数字视频技术的国际标准及视频压缩方式

当前，电视设备正逐步从模拟向数字过渡，SONY、松下、JVC等公司纷纷推出了最新的数字摄、录、编设备。在当今电视技术领域，数字记录和编辑已得到广泛的运用。

    数字视频的记录格式有非压缩和压缩两大类。非压缩记录格式的D1、D2、D3、D5等系列，它是以原有信号码率直接记录输入信号，保持了信号的原有水平，为无损记录。记录方式又分数字分量（D1、D5）和数字复合（D2、D3），它们代表了视频设备最高标准，图像质量最高，信号损失最小，但同时由于图像信号数据量很大，对机器硬件的要求极其苛刻，而价格非常昂贵，虽然产品已问世数年，但仅有少数对画质要求极高的视频制作公司使用。而压缩格式是指采用数字压缩技术的视频，常见的有DV，MPEG-2，M-JPEG等，并制定各种数据压缩标准，于是出现了相应的数字Betacam(DVW)，DV，DVCPRO，DIGITAL-S，DVCAM，Betacam-SX等规格的数字录像机，它们将图像信号压缩再记录在磁带上，其目的是在保证图像质量的前提下，减小图像信号的数据量，减小设备体积，减少磁带用量，以最小的信号损失达到尽可能好的效果，从而降低设备成本。

    1、数字视频技术的国际标准

    （1）CCIR601号建议

    为了便于国际间的节目交换，消除数字设备之间的制式差别，使625行电视系统与525行电视系统之间能够兼容，1982年2月国际无线电咨询委员会(CCIR，现改为国际电联无线电通信部，即ITU-R)第15次全会上通过了601号建议，确定以分量编码为基础：以亮度分量Y和两个色差分量R-Y，B-Y为基础进行编码，作为电视演播室数字编码的国际标准。

    （2）H.261标准

    H.261简称p×64。该标准是用于电视电话和电视会议，图像编码算法是实时处理，并且延迟时间最小，使图像和语音密切配合，达到全彩色的实时运动视频传输，并获得高压缩比。该标准于1990年由国际电报电话咨询委员会(CCITT)完成通过。

    （3）JPEG标准

    静像数据压缩标准JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)，即联合图像术专家组，是国际标准组织（ISO）、国际电报电话咨询委员会（CCITT）和国际电工委员会（IEC）3个国际组织合作，在1991年完成通过。JPEG既是ISO的标准，也是CCITT的推荐标准，其目标是压缩静止彩色图片数据，多用于卫星、新闻图片的传输与存储，以及图形、图像文献资料处理等方面。

    （4）MPEG标准

    随着数字音频和数字视频技术的广泛应用，ISO的活动图像专家组(MovingPictureExpertGroup)在1991年11月提出了ISOll172标准的建议草案，通称MPEG-1标准，该标准于1992年11月通过。MPEG-1标准适用于数码率在1.5Mbps左右的应用环境，也就是为CD-ROM光盘的视频存储和放像所制定的。
MPEG-2是由MPEG开发的第2个标准，于1994年11月正式确定为国际标准。MPEG-2是"活动图像及有关声音信息的通用编码"(GenericCodingofMovingPicturesAssociatedAudioInformation)标准。作为一种公认的压缩方案，该标准具有开放性、技术成本低、互操作性和灵活性、比特率的可选择扩展性及众多厂商的支持等优势，在网络、通信、卫星等领域被采用。

    MPEG-4是1993年开始制定，1998年10月方才定案，直到2000年年初正式成为国际标准。该标准具有许多引人注目的功能，包括以对象内容为基础的视频对象存取、以场景内容为基础的可升级性、视频存取、纠错能力等。MPEG-4视频标准不仅可以提供一个更具压缩效率的新型多媒体信息传输标准，同时也具有良好的交互性、全方位存忍迥谌菝枋鼋涌凇?其名称由来是1+2+4=7（MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4）。它扩展现有内容识别专用解决方案的有限的能力，还包括更多的数据类型。MPEG-7是规定一个用于描述各种不同类型多媒体信息的描述符的标准集合。

    2、数字视频压缩方式

    基于上述标准，目前在电视领域广泛应用的3种压缩方式是MPEG-2，M-JPEG和DV。它们均基于离散余弦变换（DCT），并对变换系数微量化处理后进行游程编码。

    （1）JPEG简介JPEG用于连续变化的静止图像，包括灰度等级和颜色两方面的连续变化。JPEG包含两种基本压缩方法：第一种是有损压缩，它是以DCT(DiscreteCosineTransform)为基础的压缩方法；第二种为无损压缩，也称预测压缩方法。最常使用的是前者,即DCT压缩方法，也称为基线顺序编解码(BaselineSequentialCodec