视频编码的必要性

视频编码的必要性：
①要使数字电视信号适合于实际存储和传输，必须压缩数据量，降低传输数据码率。前提：压缩后图象质量要满足视觉要求。
②数据和信息的区别：数据用来记录和传送信息，是信息的载体；数据的处理结果是信息。 数据压缩的目的是在传送和处理信息时，尽量减小数据量数据量与信息量的关系： 数据量=信息量+冗余数据量。
③冗余种类：空间，时间，心理视觉冗余（量化过程），

9.视频压缩编码的国际标准组织
(1） 国际电信联盟( ITU ， International Telecommunication Union)
(2）国际无线电咨询委员会 (CCIR,Consultative Committee of International Radio) 从1993年3月1日起， 与国际频率登记委员会（IFRB） 合并，成为现今国际电信联盟（ITU） 无线电通信部门， 简称ITU-R。
(3） 国际电报电话咨询委员会 (CCITT,International consultative committee on telecommunications and Telegraphy) 从1993年3月1日起， 国际电报电话咨询委员会（CCITT） 改组为国际电信联盟（ITU） 电信标准化部门， 简称ITU-T。
ITU的文件主要有两类：建议和报告。

10.发展历程
ISO/IEC MPEG
MPEG-1, MPEG-2,
MPEG-4, MPEG-4
AVC/H.264, MPEG HVC
ITU-T VCEG
H.261, H.262(MPEG-2),
H.263, H.264, VCEG H.NGC
中国 AVS
AVS-P2，AVS-S

11.视频编码标准的特点
(1)JPEG、M-JPEG
有相当一部分国内外网络摄像机和视频服务器都是采用JPEG， Motion-JPEG压缩技术，JPEG、 M-JPEG采用的是帧内压缩方式， 图像清晰、 稳定， 适于视频编辑， 而且可以灵活设置每路的视频清晰度和压缩帧数。
其压缩后的格式可以读取单一画面， 因此可以任意剪接， 特别适用于安防取证的用途。
(2)H.263
H.263是一个较为成熟的标准， 它是帧间预测和变换编码的混合算法， 压缩比较高， 尤其适用低带宽上传输活动视频。 采用H.263技术生产的网络型产品， 其成本较为适中， 软/硬件丰富， 适合集中监控数量较多的需求。
(3)MPEG-4
MPEG-4的着眼点在于解决低带宽上音视频的传输问题， 在164KHZ的带宽上，MPEG-4平均可传5－7帧/秒。 采用MPEG-4压缩技术的网络型产品可使用带宽较低的网络， 如PSTN， ISDN,ADSL等， 大大节省了网络费用。
MPEG-4的最高分辨率可达720×576， 接近DVD画面效果， 基于图像压缩的模式决定了它对运动物体可以保证有良好的清晰度。 MPEG-4所有的这些优点，使它成为当前网络产品生产厂商开发的重要趋势之一。
(4)AVS
AVS（Audio Video coding Standard， 音视频编码标准） 是《信息技术先进音视频编码》 系列标准的简称， 是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准， 也是数字音视频产业的共性基础标准。

12.视频压缩技术分类
(1) 从信息在压缩过程中有否丢失来分
无损：
*
压缩前和压缩后还原的数据完全一致
*
多采用概率统计编码
*
平均压缩比在两倍左右
*
如winrar文档压缩

有损
*
压缩过程中会丢失视频中的一些信息
*
压缩比较大
*
如JPEG压缩

(2） 从计算机使用软件压缩还是硬件压缩来分：
单纯软件压缩（丢失大量信息）
丢帧：从每秒30帧或25帧中丢掉一些帧
不丢帧：在每帧中丢掉一些来不及处理的信息
软件压缩，硬件辅助

(3) 从压缩信号是模拟信号还是数字信号来分：
模拟信号压缩
缺点：大大降低了视频信号的质量
数字信号压缩

(4）从压缩算法来分
帧内压缩（空间压缩）
压缩一帧图像时， 仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息
一般采用有损压缩算法
压缩后的视频数据仍然可以以帧为单位进行编辑
压缩比较低
帧间压缩（时间压缩）
一般是采用无损压缩算法
用帧差值算法， 通过比较本帧与相邻帧之间的差异， 仅记录本帧与其相邻帧的差值， 大大减少数据量

13.通信系统的构成
①模拟图象通信系统的够撑

图像信息源： 是进行光电变换后得到图像信息，完成光电变换的设备也称为图像通信系统的输入设备。
信号的接收器即信宿，充当图像系统信宿的大多是图像显示器，显示被复原的图像，也称之为图像的输出设备
调制器完成频谱变换的作用，使图像信号更适合于在信道中传输。常用的调制方式为残留边带调制和调频。
②数字图像通信系统的构成


说明：
信源编码器任务——减少或消除输入图像中的编码冗余、 像素间冗余或心理视觉冗余；
信道编码器任务——采用纠错编码的方式增强信源编码器输出的噪声抗扰性；
若编、解码器之间的信道是无噪声的（趋于无误差），则信道编、解码器可以略去。

转换器（T） ——将输入数据转换为可以减少图像中像素间冗余的格式或将图像变换， 使后续阶段更容易找到冗余压缩；
量化器（Q） ——将输出精度调整到与预设的保真度准则相一致，减少心理视觉冗余，不可逆；
符号编码器（C） ——生成一个定长或变长编码用于表示量化器输出并将输出转换为与编码相一致，减少编码冗余。

与模拟图像通信系统相比，数字图像通信系统增加了信源编码器、信源解码器、 信道编码器和信道解码器。

信源编码包括三个过程， 抽样、量化和编码数字图像通信系统与模拟通信系统相比，具有一系列的优点：比如，不会引起长途传输多次中继导致的噪声积累，有利于压缩编码，适宜于多种抗干扰编码技术，易于保密通信，易与计算机联网等

缺点：占用信道频带较宽。