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ITU-T的H.26x视频压缩编码系列标准

浏览:6166  来源:通信人在线  日期:2010-03-29

 

早在1984年的CCITT的第15研究组成立了一个专家工作组,研究电视电话的图像编码问题,所采用的电话网络为ISDN,目标是提出一个在传输速率为m×384kbit/sm=12345)的信道上传输图像的视频编码标准。后来因为384kbit/s速率作为起始点偏高,跨度较大,广泛性受限制,灵活性受影响,所以改为p×64kbit/sp=123,…,32)。经过5年多惊心研究和努力,终于在1989年完成了第一个数字视频编码标准-- H.261建议,199012月正式发布为《p×64kbit/s视听业务的视频编解码器》。

1992CCITT改组为ITU-T后,其中第16研究组(SG16)负责与多媒体服务、系统和终端的标准制定工作,SG16又下设不同的工作组(WP)从事着该方面不同的研究工作,开始陆续制定了H.26xH.32x等系列标准,具体分工详见下图1

1H.26x标准有关部门的标准化组织和研究组

H.261标准的制定初衷可以看出,H.261ITU-T为特定的应用和特定的传输网络量体裁衣而定做的,被用于量体的一个最重要对象就是ISDN网络上的视频传输,被限制在p ×64kbit/s比特率上(对应的比特率为64~1920kbit/s),它不是针对具有多种不同应用和在不同网络环境进行视频传输而制定的视频编码标准。因此,从最初制定标准的思路上ITU-TMPEG是有所区别的。

H.261标准的制定和颁布,在视频编码技术的历史发展过程中具有非常特别的意义,因为它综合了图像编码过去几十年的研究成果,首次采用了8×8块的DCT 变换去处空间相关性,以帧间运动补偿预测去处时间相关性的混合编码模式;H.261标准规范的数据格式、编码器模块结构、编码输出码流的层次结构、开放的编码控制与实现策略等技术,对后来制定的视频编码标准产生了深远的影响。同时,H.261标准的颁布为不同生产厂商的设备互通打下了基础,促进了视频通信的产业化发展,使得数字视频通信在较短的时间内得到了很大的普及。反过来会议电视系统在20世纪90年代世界各国的广泛应用又进一步推动了视频通信的标准化研究步伐。于是ITU-TH.261的基础上于19965月正式颁布H.263国际标准,称为《低比特率通信视频编码》。它仍然采用类似于H.261的混合编码器,加上H.324中的控制、复用、语音编码等标准,可以实现在DDNISDNPSTN网络的多媒体通信,被公认为是以像素为基础的第一代混合编码技术方案所能达到的最佳结果。H.263标准为了适应极低码率的传输要求,去掉了信道编码部分,并在许多方面作了改进,增加了非限制的运动矢量模式、基于语法的算术编码、高级预测模式,PB-帧模式这四个高级选项。这些改进的措施和高级选项的使用进一步提高了编码效率,在低码率下获得了较好的图像质量。

在进一步修改H.261,制定H.263标准的过程中,ITU-T曾决定采用MPEG-2标准ISO/IEC 13818-2的视频编码思想,希望制定能在高比特率、高视频质量的领域中得到应用的编码标准,称之为H.262建议。然而,由于与MPEG-2的思想、方法和应用重叠及其他原因,H.262最后没有成为正式标准。

之后,在1996ITU-T决定继续改进H.263标准,希望能获得更高的压缩性能和支持没有 QoS保证的包交换网络的多媒体通信系统。这就是ITU-T1998年公布的H.263第二个版本,后来被正式命名为H.263+标准,它增加了12个高级模式,是第一个能同时支持电路交换网络和包交换网络通信环境下的视频编码国际标准,在学术界和工业界形成共识。H.263+包含了可以在误码突发环境下和不保证QoS网络下提高视频传输质量的许多措施,使传输网络从PSTNISDN拓宽到无线网络、Internet,应用范围也不针对某个特定的领域。ITU-T制定的出发点是准备将H.263+标准作为在各种不同网络环境条件下和各种应用领域中视频通信的灵丹妙药。它涉及到改善图像质量、提高编码效率、增加抗误码性能、降低码率等共12个选项模式,在实际应用中根据需要进行选择。

200011ITU-T又推出了H.263的第三版本,称为H.263++,新增加了3个高级模式。至此,H.263的性能在各方面得到了提高,同时大大增加了复杂度。尤其是在许多高级模式中,有些模式不能同时使用,有些模式需要结合起来使用。为了方便使用者作出模式选择,ITU-T定义了9个协议子集,极大方便了设备的互连互通和减少实现这些设备的复杂性。

在修改H.263的同时,ITU-T根据长期的研究计划,于1998年着手开始征集制定低比特率的视频通信新标准,即H. 26L标准(L表示长期Long的意思),它提供比先前的ITU-T标准更为有效的视频压缩。并在1999年制定了H. 26L的最初测试模式TM1Test Model)。自2001年之后,ITU-TVCEGWP3)与MPEG联合成立JVT,共同制定“AVC”标准,并以H. 26L为基础。在2003年公布结果,ITU-T称之为H.264MPEG称之为MPEG-4 Part10,全称为H.264/MPEG-4 Part10。它不仅含有一个规定视频编码算法的视频编码层(VCLVideo Coding Layer),还包括一个规定网络传输规范的网络提取层(NALNetwork Abstraction Layer)。H.264的视频编码层采取的编码框架仍然是传统的混合编码框架,H.264编码效率的提高也不只是其中某一项新的编码技术所产生的决定性的结果,而是多种新技术所产生的细微的效果积累而致。这些新技术包括:多种新的帧内预测方法、可变尺寸块的运动补偿技术、多参考帧的运动补偿技术、4×4整数变换技术、新的环路滤波技术等。它允许在Internet中以1Mbit/s的速率传送电视质量的视频信号,它可以使8 MHz的模拟带宽中容纳两倍于MPEG-2编码的数字电视频道,它使无线视频通信成为可能,它对传统的数字媒体存储技术也将产生巨大的影响。

ITU-T相关H.26x视频编码标准发展过程如表1所示。

可进一步了解ITU-T相关H.26x视频编码技术的请进入

1ITU-T相关H.26x视频编码标准发展过程

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