由于圖像分為靜態(tài)圖像(圖片、照片等)和活動圖像(電視畫面等),自然,圖像(視頻)壓縮也分為靜態(tài)圖像壓縮的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和活動圖像壓縮的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
一、靜態(tài)圖像壓縮的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
對于靜態(tài)圖像壓縮的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),目前在全球極具影響力的唯有JPEG系列標(biāo)準(zhǔn)莫屬了。JEPG系列標(biāo)準(zhǔn)是由ISO/IEC下設(shè)的一個專家組--聯(lián)合圖像專家組(JPEG,Joint Photographic Experts Group)制定的,因此稱為JPEG系列標(biāo)準(zhǔn),被ISO/IEC批準(zhǔn)成為國際標(biāo)準(zhǔn)。目前JEPG已制定了兩套系列標(biāo)準(zhǔn)JEPG與JEPG2000。JPEG標(biāo)準(zhǔn)于1992年9月發(fā)布,適用于灰度圖與真彩圖的靜態(tài)圖像的壓縮,被ISO命名為ISO/IEC 10918系列,JEPG2000標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于2000年12月,適用于二值圖、灰度圖、偽彩圖和真彩圖的靜態(tài)圖像壓縮,被ISO命名為ISO/IEC 15444,比JPEG標(biāo)準(zhǔn)的壓縮效率更高。JPEG標(biāo)準(zhǔn)和JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)索引詳見附錄1。
附錄1:JPEG標(biāo)準(zhǔn)和JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)索引
溫馨提示:JPEG系列標(biāo)準(zhǔn)目前在全球之所以極具影響力,是因為在靜態(tài)圖像壓縮的技術(shù),JPEG系列標(biāo)準(zhǔn)是唯一經(jīng)國際上標(biāo)準(zhǔn)化組織批準(zhǔn)認(rèn)可的。然而在業(yè)內(nèi)流行的還有許多由專業(yè)公司開發(fā)的靜態(tài)圖像的壓縮技術(shù),形成了所謂事實上的標(biāo)準(zhǔn)。例如:GIF、BMP、TIFF、PNG、RAS等等。
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二、活動圖像壓縮的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
對于活動圖像壓縮的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),目前有影響力的有三種:國際上的H.26x系列標(biāo)準(zhǔn)和MPEG-x系列;國內(nèi)的AVS標(biāo)準(zhǔn)。表2-0給出了常用的幾種數(shù)字圖像國際標(biāo)準(zhǔn)情況(包括圖像有效尺寸、視頻編碼率、圖像質(zhì)量等)。
表2-0:幾種常用的數(shù)字圖像國際標(biāo)準(zhǔn)情況
目前,活動圖像(視頻)壓縮技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)主要有兩大系列,一為國際電信聯(lián)盟(ITU-T)的視頻編碼專家組(VCEG,Video Coding Experts Group)所制定,即ITU-T H.26x系列;另一個為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO/IEC)的運動圖像專家組(MPEG,Moving Picture Coding Experts Group)所制定,即我們通常稱的MPEG-x系列,是以ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)命名格式所發(fā)布。ITU-T標(biāo)準(zhǔn)是為視頻會議和視頻電話等實時視頻通信應(yīng)用設(shè)計的,而MPEG標(biāo)準(zhǔn)主要則是為視頻存儲(DVD)、廣播視頻(廣播TV)以及視頻流(如網(wǎng)上視頻、DSL上的視頻以及無線視頻應(yīng)用)設(shè)計的。這兩個標(biāo)準(zhǔn)組織通常是獨立工作,但也有例外,其中有兩次重要的合作,就是二者組成的聯(lián)合視頻組(JVT,Joint Video Team)合作開發(fā)了H.262/MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)和H.264/MPEG-4 AVC標(biāo)準(zhǔn),即合作開發(fā)后以各自的標(biāo)準(zhǔn)命名格式來發(fā)布。
1、關(guān)于ITU-T的H.26x系列標(biāo)準(zhǔn)
ITU-T從90年代,開始提出了電視會議、可視電話技術(shù)的建議,于1993年3月發(fā)布了H.261,后來陸續(xù)發(fā)布了H.26x(目前x=1、2、3、4)系列。H.26x是一個不同壓縮率的、適應(yīng)于不同網(wǎng)絡(luò)的視頻編譯碼技術(shù),具體詳見下表2-0;H.26x系列標(biāo)準(zhǔn)索引詳見附錄2。
溫馨提示:H.26x系列標(biāo)準(zhǔn)僅僅是視頻編碼,與MPEG-x系列不同,它并不包含音頻編碼,在實際使用中需要與ITU-T的G.7xx音頻編碼系列標(biāo)準(zhǔn)配合使用。
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2、ISO的MPEG-x系列標(biāo)準(zhǔn)
MPEG-x是從1989年7月開始研究開發(fā)的音視頻壓縮技術(shù)。MPEG-1是1992年被ISO/IEC批準(zhǔn)為正式標(biāo)準(zhǔn),正式標(biāo)準(zhǔn)編號是ISO/IEC 11172,后來陸續(xù)發(fā)布了MPEG-x(目前x=1、2、4)系列。MPEG-x系列也是一個不同的壓縮率的、適用于不同用途的編解碼技術(shù),詳見下表2-2。
溫馨提示:一是后來MPEG制定的MPEG-7和MPEG-21已不是壓縮編碼技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn),而MPEG-7是立足于多媒體信息有效管理及快速檢索;而MPEG-21則是立足于各種多媒體信息的互操作。二是與ITU合作開發(fā)的高級視頻編碼(AVC,Advanced Video Coding)技術(shù),ISO并沒有單獨作為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布,而是以MPEG-4 第10部分來命名,正式名稱為ISO/IEC 14496-10,我們通常稱之為MPEG-4 AVC標(biāo)準(zhǔn)。其中一個主要原因AVC僅僅是一個視頻編碼技術(shù),而MPEG-1/2/4標(biāo)準(zhǔn)是包括系統(tǒng)、音頻、視頻、一致性測試等,是一個完整的標(biāo)準(zhǔn)體系,可從附錄3的MPEG-x系列標(biāo)準(zhǔn)索引看出。另外從這一點來講,它與ITU-T的H.26x系列標(biāo)準(zhǔn)是不同的,卻與我國的AVS標(biāo)準(zhǔn)體系類同。三是從附錄3索引中3個標(biāo)準(zhǔn)名稱的變化可以看出,MPEG-x系列的作用及用途。
附錄3:ISO的MPEG-x標(biāo)準(zhǔn)索引
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3、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)--AVS
我國在進入新千年后,也制定出了一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的,可以說是第二代信源編碼標(biāo)準(zhǔn),稱之為音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)(AVS,Audio Video coding Standard)。它是由我國數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組(簡稱AVS工作組)開發(fā)的,AVS工作組成立于2002年6月,應(yīng)用范圍包括數(shù)字電視、激光視盤、網(wǎng)絡(luò)流媒體、無線流媒體、數(shù)字音頻廣播、視頻監(jiān)控等等領(lǐng)域。
AVS標(biāo)準(zhǔn)包括系統(tǒng)、視頻、音頻、數(shù)字版權(quán)管理等四個主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和一致性測試等支撐標(biāo)準(zhǔn)。從主要技術(shù)指標(biāo)--編碼效率比較:MPEG-4是MPEG-2的1.4倍;MPEG-4 AVC是MPEG-2兩倍以上;AVS和MPEG-4 AVC相當(dāng),可使MPEG-2的2-3倍。而且技術(shù)方案簡潔,芯片實現(xiàn)復(fù)雜度低,達到了第二代標(biāo)準(zhǔn)的最高水平;同時,AVS通過簡潔的一站式許可政策,解決了MPEG-4 AVC專利許可問題死結(jié),是開放式制訂的國家、國際標(biāo)準(zhǔn),易于推廣;此外,MPEG-4 AVC僅是一個視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),而AVS是一套包含系統(tǒng)、視頻 、 音頻、媒體版權(quán)管理在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)體系,為數(shù)字音視頻產(chǎn)業(yè)提供更全面的解決方案。
我國已將AVS第二部分(視頻)頒布了國家標(biāo)準(zhǔn):GB/T 20090.2-200, 6《信息技術(shù) 先進音視頻編碼 第2部分 視頻》,從2006年3月1日起實施,其他部分的標(biāo)準(zhǔn)將陸續(xù)發(fā)布。同時,AVS工作組正在與ITU和ISO等國際上的標(biāo)準(zhǔn)化部門、相關(guān)組織與企業(yè)緊密結(jié)合,為其成為國際標(biāo)準(zhǔn)積極的工作著。
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