视音频 流媒体 图像编码标准综述

5. H.264/MPEG-4 AVC（ISO MPEG-4 Part 10）

H.264（ITU-T命名），或称之为MPEG-4 AVC（ISO/IEC命名），是一种由ITU-T与ISO/IEC正在联合进行开发的视频编解码方案，即将成为MPEG-4标准的第10部分（ISO MPEG-4 Part 10）。关于该技术的视频编码方案，现在正式命名为ITU-T H.264或"JVT/AVC草案"。H.264/MPEG-4 AVC作为MPEG-4标准的扩展（MPEG-4 Part 10），充分利用了现有MPEG-4标准中的各个环节。H.264/MPEG-4 AVC就在现有MPEG-4 Advanced Simple Profile的基础之上进行发展的。

H.264/MPEG-4 AVC的编解码方案流程主要包括如下5个部分：精密运动估计与帧内估计（Estimation）、变换（Transform）及逆变换、量化（Quantization）及逆量化、环路滤波器（Loop Filter）、熵编码（Entropy Coding）。

尽管H.264/MPEG-4 AVC这项技术虽然还没有得到正式批准，但是其可以降低50%或更多带宽的能力，能以少于1Mbps的数据率传输基于互联网协议(IP)的广播质量级的视频内容，这是目前正式颁布的ISO MPEG-4及MPEG-2编解码方案根本所不能比拟的。因而，H.264/MPEG-4 AVC将对所有要求高压缩率、高质量的应用领域产生深远的影响。

目前Amphion Semiconductor、Envivio、Equator Technologies、iVAST、德州仪器、UB Video和VideoLocus等芯片制造商以及软件技术供应商都对该项技术进行了相关的研究及产品开发，其中VideoLocus公司推出了VLP4000系统用于H.264/MPEG-4 AVC编解码、流媒体方案及性能的评估。

6. DV标准

数字摄像机记录视频不是以模拟信号，而是以压缩的数字信号的方式。为避免出现不兼容的情况，这种技术的主要产品都符合一个数字压缩标准：DV。很多国际知名的视频厂商都发展和提供DV格式的产品，这其中的传输标准被称为FireWire（IEEE 1394）。DV是一种将DCT压缩的数字视频信号记录到盒式录像带的方法。

(1)DV涉及的指标

1) 取样频率及取样比：DV使用的是4∶2∶0的数字分量记录系统，视频亮度取样频率为13.5MHz，色差信号取样频率是3.375MHz。

2) 量化深度：DV对取样后的亮度及色差信号进行8-bit量化。

3) 视频信号压缩比：DV格式采用的是帧内压缩方法，压缩比为5∶1，压缩后视频码流在进一步处理后记录在磁带上。

(2)DV（IEEE l394）接口

IEEE l394是标准的高速、短距数据传输交换协议。IEEE1394已经被数字VCR联盟确认为标准的数字接口，被数字视频协会确认为数字传输标准。VESA（视频专家标准协会）认同1394用于家庭网络，并且欧洲数字视频广播（DVB）也认同将IEEE1394用于数字电视接口。

(3)DV的特点

1) DV格式具有优异的图像质量，它具有高清晰度，宽色度带宽，能还原色彩绚丽的图像、无抖动的稳定画面等特点。

2) DV格式能对声音进行数字记录，为了与优越的图像相配合，DV格式提供了优质的PCM音频记录。

3) DV格式基于它的应用 特点，不能调整输出码率。

4) 支持DV的MiniDV盒带比VHS盒带小巧许多，使得MiniDV的带仓、磁鼓和带盘机构等也相应变得更加精巧。

7. MXF格式标准

素材交换格式（Media eXchange Format, MXF）是厂商之间和主要组织（如Pro-MPEG、EBU和AAF协会）之间合作的巨大进展。MXF是一种在服务器、数据流磁带机和数字档案之间交换节目素材的文件格式。其内容可能为完整的节目以及整套广播电视节目或片段。MXF可自成体系运用，无需外部素材即可保存完整的内容。目前素材交换格式（MXF）标准化工作已发展到第9版本。

(1)MXF文件格式

MXF把统称为实体的视频、音频和节目数据（如文本）与元数据捆绑在一起，并将它们置于一个包内，其主体基于码流并携带实体和某些元数据。它保存视频帧的一个片段，每个片段辅之于有关的音频和数据实体以及基于帧的元数据。后者一般包含时间码和每个视频帧的文件格式信息。主体可基于若干不同类型的素材（实体），包括MPEG、DV和非压缩视频/音频，它还使用SMPTE KLV数据编码系统，这使之具有成为公认标准的优势。
MXF是音频/视频/元数据的打包结构，由文件头、文件尾、文件体以及可选的索引部分组成。索引部分包括部分元数据和文件参数用于文件访问，文件体部分可以是多种视音频格式，如MPEG，DV和非压缩的AV数据。文件体由若干场景文件构成，每个场景文件都是由图像、声音和元数据组成的。

(2)MXF的元数据（Metadata）

1) 元数据的含义

元数据就是与视音频数据结合在一起的辅助信息，它记录了与节目制作相关的数据，如：拍摄时间、拍摄地点、人物、场景编号及其他相关信息。这些信息在节目制作、传送、复制及播出的各个阶段，始终与视音频信号密切结合。