集显也能硬件编码:Intel SDK 各种音视频编解码学习详解 (18)

H.261是最早的运动图像压缩标准,它只对CIF和QCIF两 种图像格式进行处理,每帧图像分成图像层、宏块组(GOB)层、宏块(MB)层、块(Block)层来处理;并详细制定了视频编码的各个部分,包括运动补偿的帧间预测、DCT(离散余弦变换)、量化、熵编码,以及与固定速率的信道相适配的速率控制等部分。实际的编码算法类似于MPEG算法,但不能与后者兼 容。H.261在实时编码时比MPEG所占用的CPU运算量少得多,此算法为了优化带宽占用量,引进了在图像质量与运动幅度之间的平衡折衷机制。也就是说,剧烈运动的图像比相对静止的图像质量要差。因此这种方法是属于恒定码流可变质量编码。

H.261是第一个实用的数字视频编码标准。H.261的设计相当成功,之后的视频编码国际标准基本上都是基于 H.261相同的设计框架,包括 MPEG-1,MPEG-2/H.262,H.263,甚至 H.264。同样,H.261开发委员会(由Sakae Okubo领导,他的日文姓名是大久保荣)的基本的运作方式也被之后的视频编码标准开发组织所继承。H.261使用了混合编码框架,包括了基于运动补偿的 帧间预测,基于离散余弦变换的空域变换编码,量化,zig-zag扫描和熵编码。

实际上H.261标准仅仅规定了如何进行视频的解码(后继的各个视频编码标准也继承了这种做法)。这样的话,实际上开发者在编码器的设计上拥有相当的自由来设计编码算法,只要他们的编码器产生的码流能够被所有按照H.261规范制造的解码器解码就可以了。编码器可以按照自己的需要对输入的视频进行任何预处理,解码器也有自由对输出的视频在显示之前进行任何后处理。去块效应滤波器是一个有效的后处理技术,它能明显的减轻因为使用分块运动补偿编码造成的 块效应(马赛克)--在观看低码率视频(例如网站上的视频新闻)的时候我们都会注意到这种讨厌的效应。因此,在之后的视频编码标准如H.264中就把去块 效应滤波器加为标准的一部分(即使在使用H.264 的时候,再完成解码后再增加一个标准外的去块效应滤波器也能提高主观视频质量)。

后来的视频编码标准都可以说是在H.261的基础上进行逐步改进,引入新功能得到的。现在的视频编码标准比起H.261 来在各性能方面都有了很大的提高,这使得H.261成为了过时的标准,除了在一些视频会议系统和网络视频中为了向后兼容还支持H.261,已经基本上看不到使用H.261的产品了。 但是这并不妨碍H.261成为视频编码领域一个重要的里程碑式的标准。

H.263

H.263最初设计为基于H.324的系统进行传输 (即基于公共交换电话网和其它基于电路交换的网络进行视频会议和视频电话)。后来发现H.263也可以成功的应用与H.323(基于RTP/IP网络的视 频会议系统),H.320(基于综合业务数字网的视频会议系统),RTSP(流式媒体传输系统)和SIP(基于因特网的视频会议)。

基于之前的视频编码国际标准(H.261,MPEG-1和H.262/MPEG-2),H.263的性能有了革命性的提高。它的第一版于1995年 完 成,在所有码率下都优于之前的H.261。 之后还有在1998 年增加了新的功能的第二版H.263+,或者叫H.263v2,以及在2000年完 成的第三版H.263++,即H.263v3。

H.263v2(通常也叫做H.263+或者1998年版H.263)是ITU-TH.263 视频编 码标准第二版的非正式名称。 它保持了原先版本H.263的所有技术,但是通过增加了几个附录显著的提高了编码效率并提供了其它的一些能力,例如增强了抵抗传输信道的数据丢失的能力(Robustness)。H.263+ 项目于1997年底/1998年初完成(这取决于我们怎么定义"完成")。

H.263v3:接下来一个被称为"H.263++" 的项目被随即推出,在H.263+的基础上增加了更多的新的功能。H.263++于2000年底完成。增加了下面的附录:

Annex A - Inverse transform accuracy specification

Annex B - Hypothetical Reference Decoder

Annex C - Considerations for Multipoint

Annex D - Unrestricted Motion Vector mode

Annex E - Syntax-based Arithmetic Coding mode

Annex F - Advanced Prediction mode

Annex G - PB-frames mode

Annex H - Forward Error Correction for coded video signal

在H.263之后,ITU-T(在与MPEG的合作下)的下一代视频编解码器是H.264,或者叫AVC以及MPEG- 4第 10部分。由于H.264在性能上超越了H.263很多,现在通常认为H.263是一个过时的标准(虽然它的开发完成并不是很久以前的事情)。大多数新的 视频会议产品都已经支持了H.264视频编解码器,就像以前支持H.263和H.261一样。

话虽然如此,H.263在3GPP中仍然占有很高的地位,后继修订的版本,包括运营商的标准一直保留着H.263, 作为必选的要求,地位远远高于H.264,这是个奇怪的现象。一个重要的可能原因是H.263的编码比H.264的要轻载,在手机的modem中提供 H.263的编解码能力,不提供H.264的编解码能力,或者只提供H.264的解码能力不提供编码能力,如果不是智能手机不能在主板的其他芯片(例如 CPU)提供H.264的编解码能力,开发者就没什么办法,H.263可以通过软件来提供,H.264对处理能力的要求很高,目前需要依赖硬件能力提供。因此H.263仍然具有很大的市场,尤其对于小尺寸的手持设备,屏幕分辨率有限,高清无意义。

H.264

H.264等同于MPEG-4的第10部,在这里仍然收集资料进行学习记录。

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