視頻壓縮和編碼技術(shù)常見問題
圖像壓縮技術(shù)簡介
圖像壓縮技術(shù)主要包括M-JPEG，MPEG-1、MPEG-2及MPEG-4。在視頻通訊上，則有H.261及H.263，H.261用于LAN和Internet，H.263則用于PSTN。小波壓縮主要用在靜態(tài)圖像的壓縮。在同等條件下,如同樣的壓縮比和信噪比(壓縮后的圖像質(zhì)量與源圖像相比)，則MPEG有優(yōu)勢。
圖像壓縮技術(shù)一覽表
壓縮標(biāo)準(zhǔn) MPEG4 MPEG2 MPEG1 MJPEG
特點 兼容前幾種標(biāo)準(zhǔn)，采用更為優(yōu)化的編碼技術(shù)，基于場景描述和面向帶寬設(shè)計 基于幀重建算法進行壓縮和傳輸，動態(tài)監(jiān)測圖像變化，根據(jù)對象的空間及時間特征來調(diào)整壓縮方法， 幀間加入預(yù)測幀 單獨對一幀進行壓縮,基本不考慮視頻流中不同幀之間的變化
優(yōu)點 圖像質(zhì)量好; 可變帶寬傳輸; 錯誤恢復(fù)能力強。 壓縮比可調(diào)范圍廣，支持包括高速體育運動在內(nèi)的活動圖像 在實時壓縮、每幀數(shù)據(jù)量和處理速度上優(yōu)于MJPEG 圖像質(zhì)量好
缺點 無現(xiàn)成算法，實現(xiàn)的技術(shù)難度大 壓縮效率仍不理想、窄帶網(wǎng)傳輸質(zhì)量受限，對媒體的兼容能力有待提高 圖像質(zhì)量相當(dāng)于VHS視頻，不能滿足廣播級的要求；傳輸帶寬有一定的要求。 實時性差，壓縮效率低, 文件量巨大
應(yīng)用領(lǐng)域 固定和無線網(wǎng)絡(luò)，交互AV服務(wù)以及遠程傳輸 DVD, 廣播級的數(shù)字電視, HDTV VCD, CD-ROM, VOD
分辨率 768X576（PAL） 或720X480(NTSC) NTSC: 720X480 SIF標(biāo)準(zhǔn)分辨率(NTSC：352X240；PAL： 352X288)
碼流 多種帶寬可調(diào) 分四級，3 -100Mbits/sec 最高1.5Mbits/sec
圖像質(zhì)量 在各種碼率下畫質(zhì)良好 極低碼率下無法保證圖像質(zhì)量 基本無法進行窄帶傳輸
多路實時存儲 多路實時存儲，占用存儲空間小 能實現(xiàn)多路實時存儲，文件量大，消耗硬盤。 能實現(xiàn)多路實時存儲，文件量大，消耗硬盤。 單路存儲，丟幀切換
聯(lián)網(wǎng)要求 全帶寬解決方案，支持PSTN，ISDN，DDN，局域網(wǎng)，廣域網(wǎng)等 適用于局域網(wǎng) 適用于局域網(wǎng) 定制帶寬，不支持聯(lián)網(wǎng)。
什么是算法？
算法即信號編解碼器(Codec) 壓縮/解壓縮的運算法則。也就是壓縮與解壓縮所使用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。一般的編碼包括將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換到壓縮視頻文件（比如MPEG）或?qū)⒛M聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化聲音（比如RealAudio）。
MPEG視頻壓縮算法采用了哪些技術(shù)？
為滿足高壓縮比和隨機訪問兩方面的要求，MPEG視頻算法采用了預(yù)測和插補兩種幀間編碼技術(shù)。MPEG視頻壓縮算法中包含兩種基本技術(shù)：一種是基于16×16子塊的運動補償，用來減少幀序列的時域冗余；另一種是基于DCT的壓縮，用于減少幀序列的空域冗余，在幀內(nèi)壓縮及幀間預(yù)測中均使用了DCT變換。
什么是運動補償？
運動補償是當(dāng)前視頻圖像壓縮技術(shù)中使用最普遍的方法之一。包括：
1、 運動補償預(yù)測
　　視頻的相鄰幀間的運動部分具有連續(xù)性，即當(dāng)前畫面上的圖像可以看成是前畫某時刻畫面上圖像的位移，位移的幅度值和方向在畫面各處可以不同。利用運動位移信息與前面某時刻的圖像對當(dāng)前畫面圖像進行預(yù)測的方法，稱為前向預(yù)測。反之，根據(jù)某時刻的圖與位移信息預(yù)測該時刻之前的圖像，稱為后向預(yù)測。
MPEG的運動補償將畫面分成若干16×16的子圖像塊（稱為補償單元或宏塊），并根據(jù)一定的條件分別進行幀內(nèi)預(yù)測、前后預(yù)測、后向預(yù)測及平均預(yù)測。
2、 運動補償插值
以插補方法補償運動信息是提高視頻壓縮比的最有效措施之一。在時域中插補運動補償是一種多分辨率壓縮技術(shù)。例如1/15秒或1/10秒時間隔選取參考子圖，對時域較低分辨率子圖進行編碼，通過低分辨子圖反映運動趨勢的附加校正信息（運動夭量）進行插值，可得到滿分辨率（幀率1/30秒）的視頻信號。插值運動補償也稱為雙向預(yù)測，因為它既利用了前面幀的信息又利用了后面幀的信息。
什么是關(guān)鍵幀 (Key Frame)？
在一些壓縮方案中，有些幀被指定為關(guān)鍵幀。既然兩幀之間的畫面的大部分內(nèi)容往往沒有太大區(qū)別，就可以將后續(xù)幀和關(guān)鍵幀進行比較，而保存真正發(fā)生變化的部分。這樣可以節(jié)省空間。
什么是M-JPEG算法？
Motion-JPEG（簡稱M-JPEG），它是針對活動圖像而優(yōu)化的JPEG壓縮而稱。而JPEG是針對一幀圖像通過幀內(nèi)的DCT(離散余弦變換)變換來對圖像數(shù)據(jù)進行壓縮，通過對電視數(shù)字信號（4:2:2數(shù)據(jù)）在幀內(nèi)進行JPEG壓縮，以減少電視數(shù)字信號數(shù)據(jù)量。因而，M-JPEG格式常常用于以幀為單位的電視編輯、特技制作等。而在監(jiān)控系統(tǒng)等其它應(yīng)用中, M-JPEG的主要問題是在一定的視頻圖像質(zhì)量前提下,壓縮比難以提高，占用的設(shè)備資源巨大，在實時壓縮和傳輸方面難于實現(xiàn)。
什么是CBR和VBR？
VBR（Variable Bit-Rate，變比特率）：在給定目標(biāo)碼率要求下，碼流可根據(jù)場景和線路條件變化，從而獲得最優(yōu)質(zhì)量。通常用于視頻流內(nèi)容編碼轉(zhuǎn)換。
CBR（Constant Bit-Rate，定比特率）：按給定比特率提供碼流，通常用于實時或在帶寬條件有限的情況下的視頻應(yīng)用。