廣播電視常用的數字視頻編碼技術(shù)

當前，電視設備正逐步從模擬向數字過(guò)渡，SONY、松下、JVC等公司紛紛推出了最新的數字攝、錄、編設備。在當今電視技術(shù)領(lǐng)域，數字記錄和編輯已得到廣泛的運用。

數字視頻的記錄格式有非壓縮和壓縮兩大類(lèi)。非壓縮記錄格式的D1、D2、D3、D5等系列，它是以原有信號碼率直接記錄輸入信號，保持了信號的原有水平，為無(wú)損記錄。記錄方式又分數字分量（D1、D5）和數字復合（D2、D3），它們代表了視頻設備最高標準，圖像質(zhì)量最高，信號損失最小，但同時(shí)由于圖像信號數據量很大，對機器硬件的要求極其苛刻，而價(jià)格非常昂貴，雖然產(chǎn)品已問(wèn)世數年，但僅有少數對畫(huà)質(zhì)要求極高的視頻制作公司使用。而壓縮格式是指采用數字壓縮技術(shù)的視頻，常見(jiàn)的有DV，MPEG-2， M-JPEG等，并制定各種數據壓縮標準，于是出現了相應的數字Betacam(DVW)，DV，DVCPRO，DIGITAL-S，DVCAM， Betacam-SX等規格的數字錄像機，它們將圖像信號壓縮再記錄在磁帶上，其目的是在保證圖像質(zhì)量的前提下，減小圖像信號的數據量，減小設備體積，減少磁帶用量，以最小的信號損失達到盡可能好的效果，從而降低設備成本。

1、數字視頻技術(shù)的國際標準

（1）CCIR601號建議

為了便于國際間的節目交換，消除數字設備之間的制式差別，使625行電視系統與525行電視系統之間能夠兼容，1982年2月國際無(wú)線(xiàn)電咨詢(xún)委員會(huì )(CCIR，現改為國際電聯(lián)無(wú)線(xiàn)電通信部，即ITU-R)第15次全會(huì )上通過(guò)了601號建議，確定以分量編碼為基礎：以亮度分量Y和兩個(gè)色差分量R-Y，B-Y為基礎進(jìn)行編碼，作為電視演播室數字編碼的國際標準。

（2）H.261標準

H.261簡(jiǎn)稱(chēng)p×64。該標準是用于電視電話(huà)和電視會(huì )議，圖像編碼算法是實(shí)時(shí)處理，并且延遲時(shí)間最小，使圖像和語(yǔ)音密切配合，達到全彩色的實(shí)時(shí)運動(dòng)視頻傳輸，并獲得高壓縮比。該標準于1990年由國際電報電話(huà)咨詢(xún)委員會(huì )(CCITT)完成通過(guò)。

（3）JPEG標準

靜像數據壓縮標準JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)，即聯(lián)合圖像術(shù)專(zhuān)家組，是國際標準組織（ISO）、國際電報電話(huà)咨詢(xún)委員會(huì )（CCITT）和國際電工委員會(huì )（IEC）3個(gè)國際組織合作，在1991年完成通過(guò)。JPEG既是ISO的標準，也是CCITT的推薦標準，其目標是壓縮靜止彩色圖片數據，多用于衛星、新聞圖片的傳輸與存儲，以及圖形、圖像文獻資料處理等方面。

（4）MPEG標準

隨著(zhù)數字音頻和數字視頻技術(shù)的廣泛應用，ISO的活動(dòng)圖像專(zhuān)家組(MovingPictureExpertGroup)在1991年11月提出了 ISOll172標準的建議草案，通稱(chēng)MPEG-1標準，該標準于1992年11月通過(guò)。MPEG-1標準適用于數碼率在1.5Mbps左右的應用環(huán)境，也就是為CD-ROM光盤(pán)的視頻存儲和放像所制定的。

MPEG-2是由MPEG開(kāi)發(fā)的第2個(gè)標準，于1994年11月正式確定為國際標準。MPEG-2是“活動(dòng)圖像及有關(guān)聲音信息的通用編碼” (GenericCodingofMovingPicturesAssociatedAudioInformation)標準。作為一種公認的壓縮方案，該標準具有開(kāi)放性、技術(shù)成本低、互操作性和靈活性、比特率的可選擇擴展性及眾多廠(chǎng)商的支持等優(yōu)勢，在網(wǎng)絡(luò )、通信、衛星等領(lǐng)域被采用。

MPEG-4是1993年開(kāi)始制定，1998年10月方才定案，直到2000年年初正式成為國際標準。該標準具有許多引人注目的功能，包括以對象內容為基礎的視頻對象存取、以場(chǎng)景內容為基礎的可升級性、視頻存取、糾錯能力等。MPEG-4視頻標準不僅可以提供一個(gè)更具壓縮效率的新型多媒體信息傳輸標準，同時(shí)也具有良好的交互性、全方位存忍迥諶菝枋黿涌凇?其名稱(chēng)由來(lái)是1+2+4=7（MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4）。它擴展現有內容識別專(zhuān)用解決方案的有限的能力，還包括更多的數據類(lèi)型。MPEG-7是規定一個(gè)用于描述各種不同類(lèi)型多媒體信息的描述符的標準集合。