，使圖像和語音密切配合，達到全彩色的實時運動視頻傳輸，并獲得高壓縮比。該標準于1990年由國際電報電話咨詢委員會(CCITT)完成通過。

（3）JPEG標準

靜像數(shù)據(jù)壓縮標準JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)，即聯(lián)合圖像術專家組，是國際標準組織（ISO）、國際電報電話咨詢委員會（CCITT）和國際電工委員會（IEC）3個國際組織合作，在1991年完成通過。JPEG既是ISO的標準，也是CCITT的推薦標準，其目標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，以及圖形、圖像文獻資料處理等方面。

（4）MPEG標準

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

MPEG-2是由MPEG開發(fā)的第2個標準，于1994年11月正式確定為國際標準。MPEG-2是“活動圖像及有關聲音信息的通用編碼” (GenericCodingofMovingPicturesAssociatedAudioInformation)標準。作為一種公認的壓縮方案，該標準具有開放性、技術成本低、互操作性和靈活性、比特率的可選擇擴展性及眾多廠商的支持等優(yōu)勢，在網(wǎng)絡、通信、衛(wèi)星等領域被采用。

MPEG-4是1993年開始制定，1998年10月方才定案，直到2000年年初正式成為國際標準。該標準具有許多引人注目的功能，包括以對象內(nèi)容為基礎的視頻對象存取、以場景內(nèi)容為基礎的可升級性、視頻存取、糾錯能力等。MPEG-4視頻標準不僅可以提供一個更具壓縮效率的新型多媒體信息傳輸標準，同時也具有良好的交互性、全方位存忍迥諶菝枋黿涌凇?其名稱由來是1+2+4=7（MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4）。它擴展現(xiàn)有內(nèi)容識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)定一個用于描述各種不同類型多媒體信息的描述符的標準集合。