什么是计算机视频处理技术?

视频处理技术

与一般服务不同,视频是一种数据量很大的流媒体服务。比如数字电视图像中的SIF格式、NTSC格式、彩色和4∶4∶4采样,每帧数据量为2028Kb,每秒数据流量可达60.8Mb;CCIR格式、PAL格式、4∶4∶4采样的彩色视频数据流可达148.8Mbps,实验表明,176×144的原始YUV视频在10Mbps的局域网上传输速率约为每秒3帧。由此可见,未压缩的视频在互联网上传输的效果是不可容忍的,它很容易吞噬互联网资源,造成网络拥塞,甚至崩溃。因此,IP视频通信的第一步就是视频压缩。

视频压缩编码的理论基础是信息论。压缩是从时间域和空间域两方面去除冗余信息,即去除某些可以推断的信息。编码方法大致可以分为三类:

1.考虑到图像源的统计特性,采用了预测编码法、变换编码法、矢量量化编码法、子带-小波编码法和神经网络编码法;

2.考虑到视觉特性,采用了基于方向滤波的图像编码方法和基于图像轮廓/纹理的编码方法;

3.考虑到图像传输的场景特点,采用了分形编码和基于模块的编码方法。

在IP视频通信的应用中,编码方法的选择不仅要考虑压缩比和信噪比,还要考虑算法的复杂度。过于复杂的编码算法可能会产生较高的压缩比,但也会带来较大的计算开销,影响软件实现时的实时通信。目前,在众多的视频编码算法中,MPEG和H.26x是影响最大、应用最广泛的两种。

※MPEG编码

MPEG是国际标准化组织ISO/IEC下的组织,为视频压缩编码技术的标准化和实用化做出了巨大贡献。比如CD-ROM传输速率为1.5Mbps的MPEG-1,HDTV传输速率在6Mbps以上的MPEG-2,都得到了成功的应用,创造了巨大的商业价值。MPEG-4是一种非常低码率的视频会议和可视电话编码标准,它集成了基于内容的检索和编码,可以直接访问压缩的数据内容。将于2001完成的MPEG-7标准称为“多媒体内容描述接口”。这种标准化描述可以添加到任何类型的媒体信息中。无论视频信息如何表示或压缩,都可以检索到具有这种标准化描述的多媒体数据。因此,MPEG-7的应用领域主要是数字图书馆和广播媒体。

※H.263编码※

H.261编码是帧间预测减少时间冗余,变换编码减少空间冗余的混合编码方法。它具有压缩比高、算法复杂度低的优点,应用广泛。姆博内的重要应用工具之一IVS的视频编码采用H.261编码算法。ITU-T在H.261、1996的基础上推出了H.263编码标准。H.263在很多方面对H.261进行了改进和扩展。例如,H.263可以提供更好的图像质量和更低的速率,非常适合IP视频会议和可视电话应用。目前,H.263编码是IP视频通信应用最广泛的编码方式,已被ITU-TH.310(B-ISDN)、H.320(ISDN)、H.324(PSTN)、H.323(LAN、WAN、Internet)等多种多媒体通信终端标准所吸收。

随着计算机性能的快速提高,纯软件编码器(编解码器)可以满足可视电话和视频会议应用(一般使用QCIF图像)的应用要求。我们实现的H.263纯软件编码器在主频为166MHz的主机上编码帧率可以达到60帧/秒以上,平均图像质量(用信噪比表示)大于38dB。

ITU-T在1998中推出的H.263+是h . 263提案的第二版,提供了12新的可协商模式等特性,进一步提高了压缩编码性能。比如H.263只有五种视频源格式,h . 263+允许使用更多的源格式,图像形状和时钟频率选择多,拓宽了应用范围;另一个重要的改进是可扩展性,允许多显示速率、多速率和多分辨率,增强了视频信息在易出错和丢包的异构网络环境中的传输。此外,还可以限制h . 263 ++的图像分割依赖性,以减少误差传播。H.263+改进了h . 263中的无限制运动矢量模式,增加了12新的可选模式,不仅提高了编码性能,还增强了应用的灵活性。

我希望我能使用它