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1、浅析视频编码技术在教学视频资源建设中的应用 【摘 要】本文简要介绍了视频编码技术的发展现状，重点论述了其在教学视频资源建设中的应用。随着数字视频技术、计算机技术、通信技术等相关技术的更新换代，视频编码技术将不断得到发展和完善，在教育教学中亦将发挥越来越重要的作用。广大教育工作者要进一步增强对视频编码技术在教育教学中发挥的重要性的认识，加强在教学视频资源建设中的实际应用，为提高教育教学质量和效益，推动教学方法改革和教学模式创新发挥积极作用。 1 视频编码技术概述 视频编码就是在限定失真的条件下，通过特定的压缩编码技术消除视频信号间存在的空间冗余、时间冗余、统计冗余和视觉冗余等信息，以最低的编码码
2、率来表示视频信号。视频编码的根本目的是在降低编码码率的同时能够提供高质量的视频图像给终端用户，编码和传输人类视觉不能察觉到的或者不感兴趣的信息对于网络带宽和终端设备来说是一种浪费。基于此种思想，从视频图像内容的角度出发，利用人眼视觉理论来指导视频压缩编码，在保持视频图像主观感知效果基本不变的条件下，尽可能地降低编码码率成为未来视频压缩编码技术发展的趋势之一。 当前，基于先进视音频编解码技术标准的数字高清电视、数字立体电视、网络流媒体、无线移动视频通信、高清视频监控等应用已经得到广泛应用。数字视频编解码技术标准成为这些应用的核心，高效视频编码技术的研究也成为多媒体技术广泛应用的关键。 目前，国际
3、上视频编码标准主要有国际电信联盟（ITU）制定的H.26X系列标准、国际标准化组织和国际电工委员会 （ISO/IEC）制定的 MPEG-X系列标准。此外，在互联网上被广泛应用的还有Real-Networks的RealVideo、微软公司的WMV以及Apple公司的QuickTime等。 2 视频编码技术的发展现状 2.1国际电信联盟（ITU）制定的H.26X系列标准 2.1.1 H.261 H.261标准是于1984-1989年制定的针对可视电话和视频会议等业务的视频编码标准，目的是在窄带ISDN上实现速率P64kbps的双向声像业务。 H.261标准是视频编码的一个里程碑，是第一个被广泛应用
4、的成功标准。H.261是在硬件和软件处理器性能有限的时候被发展起来的，因此有低复杂度的特点。然而，它的缺点是低压缩比性能和缺乏灵活性。 2.1.2 H.263 H.263标准是于1995年针对低比特率视频应用制定的，允许更大范围的图像输入格式，增强了帧间预测、时间分级、信噪比和空间分级，采用片结构模式、参考帧选择模式。H.263的性能比H.261高，其主要因素是使用了半像素运动矢量和重新设计的可变长编码表。目前，H.263已经取代H.261，成为视频会议编解码的主宰。 2.1.3 H.264 H.264标准是由ITU-T的视频编码专家组VCEG和ISO/IEC的活动图像专家组MPEG共同成立的
5、联合视频小组JVT于2003年3月公布的，是一个面向未来IP和无线环境下的新数字视频压缩编码标准。H. 264的目标是为视频编码应用提供下一代的解决方案，提供显著增强的编码效率，有更高的压缩比和更好的信道适应性，它将会在视频通信领域得到广泛的应用。 2.2 国际标准化组织和国际电工委员会 （ISO/IECJTC1）制定的 MPEG-X系列标准 2.2.1 MPEG-1 MPEG-1标准于1993年8月公布，是为速率1.5Mbps的数字声像信息的存储而制定的。它通常用于能够提供家用录像质量（VHS）视频节目的光盘存储系统。 MPEG-1继承了H.261标准的技术结构，解决了多媒体信息的数字存储问
6、题，并形成了一个制作各种影像的VCD产业。 2.2.2 MPEG-2 MPEG-2标准于1994年制定，是一个通用的标准。它解决了MPEG-1不能满足的多媒体技术、数字电视技术对分辨率和传输率等方面的技术要求上的缺陷，能在很宽范围内对不同分辨率和不同输出比特率的图像信号有效地进行编码。MPEG-2标准广泛应用于高清晰电视（HDTV） 和DVD，是工业标准DVD的核心标准。 2.2.3 MPEG-4 MPEG-4标准采用了新一代视频编码技术，在视频编码发展史上第一次把编码对象从图像帧拓展到具有实际意义的任意形状视频对象，从而实现了从基于像素的传统编码向基于对象和内容的现代编码的转变，因而引领着新
7、一代智能图像编码的发展潮流，代表了现代数据压缩编码技术的发展方向。 2.3 视频编码的中国标准：AVS标准 AVS标准是我们国家于2002年开始制定的国家标准。标准中涉及视频编码的有独立的两部分：AVS1-P2，主要针对高清晰数字电视广播和高密度存储媒体应用；AVS1-P7，主要针对低码率、低复杂度、较低图像分辨率的移动媒体应用。AVS第二、第七部分的性能分别与MPEG-4AVC/H.264主档次和基准档次的性能相当。但是，AVS在计算复杂度、存储器和占用带宽资源上都明显低于MPEG-4AVC/H.264相应档次。大致估算，AVS解码复杂度相当于H.264的30%，AVS编码复杂度相当于H.264的70%。 总体来说，H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2属于第一代编码标准，压缩效率为50-75倍；MPEG-4、H.264属于第二代编码标准，压缩效率可达100-150倍。此外，微软力推的WMV9编码标准，与H.264一样，都是高性能的视频编解码标准，具有推出时间更早，实际应用先发制人的两大优势。Google力推的WebM由于开源加上免费的优点，再加上其最大的视频网站YOutobe作为后盾，很有希望在以后后来居上。