视频编解码技术是一种将视频信号从一种格式转换为另一种格式的技术。它包括对视频信号进行的采样、编码和解码过程。
视频采样是将连续的视频信号抽取成一连串的图像帧,并以某种方式储存下来。常用的采样方法有两类:时域采样和频域采样。时域采样是通过对时间上相邻的两帧图像进行差分来实现的,而频域采样则是通过对图像中的频率分量进行傅立叶变换来实现的。
对于时域采样方法,常用的有隔行扫描、隔帧扫描、隔行+隔帧扫描、全部扫描4种方式。隔行扫描是将图像中奇数行或者偶数行的信号进行采样;隔帧扫描是将图像中相邻两帧之间间隔一定数目的帧进行采样;隔行+隔帧扫描是将图像中奇数行或者偶数行以及相邻两帧之间间隔一定数目的帧进行采样;全部扫描则是对整个图像都进行采样。
对于频域采样方法,常用的有快速傅立叶变换(FFT)、射影法(P)、正交傅立叶变换(OFT)3类方法。快速傅立叶变换是对图像信号进行傅立叶变换后再对其进行快速傅立叶逆变换来实现的;射影法是将图像信号映射到低维子空间来实现的;正交傅立叶变换则是将图像信号分解成多个正交信道来实现的。
在计算机中,视频信号通常以数字形式存储,而不同的存储方式会导致不同的质量水平。要想得到一个好的视频画面,就必须使用一套好的软件来处理存储在电脑中的数字视频信号。
目前应用得最广泛的是MPEG-4视频编解码方式。MPEG-4是由国际电工委员会(IEC)6709委员会制定出来的一套多媒体数字化标准(ISO/IEC14496),它主要包括了音频、视频、3D和2D图形的编解码方式。
MPEG-4视频编解码方式主要分为两大类:基于时域的编解码方式(H.264/AVC)和基于频域的编解码方式(MPEG-4Part2)。前者是目前应用得最广泛的一种方式,后者则是一种新兴的技术。
H.264/AVC是一种先进的视频压缩技术,它采用了时域、频域和空域三个方面的多级编码技术,能够显著提高视频的传输速度和储存效率。目前,H.264/AVC已成为数字电视、广播、会议、远程教育、远程医疗、监控、无线传感器网、卫星通信以及互联网视频传输中应用得最广泛的一套标准。
MPEG-4Part2是一套新兴的技术,它采用了分布式式的时间-频分析来实现对图像信号的多尺度表征。相对于传统的傅立叶变换来说,分布式时间-频分析能够更加准确地反映图像信号中所包含的特征,从而能够显著提高图像信号的处理效率。