由于圖像分為靜態圖像(圖片、照片等)和活動圖像(電視畫面等),自然,圖像(視頻)壓縮也分為靜態圖像壓縮的技術標準和活動圖像壓縮的技術標準。
一、靜態圖像壓縮的技術標準
對于靜態圖像壓縮的技術標準,目前在全球極具影響力的唯有JPEG系列標準莫屬了。JEPG系列標準是由ISO/IEC下設的一個專家組--聯合圖像專家組(JPEG,Joint Photographic Experts Group)制定的,因此稱為JPEG系列標準,被ISO/IEC批準成為國際標準。目前JEPG已制定了兩套系列標準JEPG與JEPG2000。JPEG標準于1992年9月發布,適用于灰度圖與真彩圖的靜態圖像的壓縮,被ISO命名為ISO/IEC 10918系列,JEPG2000標準發布于2000年12月,適用于二值圖、灰度圖、偽彩圖和真彩圖的靜態圖像壓縮,被ISO命名為ISO/IEC 15444,比JPEG標準的壓縮效率更高。JPEG標準和JPEG2000標準索引詳見附錄1。
溫馨提示:JPEG系列標準目前在全球之所以極具影響力,是因為在靜態圖像壓縮的技術,JPEG系列標準是唯一經國際上標準化組織批準認可的。然而在業內流行的還有許多由專業公司開發的靜態圖像的壓縮技術,形成了所謂事實上的標準。例如:GIF、BMP、TIFF、PNG、RAS等等。
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二、活動圖像壓縮的技術標準
對于活動圖像壓縮的技術標準,目前有影響力的有三種:國際上的H.26x系列標準和MPEG-x系列;國內的AVS標準。表2-0給出了常用的幾種數字圖像國際標準情況(包括圖像有效尺寸、視頻編碼率、圖像質量等)。
表2-0:幾種常用的數字圖像國際標準情況
目前,活動圖像(視頻)壓縮技術的國際標準主要有兩大系列,一為國際電信聯盟(ITU-T)的視頻編碼專家組(VCEG,Video Coding Experts Group)所制定,即ITU-T H.26x系列;另一個為國際標準化組織(ISO/IEC)的運動圖像專家組(MPEG,Moving Picture Coding Experts Group)所制定,即我們通常稱的MPEG-x系列,是以ISO/IEC標準命名格式所發布。ITU-T標準是為視頻會議和視頻電話等實時視頻通信應用設計的,而MPEG標準主要則是為視頻存儲(DVD)、廣播視頻(廣播TV)以及視頻流(如網上視頻、DSL上的視頻以及無線視頻應用)設計的。這兩個標準組織通常是獨立工作,但也有例外,其中有兩次重要的合作,就是二者組成的聯合視頻組(JVT,Joint Video Team)合作開發了H.262/MPEG-2標準和H.264/MPEG-4 AVC標準,即合作開發后以各自的標準命名格式來發布。
1、關于ITU-T的H.26x系列標準
ITU-T從90年代,開始提出了電視會議、可視電話技術的建議,于1993年3月發布了H.261,后來陸續發布了H.26x(目前x=1、2、3、4)系列。H.26x是一個不同壓縮率的、適應于不同網絡的視頻編譯碼技術,具體詳見下表2-0;H.26x系列標準索引詳見附錄2。
溫馨提示:H.26x系列標準僅僅是視頻編碼,與MPEG-x系列不同,它并不包含音頻編碼,在實際使用中需要與ITU-T的G.7xx音頻編碼系列標準配合使用。
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2、ISO的MPEG-x系列標準
MPEG-x是從1989年7月開始研究開發的音視頻壓縮技術。MPEG-1是1992年被ISO/IEC批準為正式標準,正式標準編號是ISO/IEC 11172,后來陸續發布了MPEG-x(目前x=1、2、4)系列。MPEG-x系列也是一個不同的壓縮率的、適用于不同用途的編解碼技術,詳見下表2-2。
溫馨提示:一是后來MPEG制定的MPEG-7和MPEG-21已不是壓縮編碼技術的標準,而MPEG-7是立足于多媒體信息有效管理及快速檢索;而MPEG-21則是立足于各種多媒體信息的互操作。二是與ITU合作開發的高級視頻編碼(AVC,Advanced Video Coding)技術,ISO并沒有單獨作為標準發布,而是以MPEG-4 第10部分來命名,正式名稱為ISO/IEC 14496-10,我們通常稱之為MPEG-4 AVC標準。其中一個主要原因AVC僅僅是一個視頻編碼技術,而MPEG-1/2/4標準是包括系統、音頻、視頻、一致性測試等,是一個完整的標準體系,可從附錄3的MPEG-x系列標準索引看出。另外從這一點來講,它與ITU-T的H.26x系列標準是不同的,卻與我國的AVS標準體系類同。三是從附錄3索引中3個標準名稱的變化可以看出,MPEG-x系列的作用及用途。
附錄3:ISO的MPEG-x標準索引
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3、國內標準--AVS
我國在進入新千年后,也制定出了一套具有自主知識產權的,可以說是第二代信源編碼標準,稱之為音視頻編碼標準(AVS,Audio Video coding Standard)。它是由我國數字音視頻編解碼技術標準工作組(簡稱AVS工作組)開發的,AVS工作組成立于2002年6月,應用范圍包括數字電視、激光視盤、網絡流媒體、無線流媒體、數字音頻廣播、視頻監控等等領域。
AVS標準包括系統、視頻、音頻、數字版權管理等四個主要技術標準和一致性測試等支撐標準。從主要技術指標--編碼效率比較:MPEG-4是MPEG-2的1.4倍;MPEG-4 AVC是MPEG-2兩倍以上;AVS和MPEG-4 AVC相當,可使MPEG-2的2-3倍。而且技術方案簡潔,芯片實現復雜度低,達到了第二代標準的最高水平;同時,AVS通過簡潔的一站式許可政策,解決了MPEG-4 AVC專利許可問題死結,是開放式制訂的國家、國際標準,易于推廣;此外,MPEG-4 AVC僅是一個視頻編碼標準,而AVS是一套包含系統、視頻 、 音頻、媒體版權管理在內的完整標準體系,為數字音視頻產業提供更全面的解決方案。
我國已將AVS第二部分(視頻)頒布了國家標準:GB/T 20090.2-200, 6《信息技術 先進音視頻編碼 第2部分 視頻》,從2006年3月1日起實施,其他部分的標準將陸續發布。同時,AVS工作組正在與ITU和ISO等國際上的標準化部門、相關組織與企業緊密結合,為其成為國際標準積極的工作著。
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