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視頻編碼有哪些？

來源：www.czpcb.com.cn 發布時間：2022年12月08日

為什么要進行視頻編碼？
伴隨著用戶對高清視頻的需求量的增加，視頻多媒體的視頻數據量也在不斷加大。如果未經壓縮，這些視頻很難應用于實際的存儲和傳輸。以1080P 60FPS 1H的視頻為例如未經過壓縮處理視頻大小將達到20G+
視頻編碼的基本原理：

視頻圖像數據有極強的相關性，也就是說有大量的冗余信息。其中冗余信息可分為空域冗余信息和時域冗余信息。壓縮技術就是將數據中的冗余信息去掉（去除數據之間的相關性），壓縮技術包含幀內圖像數據壓縮技術、幀間圖像數據壓縮技術和熵編碼壓縮技術。

去時域冗余信息
使用幀間編碼技術可去除時域冗余信息，它包括以下三部分：
－運動補償
運動補償是通過先前的局部圖像來預測、補償當前的局部圖像，它是減少幀序列冗余信息的有效方法。
－運動表示
不同區域的圖像需要使用不同的運動矢量來描述運動信息。運動矢量通過熵編碼進行壓縮。
－運動估計
運動估計是從視頻序列中抽取運動信息的一整套技術。
注：通用的壓縮標準都使用基于塊的運動估計和運動補償。
去空域冗余信息
主要使用幀間編碼技術和熵編碼技術：
－變換編碼
幀內圖像和預測差分信號都有很高的空域冗余信息。變換編碼將空域信號變換到另一正交矢量空間，使其相關性下降，數據冗余度減小。
－量化編碼
經過變換編碼后，產生一批變換系數，對這些系數進行量化，使編碼器的輸出達到一定的位率。這一過程導致精度的降低。
－熵編碼
熵編碼是無損編碼。它對變換、量化后得到的系數和運動信息，進行進一步的壓縮。
編碼方案有哪些：

視頻編碼方案有很多，用百家爭鳴形容不算過分，常見的音頻視頻編碼有以下幾類：

MPEG系列

由ISO（國際標準組織機構）下屬的MPEG（運動圖象專家組）開發視頻編碼方面主要是Mpeg1（vcd）、Mpeg2（DVD）、Mpeg4（DVDRIP使用的都是它的變種，如：divx，xvid等）、Mpeg4 AVC；音頻編碼方面主要是MPEG Audio Layer 1/2、MPEG Audio Layer 3（mp3）、MPEG-2 AAC 、MPEG-4 AAC等。注意：DVD音頻沒有采用Mpeg的。MPEG是運動圖像專家組（Moving Picture Experts Group）的縮寫，于1988年成立，是為數字視/音頻制定壓縮標準的專家組，已擁有300多名成員，包括IBM、SUN、BBC、NEC、INTEL、AT&T等世界知名公司。MPEG組織最初得到的授權是制定用于“活動圖像”編碼的各種標準，隨后擴充為“及其伴隨的音頻”及其組合編碼。后來針對不同的應用需求，解除了“用于數字存儲媒體”的限制，成為制定“活動圖像和音頻編碼”標準的組織。MPEG組織制定的各個標準都有不同的目標和應用，已提出MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21標準。

H.26X系列

由ITU（國際電傳視訊聯盟）主導，側重網絡傳輸，（注只是視頻編碼），ITU-T 的標準包括 H.261、H.263、H.264，主要應用于實時視頻通信領域，如視頻會議；MPEG 系列標準是由ISO/IEC制定的，主要應用于視頻存儲（DVD）、廣播電視、互聯網或無線網絡的流媒體等。兩個組織也共同制定了一些標準，H.262標準等同于 MPEG-2的視頻編碼標準，而H.264標準則被納入 MPEG-4的第10部分。

如今廣泛使用的 H.264 視頻壓縮標準可能不能夠滿足應用需要，應該由另一種更高的分辨率、更高的壓縮率以及更高質量的編碼標準所替代。ISO/IEC 動態圖像專家組和ITU-T視頻編碼的專家組共同建立了視頻編碼合作小組，出臺了H.265/HEVC標準。H.265的壓縮有了顯著提高，一樣質量的編碼視頻能節省40%至50%的碼流，還提高了并行機制以及網絡輸入機制
其它編碼格式
AVS、VP8/VP9、AVI等
視頻編碼正處于一個技術日新月異的時期，視頻編碼的壓縮性能在不斷得到提升。

視頻格式與編碼規格的關系：