视音频 流媒体 图像编码标准综述

(1)AAC的编码原理及特点

1) AAC是一种高压缩比的音频压缩算法，但它的压缩比要远超过较老的音频压缩算法，如AC-3、MP3等。并且其质量可以同未压缩的CD音质相媲美。
2) 同其他类似的音频编码算法一样，AAC也是采用了变换编码算法，但AAC使用了分辨率更高的滤波器组，因此它可以达到更高的压缩比。
3) AAC使用了临时噪声重整、后向自适应线性预测、联合立体声技术和量化哈夫曼编码等最新技术，这些新技术的使用都使压缩比得到进一步的提高。
4) AAC支持更多种采样率和比特率、支持1个到48个音轨、支持多达15个低频音轨、具有多种语言的兼容能力、还有多达15个内嵌数据流。
5) AAC支持更宽的声音频率范围，最高可达到96kHz，最低可达8Hz，远宽于MP3 20-44kHz的范围
6) 不同于MP3及WMA，AAC几乎不损失声音频率中的甚高、甚低频率成分，并且比WMA在频谱结构上更接近于原始音频，因而声音的保真度更好。专业评测中表明，AAC比WMA声音更清晰，而且更接近原音。
7) AAC采用优化的算法达到了更高的解码效率，解码时只需较少的处理能力。

(2)专业评价

1) AAC以128Kbps（立体声）的速率对音乐进行压缩，然后经由专家辨认，结论是其结果同原始未压缩时的声音"区别不出来"。
2) AAC以96Kbps的速度压缩音乐，通常其压缩后的质量比MP3在128Kbps压缩后的质量还要高。AAC在128Kbps压缩音乐后的性能比MP3在相同速度压缩音乐后得到的性能高很多。
3) AAC是唯一一个在欧洲广播联盟主办的64Kbps听力测试中被评为"优秀"的因特网音频数字多媒体编解码器。
4) 鉴于其卓越的性能和质量，AAC已成为MPEG-4规范的核心，同时它还是因特网、无线网以及数字广播网领域中的新一代音频数字解码器的选择。

四 静态图像压缩标准

1. JPEG标准

JPEG标准，即国际多灰度静止图像数字压缩编码标准，由JPEG专家组（Joint Photographic Experts Group）于1991年3月提出的ISO CD10918号建议草案而来，其标准号为ISO 10918-1。JPEG是一个适用于彩色和单色多灰度或连续色调静止数字图像的压缩标准。

(1)JPEG标准的组成部分

JPEG标准包括基于DPCM（差分脉冲编码调制）的无损压缩编码，基于DCT（离散余弦变换）和Fuffman编码的有损压缩算法两个部分。前者不会产生失真，但压缩比很小；后一种算法进行图像压缩信息虽有损失，但压缩比可以很大，例如压缩20倍左右时，人眼基本上看不出失真。目前我们对JPEG标准的应用主要是其高压缩比的有损压缩算法。

(2)JPEG算法的三个基本步骤

JPEG算法操作可分成以下三个基本步骤：
1) 通过离散余弦变换（DCT）去除数据冗余。
2) 使用量化表对DCT系数进行量化，量化表是根据人类视觉系统和压缩图像类型的特点进行优化的量化系数矩阵。
3) 对量化后的DCT系数进行编码使其熵达到最小，熵编码采用Fuffman可变字长编码。

(3)JPEG的应用　　

鉴于JPEG优良的品质，使得它在短短的几年内就获得极大的成功，目前绝大多数的图像都是采用JPEG的压缩标准，各类浏览器、图片浏览处理工具均支持JPEG图像格式。同时由于JPEG格式的文件尺寸较小，Web页有可能以较短的下载时间提供大量精美的图像，使得JPEG成为网络上最受欢迎的图像格式。

2. JPEG2000标准

随着多媒体应用领域的激增，传统JPEG压缩技术已无法满足人们对多媒体图像资料的要求。因此，更高压缩率以及更多新功能的新一代静态图像压缩技术 JPEG 2000 随之诞生。
JPEG2000标准同样由JPEG 组织负责制定。自1997年3月开始筹划，于2000年3月出台。其标准号为ISO 15444。

(1)JPEG2000编码原理

JPEG 2 000与传统 JPEG 最大的不同，在于它放弃了 JPEG 所采用的以离散馀弦转换（DCT）为主的区块编码方式，而改采用以小波转换（Wavelet transform）为主的多解析编码方式。小波转换的主要目的是要将图像的频率成分抽取出来，分别加以控制及编码。

(2)JPEG2000的优点：

1) JPEG2000作为JPEG升级标准，高压缩比（低码率）是其目标，其压缩率比JPEG高约 30%左右。
2) JPEG2000同时支持有损和无损压缩，其无损压缩具有很好的实用价值，因此它适合保存重要图片。
3) JPEG2000的一个极其重要的特征就是采用小波变换后，JPEG2000 能实现渐进传输，这也就是我们常说的"渐现"特性。它先传输图像的轮廓，然后逐步传输数据，不断提高图像质量，让图像由朦胧到清晰显示，而不必是像现在的 JPEG 一样，由上到下慢慢显示。
4) JPEG2000能方便的实现对码流的随机存取与处理，保证位错误的鲁棒性。
5) JPEG2000支持所谓的"感兴趣区域"特性，你可以任意指定图像上你感兴趣区域的压缩质量，还可以选择指定的部份先解压缩，这样我们就可以很方便的突出图片中的重点进行浏览。