帧内(Intraframe)压缩也称为空间压缩 (Spatial compression)。当压缩一帧图像时,仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息,这实际上与静态图像压缩类似。帧内一般采用有损压缩算法,由于帧内压缩时各个帧之间没有相互关系,所以压缩后的视频数据仍可以以帧为单位进行编辑。帧内压缩一般达不到很高的压缩。
采用帧间(Interframe)压缩是基于许多视频或 动画的连续前后两帧具有很大的相关性,或者说前后两帧信息变化很小的特点。也即连续的视频其相邻帧之间具有冗余信息,根据这一特性,压缩相邻帧之间的冗余量就可以进一步提高压缩量,减小压缩比。帧间压缩也称为时间压缩(Temporalcompression),它通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩。帧间压缩一般是无损的。帧差值(Frame differencing)算法是一种典型的时间压缩法,它通过比较本帧与相邻帧之间的差异,仅记录本帧与其相邻帧的差值,这样可以大大减少数据量。
对称编码和不对称编码
对称性(symmetric)是压缩编码的一个关键特 征。对称意味着压缩和解压缩占用相同的计算处理能力和时间,对称算法适合于实时压缩和传送视频,如视频会议应用就以采用对称的压缩编码算法为好。而在电子出版和其它多媒体应用中,一般是把视频预先压缩处理好,尔后再播放,因此可以采用不对称(asymmetric)编码。不对称或非对称意味着压缩时需要花费大量的处理能力和时间,而解压缩时则能较好地实时回放,也即以不同的速度进行压缩和解压缩。一般地说,压缩一段视频的时间比回放(解压缩)该视频的时间 要多得多。例如,压缩一段三分钟的视频片断可能需要10多分钟的时间,而该片断实时回放时间只有三分钟。
除wiki外的资料来源:
编解码学习笔记(二):codec类型资料(港台将information翻译为资料)压缩是透过去除资料中的冗余资讯而达成。就视讯资料而言,资料中的冗余资讯可以分成四类:
时间上的冗余资讯(temporal redundancy)
在视讯资料中,相邻的帧(frame)与帧之间通常有很强的关连性,这样的关连性即为时间上的冗余资讯。这即是上一次学习中的帧间压缩。
空间上的冗余资讯(spatial redundancy)
在同一张帧之中,相邻的像素之 间通常有很强的关连性,这样的关连性即为空间上的冗余资讯。这即是上一次学习中的帧内压缩。
统计上的冗余资讯(statistical redundancy)
统计上的冗余资讯指的是欲编码的符号(symbol)的机率分布是不均匀(non-uniform)的。
感知上的冗余资讯(perceptual redundancy)
感知上的冗余资讯是指在人在观看视讯时,人眼无法察觉的资讯。
视讯压缩(英文:Video compression)是指运用资料压缩技术将数位视讯资料中的冗余资讯去除,降低表示原始视讯所需的资料量,以便视讯资料的传输与储存。实际上,原始视讯资料的资料量往往过大,例如未经压缩的电视品质视讯资料的位元率高达216Mbps,绝大多数的应用无法处理如此庞大的资料量,因此视讯压缩是必要的。目前最新的视讯编码标准为ITU-T视讯编码专家组(VCEG)和ISO/IEC动态图像专家组(MPEG)联合组成的联合视讯组(JVT,Joint Video Team)所提出的H.264/AVC。
一个典型的视讯编码器:在进行当前信号编码时,编码器首先会产生对当前信号做预测的信号,称作预测信号(predicted signal),预测的方式可以是时间上的预测(interprediction),亦即使用先前帧的信号做预测,或是空间上的预测 (intra prediction),亦即使用同一张帧之中相邻像素的信号做预测。得到预测信号后,编码器会将当前信号与预测信号相减得到残余信号(residual signal),并只对残余信号进行编码,如此一来,可以去除一部份时间上或是空间上的冗余资讯。接着,编码器并不会直接对残余信号进行编码,而是先将残余信号经过变换(通常为离散余弦变换)然后量化以 进一步去除空间上和感知上的冗余资讯。量化后得到的量化系数会再透过熵编码,去除统计上的冗余资讯。
视讯编码标准发展
年份
标准
制定组织
解除版权保护
(DRM-free )
主要应用
1984
H.120
ITU-T
是
1990
H.261
ITU-T
是
视讯会议、视讯通话
1993
MPEG-1 第二部份
ISO /IEC
是
影音光碟(VCD )
1995
H.262/MPEG-2 第二部份
ISO / IEC、ITU-T
否
DVD影碟(DVD-Video )、蓝光(Blu-Ray )影碟、数位视讯广播(DVB )、SVCD
1996
H.263 [6]
ITU-T
视讯会议、视讯通话、3G 手机视讯(3GP )
1999
MPEG-4 第二部份
ISO /IEC
否
2003
H.264/MPEG-4 AVC [1]
ISO / IEC、ITU-T
否
蓝光(Blu-Ray )影碟、数位视讯广播(DVB )、iPod 视讯、高画质DVD(HD DVD )
常见的编解码见下表,在以后会分类论述:
视频codec
ISO/IEC