1.1.3 视频编码标准

数字视频技术被广泛应用于通信、计算机、广播电视等领域,带来了视频会议、可视电话及数字电视、媒体存储等一系列应用,促使了许多视频编码标准的产生。

视频编码标准是视频处理和传输领域中的重要概念。它们定义了视频数据的压缩、编码和解码的规则,以确保视频内容在不同平台和设备上的正确显示和传输,在尽可能保证视频质量的前提下,减少视频数据的存储空间和传输带宽的限制。

目前,主要的视频编码标准有以下几种。

1.MPEG系列标准

MPEG系列标准由国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)联合制定,该系列标准包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等,主要应用于视频存储(如DVD)、广播电视、互联网或无线网上的流媒体等。

2.H.26×系列标准

H.26×系列标准包括以下几种。

(1)H.261:主要用于实时视频通信领域,如可视电话和视频会议。它是第一个广泛使用的视频编码标准,为后续的编码标准奠定了基础。

(2)H.262:也被称为MPEG-2的视频编码部分。它实际上与MPEG-2的视频编码部分相同,所以具有与MPEG-2相似的性能和应用场景。

(3)H.263:在H.261的基础上进行了改进,提供了更高的压缩比和更好的图像质量,尤其适用于低带宽环境下的视频传输。

(4)H.264/AVC:这是由国际电信联盟电信标准分局(ITU-T)和ISO/IEC联合开发的视频编码标准,被广泛应用于视频流媒体和视频文件的压缩。它在压缩效率和解码兼容性方面取得了很好的平衡,是目前使用最为广泛的视频编码标准之一。

(5)H.265/HEVC:作为H.264/AVC的继任者,H.265/HEVC提供了更高的压缩效率,可以在相同的视频质量下使用更低的码率,或者在相同的码率下提供更高的视频质量,非常适合4K和8K视频内容的传输和存储。

3.其他新兴标准

其他新兴标准主要有AVS3音视频信源编码标准和AV1。

(1)AVS3音视频信源编码标准

AVS3音视频信源编码标准是中国提出的音视频编码标准,于2022年7月被正式纳入国际数字视频广播组织(DVB)核心规范。这标志着中国在全球视频编码标准领域作出了重要贡献。

AVS3是全球首个已推出使用的面向8K及5G产业应用的音视频信源编码标准。它全面推动超高清视频产业链在内容、网络和终端等重要环节上的空前融合,持续拉动5G宽带通信网络建设投资和业务发展,加速拓宽5G应用覆盖面,并为人工智能、虚拟现实等新一代信息技术提供重要应用场景,以及加快在广播电视、文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等领域的创新应用,推动形成新兴信息产业集群,助力世界经济发展。

(2)AV1

AV1是一种新兴的开源免版税视频压缩格式,由开放多媒体联盟(AOMedia)于2018年初联合开发并最终确定。开发AV1的主要目的是保持实际解码复杂性和硬件可行性的同时,在最先进的编解码器上实现显著的压缩增益。

尽管AV1的编码和解码过程需要更多的计算资源,导致在早期推广过程中面临一些挑战,但随着技术的成熟和优化,以及更多企业和组织的支持,AV1有望成为未来视频传输的主流编码标准。