视频压缩技术是将原始视频信号进行处理,使其占用更小的存储空间或传输带宽。目前,主要应用于数字视频、数字电视、网络视频、手机视频、数码相机视频、数字录像机视频以及其他应用。
常用的视频压缩标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264/MPEG-4AVC、RealVideo等。
- MPEG-1
MPEG-1是第一代的数字视频压缩标准,也是目前广泛使用的标准之一。它采用了DCT(离散余弦变换)和差分帧差分步进来实现图像的时域冗余去除。DCT可以将图像中的连续信号变换成离散信号,而差分帧差分步进则可以减少帧间相关性,从而大大减少了图像中的冗余信息。此外,MPEG-1还采用了多层次的时间复杂度分析来选择合适的DCT变换尺寸,并且在DCT变换后对图像进行量化来实现对图像的进一步压缩。
- MPEG-2
与MPEG-1相比,MPEG-2在各个方面都有了很大的进步。首先,它采用了新的DCT变换方式——快速余弦变换(FastFourierTransform,FFT)来代替传统的DCT变换方式,能够显著地提高变换速度。其次,为了充分利用DCT变换后图像中隐含的相关性,MPEG-2还引入了新的量化方法——量化冗余去除(QuantizationRedundancyRemoval,QRR)。该方法能够有效地去除DCT变换后图像中隐含的相关性,从而显著地减少了图像中冗余信息的占用。此外,为了能够有效地应对不同应用场合下对图像质量要求不同的情况,MPEG-2还引入了新的多层次量化方法——分层量化(ScalableQuantization,SQ)。该方法能够根据不同应用场合对图像进行不同水平上的量化处理,从而能够很好地应对不同要求。
- MPEG-4
与前两代标准相比,MPEG-4是一个真正意义上的“新生代”标准。它不仅在理论上实现了对图像信号进行无损或有损压缩的目标,而且在实际应用中也表现出了卓越的性能。首先,为了能够有效地应对不同应用场合下对图像/视频信号要求不同的情况,MPEG-4引入了新的“切片”(Slicing)技术。该技术能够将一个大图像/大帧切割成一个个小片(Slice),然后分别对每个小片进行编解码处理,从而能够有效地应对不同要求。其次,为了能够有效地应对不同应用场合下对图像/视频信号要求不同的情况,MPEG-4引入了新的“分层”(Scalability)技术。该技术能够将一个大图像/大帧切割成一个个小片(Slice),然后分别对每个小片进行编解码处理,从而能够有效地应对不同要求。此外,MPEG-4还引入了新的“时空”(Spatial-Temporal)分解方法——时空分解正交包络变换(ST-DCT)。该方法能够将图像中的连续信号变换成离散信号,而且能够有效地去除图像中的相关性,从而显著地减少了图像中冗余信息的占用。