浅谈图像视频编码的国际标准

摘要：本文浅显地讨论了图像视频编码的国际标准以及每种图像和视频编码的技术特点。

近10年来，图像编码技术得到了迅速发展和广泛应用，关且日臻成熟，其标志就是几个关于图像编码的国际标准的制定，即国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC关于静止图像的编码标准JPEG、国际电信联盟ITU-T关于电视电话/会议电视的视频编码标准 H261,H.263和ISO/IEC关于活动图像的编码标准MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4等。这些标准图像编码算法融合了各种性能优良的图像编码方法，代表了目前图像编码的发展水平。表1给出了各种图像与视频编码国际标准的标题，制定日期、目标比特率、应用场合以及所采用的主要编码技术等。

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表1图像视频编码的国际标准

标准标题制定的起止日期目标比特率应用场合采用的主要编码技术

JPEG连续色调静态图像的数字压缩编码19863～199210压缩比2～30

?因特网?数字照相?图像／视频编辑?DCT?知觉量

化?Zigzag扫描?霍夫曼编码?算术编码

JPEG2000下一代静态图像编码标准19962～200012压缩比2～50

?因特网?移动通信?打印?扫描?数字照像?遥感?传真?医学

图像?数字图书馆?电子商务?JPEG所有技术?小波变换?EB

COT?ROI编码?空间可扩展编码?质量可扩展编码?面对对象编码?位图形状编

码?容错编码?TCQ?零树扫描

MPEG-1面向数字存储的运动图像及其伴音的编码19885～199211比特率

不超过15Mbit/s?光盘存储?ＶＣＤ?消费视频?视频监控?JPEG所有技术?自适应量化?运动补偿预测?双向运动补偿?半像素

运动估计

MPEG-2运动图像及其伴音信息的通用编码19907～199411(后来又有补充)比特率15～35Mbit/s?数字电视?数字高清晰度电视?高品质视频

?卫星电视?有线电视?地面广播?视频编辑?视频存储?

MPEG-1所有技术?基于帧/场的运动补偿?空间扩展编码?时间可扩展编码?质量

可扩展编码?容错编码

标准标题制定的起止日期目标比特率应用场合采用的主要编码技术

MPEG-4音视频对象的通用编码19937～199810V2：199912；V3及V4：

20011；V5正在进行比特率8Kbit/s～35Mbit/s?因特网?交互式视频

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?可视编辑?内容操作?消费视频?专业视频?2D／3D计算机图形?移动通信?MPEG -2所有技术?小波变换?高级运动估计?重叠运动补偿

?视相关可扩展编码?位图形状编码?对象编码?脸部动画?动态网络编码

MPEG-７通用多媒体描述接口1996～200１７多媒体数据库等

MPEG-21多媒体框架199910

H．261p×64Kbit/s的音视频服务的编解码19847～199012比特率

p×64Kbit/s（p：1～30）?ISDN视频会议?DCT?自适应量化?Zigz

ag扫描?运动补偿预测?运动估计?霍夫曼编码?容错编码

H．263低比特率通信的视频编码199311～1996V2：19981V3：正在进行比特率8Kbit/s～15Mbit/s

?POTS视频电话?桌面视频电话?移动视频电话?H.261

所有技术?双向运动补偿?半像素运动估计?高级运动估计?重叠运动补偿?算

术编码

1JPEG（Joint Photographic Expert Group）

JPEG是ISO/IEC联合图像专家组制定的静止图像压缩标准，是适用于连续色调（包括灰度和彩色）静止图像压缩算法的国际标准。JPEC算法共有4种运行模式，其中一种是基于空间预测（DPCM）的无损压缩算法，另外3种是基于DCT的有损压缩算法。

1）无损压缩算法，可以保证无失真地重建原始图像。

2）基于DCT的顺序模式，按从上到下，从左到右的顺序对图像进行编码，称为基本系统。

3）基于DCT的递进模式，指对一幅图像按由粗到细对图像进行编码。4）分层模式。以各种分辨率对图像进行编码，可以根据不同的要求，获得不同分辨率的图像。

JEPG对图像的压缩有很大的伸缩性，图像质量与比特率的关系如下：