视频编解码:第一章 编解码基础

1. 视频编码概念

视频编码方式就是指通过特定的压缩技术,将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。

2. 为什么要进行视频压缩?

  • 数据太大:未经压缩的数字视频数据量巨大
  • 存储困难:一张DVD只能存储几秒钟的未压缩数字视频(标准DVD光盘是4.7GB,双层DVD光盘也不过8.5GB)
  • 传输困难:1M的带宽传输一秒的数组电视视频需要大概4分钟
一分钟的视频数据量
Frame Rate(帧率) Frame Size Bits/pixel Bit-rate(bps File Size(Bytes

30

frames/sec


176X 144

pixels

12
9123480

约1M


68428800

1M*60

3. 压缩原理

去除冗余信息

  • 空间冗余:图像相邻像素之间有较强的相关性
  • 时间冗余:视频序列的相邻图像之间内容相似
  • 编码冗余:不同像素值出现概率不同
  • 视觉冗余:人的视觉系统对某些细节不敏感
  • 知识冗余:规律性的结构可由先验知识个北京知识得到

4. 数据压缩分类

无损压缩(Lossless)

  • 压缩前解压后图像完全一致
  • 压缩比低(2:1~3:1)
  • 如:Winzip,JPEG-LG

有损压缩(Lossy)

  • 压缩前解压后图像不一致
  • 压缩比高(10:1~20:1)
  • 利用人的视觉系统特性
  • 如:MPEG-2,Hello64/AVC,AVS

5. 编解码器

编码器(Encoder):压缩信号的设备或者程序

解码器(Decoder):解压缩信号的设备或者程序

编解码去(Codec):编解码器对

6. 编解码系统组成

(1)编码器中的关键技术

(2)编解码中的关键技术

7. 编解码器实现

编解码器的实现平台

  • 超大规模集成电路VLSI  ASIC,FPGA
  • 数字信号处理器DSP
  • 软件

编解码器产品

  • 机顶盒
  • 数字电视
  • 摄像机
  • 监控器

8. 视频编码标准

编码标准作用:

  • 兼容:不同厂家生产的编码器压缩的码流能够被不同厂家的解码器解码
  • 高效:标准编解码器可以进行批量生产,节约成本
  • 主流的视频编码标准:

MPEG-2

MPEG-4 Simple Profile

H.264/AVC

AVS

VC-1

9. 视频传输

视频传输:通过传输系统将压缩的视频码流从编码端传输到解码端

传输系统:互联网、地面无线卫星、卫星

10. 视频传输面临问题

  • 传输系统不可靠

带宽限制

信号衰减

噪声干扰

传输延迟

  • 视频传输的问题

不能解码出正确的视频

视频播放延迟

11. 视频传输差错控制

  • Error Control解决视频传输过程中由于数据丢失或延迟导致的问题
  • 差错控制技术:

信道编码差错控制技术

编码器差错恢复

解码器差错隐藏

12. 视频传输的OoS参数

  • 数据包的端到端的延迟
  • 带宽:比特/秒
  • 数据包的延迟时间的波动
时间: 2024-10-03 22:43:43

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