【H.264/AVC视频编解码技术详解】二. 主流视频编码标准的发展

《H.264/AVC视频编解码技术详解》视频教程已经在“CSDN学院”上线，视频中详述了H.264的背景、标准协议和实现，并通过一个实战工程的形式对H.264的标准进行解析和实现，欢迎观看！

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，只有自己按照标准文档以代码的形式操作一遍，才能对视频压缩编码标准的思想和方法有足够深刻的理解和体会！

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一. 主流视频编码标准的发展

长期以来，视频编码标准主要由两个国际组织负责制定：国际电信联盟ITU-T和国际标准化组织ISO。目前影响力最强的视频编码标准基本均出自这两个组织：

H.261信源编码所采用的技术：

1. 帧内编码/帧间编码判定：根据帧与帧之间的相关性判定——相关性高使用帧间编码，相关性低使用帧内编码。
2. 帧内编码：对于帧内编码帧，直接使用DCT编码8×8的像素块。
3. 帧间编码/运动估计：使用以宏块为基础的运动补偿预测编码；当前宏块从参考帧中查找最佳匹配宏块，并计算其相对偏移量(Vx, Vy)作为运动矢量；编码器使用DCT、量化编码当前宏块和预测宏块的残差信号；
4. 环路滤波器：实际上是一个数字低通滤波器，滤除不必要的高频信息，以消除方块效应；

H.261码流复合器输出的码流结构：

五. MPEG-2标准

MPEG-2标准是ITU-T和ISO合作制定的编码标准，其视频部分也称作H.262标准，其标准编号为ISO-13818。ISO-13818是一系列标准的集合，包括了系统、视频、音频、一致性、参考软件等10个部分。MPEG-2标准在数字电视广播和音视频媒体容器等场合得到了广泛应用，常见的DVD视盘采用的就是MPEG-2视频编码方法。

MPEG-2格式的主要改进之处之一是支持支持逐行或者隔行扫描视频，使用基于帧或场的编码。在MPEG-2中，为适应隔行扫描视频信号的特点，在DCT、预测和运动估计算法中对帧和场进行了不同的处理。

另一方面，MPEG-2根据不同的编码工具定义了5个Profile：简单SP、主要MP、SNR可分级SNP、空间可分级SSP和高级HP。根据视频分辨率的不同定义了4个Level：低级LL、主级ML、高-1440级High1440和高级HL。

MPEG-2的码流分为三层：

• 基本流：ES，由视频编码的视频基本流和音频编码的音频基本流构成
• 打包基本流：PES，为音视频ES分别打包
• 传输流、节目流：TS/PS，若干个PES进行复用后输出，分别用于传输和存储

在MPEG-2的ES流层中，其码流结构采用了类似MPEG-1码流结构的分层封装的方法：

• 图像序列层：包括若干GOP，序列头包含起始码和序列参数等；
• 图像组（GOP）层：包括若干图像，GOP头包括起始码、GOP标识等；
• 图像层：包括若干个Slice，图像头中包括起始码和图像参数等；
• 片（Slice）层：最小的同步单位，包括若干宏块，Slice头中包括起始码、片地址、量化步长等信息；
• 宏块（Macroblock）层：由4个亮度块和2个色度块组成，宏块头包括地址、类型、MV等信息

六. MPEG-4标准

MPEG-4是ISO与1999年颁布的视频编码标准。同前任的MPEG-1和MPEG-2相比，MPEG-4更注重多媒体系统的交互性、灵活性和可扩展性。MPEG-4的标准编号为ISO-14496，也包括多个部分，如系统、视觉信息、音频、一致性等。

MPEG-4中最为显著的特点是采用了基于对象的编码。在MPEG-4中，一个视频对象主要定义为画面中分割出来的不同物体，每个物体由三类信息描述：运动信息、轮廓信息和纹理信息。MPEG-4通过编码这三类信息来实现对视频对象的编码。

来源：取次花丛懒回顾