数字视频技术的国际标准及视频压缩方式

)方法，这种方法先进、有效、简单、易于交流，因此得到广泛应用。

    （2）M-JPEG简介

    M-JPEG是按活动图像的正常要求速度，每秒完成对25帧图像的帧内压缩方式压缩每一帧，每一帧都被当作独立的信号处理，其一系列的帧实际上就是一个JPEG的信号流。这种设计的好处是易于编辑，可随机对任意帧进行编辑，对于非线性编辑应用是一个优秀的选择。M-JPEG的压缩和解压缩是对称的，可由相同的硬件与软件实现。其缺点是需要过多的带宽和存储空间，这是因为它不对著行压缩，而只是帧内压缩，压缩效率不够高。

    （3）DV简介

    DV压缩方式是为家用录像机设计的一种可扩展的格式，可适用于标准清晰度电视和高清晰度电视。DV压缩最早是由标准和高清晰度家用VCR制造商的一个联盟研发的。DV使用13.5MHz采样率,4∶1∶1编码，并用8比特代码来提高信噪比，其空间压缩比为5∶1。DV通过对实质上不活动的视频图像的倡这种压缩从标准的25Mb/s扩展到DVCPRO50中的50Mb/s。Sony则提供基于DV压缩的DVCAM系列VTR。用于广播电视的DVCPR0摄像机主要有两种机型：一种是DVCPR025，一种是DVCPR050。

（4）MPEG简介

    MPEG标准的数字压缩基本步骤是：先将模拟视频转换为数字视频后按时序分组，每个图像组（GOP）选定一个基准图像，利用运动估计减少图像间的时间冗余，最后将基准图像和运动估计误差进行离散余弦变换（DCT）、系数量化和熵编码（VLC＆RLC）以消除空间冗余。MPEG专家组最初的任务有3个：实现1.5Mb/s，10Mb/s，40Mb/s的压缩编码标准，即MPEG-1，MPEG-2，MPEG-3，其中MPEG-3于1992年被撤消。

    MPEG-l标准用于运动图像及其音频编码标准，着重于高压缩率，具有低带宽和低分解力，视频速率大致为1.5Mb/s。其基本算法是对于压缩水平方向（360个像素）和竖直方向（288个像素）的空间分辨率，对于每秒24~30幅画面的运动图像有比较好的效果。MPEG-l标准还提供了一些录像机的功能：正放、图像冻结、快进、快倒和慢放等，以及随机存储的功能。MPEG-l标准还采用了一系列技术以获得高压缩比：①对色差信号进行亚采样，减少数据量；②采用运动补偿技术减少著行量化，舍去不重要的信息，将量化后DCT分量按照频率重新排序;⑤将DCT分量进行变字长编码；⑥对每个数据块的直流分量(DC)进行预测差分编码。

    MPEG-2标准与MPEG-1标准相似，其比特率比后者高得多，因而要求较高的带宽和分解力。MPEG-2标准可定义高达400Gb/s的比特率和16000×16000像素的图像。其采用帧内编码与质剑??GOP（图像组）内分为I帧（帧内编码帧）、P帧（向前预测编码帧）、B帧（双向预测帧），对它们采取不同的压缩编码方式。1996年1月，国际慕尼黑团体会议上又确认了具有高广播级质量和高编辑精度的MPEG-2MP@ML标准，它允许较短的GOP，使之适应于节目制作的精确编辑。MPEG-2在处理图像的"简单"与"复杂"区域能自动变换压缩率，它能在同一帧内使用不同的压缩比，因而更加有效。在压缩成相同图像质量的条件下，MPEG-2图像所占的空间只是M-JPEG图像的10%～15%。在图像采集、制作、传输、播出等各领域中，MPEG-2已逐渐被广泛采用。

    MPEG-4除完全支持MPEG-1/2已提供的全部视频功能，包括在不同输入格式、帧率、比特率下对标准矩形区域图像序列进行有效编码外，还增加了新的功能：为提高传输效率，MPEG-4采用"子图形"预测和编码技术，它把静止的背景作为"子图形"，首先发往收端，作为第一帧同时存储于编码器与解码器内，再利用摄像机的移动、旋转和缩放，摄取背景前出现的视频对象，再将其分开进行编码，形成视频序列进行传送，进而重建原来的图像。这种技术对实现多媒体数据库十分有利，同时还可以改善图像质量。MPEG-4是一种高效率的编码标准，其最低码率可达到5~64kbps。对于具体视频而言，其交互性和可操作性，在多媒体应用领域中又可以与各种编码兼容。MPEG-7建立在MPEG-4的基础上，用很少的特征对信息内容进行检索。例如对图形，只要画出很少几条线就可以找到包括该特征的相应图形、商标等。

    3、3种常用数字压缩格式的比较

    M-JPEG，DV和MPEG作为视频工业中的3种主要的压缩技术，它们都基于DCT，它们所记录的图像被转化成统一、量化和可变长度编码的频域系数。广播电视常用的数字视频编码技术，其中，DV和典型的M-JPEG是帧内编码，采用帧内压缩方式，没有窒低。