HDTV
一,HDTV的概念
要解釋HDTV,我們首先要了解DTV。DTV是一種數(shù)字電視技術(shù),是目前傳統(tǒng)模擬電視技術(shù)的接班人。所謂的數(shù)字電視,是指從演播室到發(fā)射、傳
輸、接收過程中的所有環(huán)節(jié)都是使用數(shù)字電視信號(hào),或?qū)υ撓到y(tǒng)所有的信號(hào)傳播都是通過由二進(jìn)制數(shù)字所構(gòu)成的數(shù)字流來 完成的。數(shù)字信號(hào)的
傳播速率為每秒19.39兆字節(jié),如此大的數(shù)據(jù)流傳輸速度保證了數(shù)字電視的高清晰度,克服了模擬電視的先天不足。同時(shí),由于數(shù)字電視可以允
許幾種制式信號(hào)的同時(shí)存在,因此每個(gè)數(shù)字頻道下又可分為若干個(gè)子頻道,能夠滿足以后頻道不斷增多的 需求。HDTV是DTV標(biāo)準(zhǔn)中最高的一種
,即High Definision TV,故而稱為HDTV。
二,HDTV中要求音、視頻信號(hào)達(dá)到哪些標(biāo)準(zhǔn)?
HDTV規(guī)定了視頻必須至少具備720線非交錯(cuò)式(720p,即常說的逐行)或1080線交錯(cuò)式隔行(1080i,即常說的隔行)掃描(DVD標(biāo)準(zhǔn)為 480線)
,屏幕縱橫比為16:9。音頻輸出為5.1聲道(杜比數(shù)字格式),同時(shí)能兼容接收其它較低格式的 信號(hào)并進(jìn)行數(shù)字化處理重放。
HDTV有三種顯示格式,分別是:720P(1280×720P,非交錯(cuò)式),1080 i(1920×1080i,交錯(cuò)式),1080P(1920×1080i,非交錯(cuò)式),其中
網(wǎng)絡(luò)上流傳的以720P和1080 i最為常見,而在微軟WMV-HD站點(diǎn)上1080P的樣片相對(duì)較多。
三,如何收看HDTV節(jié)目?
目前有兩種方式可欣賞到HDTV節(jié)目。一種是在電視上實(shí)時(shí)收看HDTV,需要滿足兩個(gè)條件,首先是電視可接收到HDTV信號(hào),這需要額外添加相關(guān)
的硬件,其次是電視符合HDTV標(biāo)準(zhǔn),主要是指電視的分辨率和接收端口而言。
另一種是在電腦上通過軟件播放。目前我國只有極少部分地區(qū)可接收到HDTV數(shù)字信號(hào),而且HDTV電視的價(jià)格仍高高在上,不是普通消費(fèi)者所能
承受的。因此,在網(wǎng)絡(luò)中找尋HDTC源,下載后在個(gè)人電腦上播放,成了大多數(shù)HDTV迷們的一個(gè)嘗鮮方法。
四,哪些是可用于電腦播放的HDTV文件?
網(wǎng)絡(luò)中流傳的HDTV主要以兩類文件的方式存在,一類是經(jīng)過MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)壓縮,以.tp和.ts為后綴的視頻流文件,一類是經(jīng)過WMV-HD (Windows
Media Video High Definition)標(biāo)準(zhǔn)壓縮過的.wmv文件,還有少數(shù)文件后綴為.avi或.mpg,其性質(zhì)與.wmv是完全一樣的。
HDTV文件都比較大,即使是經(jīng)過重新編碼過后的.wmv文件也非同小可。以一部普通電影的時(shí)間長度來計(jì)算,.wmv文件將會(huì)有4G以上,而同樣時(shí)
間長度的.tp和.ts文件能達(dá)到8G以上,有的甚至達(dá)到20多G。因此,除了通過文件后綴名,還可以通過文 件大小來判斷是否為HDTV文件。
五,如何在個(gè)人電腦上播放HDTV節(jié)目?
對(duì)于.wmv文件,只要系統(tǒng)安裝了Windows Media Player 9 或更高版本,就可以正常播放,一些播放軟件的最新版本已經(jīng)開始支持WMV-HD,如
WINDVD6等,也可以直接使用這些軟件播放HDTV。有些HDTV文件在壓縮過程中采用了其它標(biāo)準(zhǔn)的編碼格式,就需要安裝對(duì)應(yīng)的解碼器,遇到
Windows Media Player 9不能正常播放時(shí),可以再安裝ffdshow,它帶有各種最常用的解碼器。
播放以.tp和.ts為后綴的視頻流文件要稍微麻煩一點(diǎn),因?yàn)槲募蟹謩e包含有AC3音頻信息和MPEG-2視頻信息。好在現(xiàn)下有已經(jīng)不少專門播
放.tp 和.ts文件的軟件問世了,Moonlight-Elecard MPEG Player 就是其中一款比較常見的支持HDTV播放的軟件,目前最新的版本為2.x。安
裝完后,也可以運(yùn)行其它播放軟件來調(diào)用Moonlight- Elecard MPEG Player的解碼器進(jìn)行播放。
六,如何鑒別HDTV的顯示格式?
目前我們無法僅從文件名稱、大小上來判定一個(gè)HDTV文件的顯示格式是720P還是1080i,或是1080P,但是有不少軟件可以在播放時(shí)顯示影片的
圖像信息,如WINDVD、zplay等,在軟件的控制面板中選擇對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)就可以看到詳細(xì)的信息。
七,為什么我只能看到圖像,卻聽不到聲音?
這是因?yàn)槲窗惭bAC3音頻解碼器,導(dǎo)致HDTV文件中的音頻信息不能被正確識(shí)別的原因。解決的方法是下載并安裝對(duì)應(yīng)的音頻解碼器,常用的有
AC3Filter,這些音、視頻解碼器只需安裝一次即可,播放HDTV文件時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用,而不必每次播 放的時(shí)候都打開其控制界面。
八,為什么我播放HDTV時(shí)會(huì)出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象?
在家用電腦上播放HDTV,對(duì)其硬件配置要求較高,主要是與CPU、顯存、內(nèi)存緊緊相關(guān),如果這三樣中有一樣性能過低,就會(huì)產(chǎn)生一些播放問題
。播放 HDTV時(shí)會(huì)出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象是顯存容量不夠造成的,尤其是在播放1080 i格式HDTV的時(shí)候,1920×1080的像素量,需要足夠大的顯存才能滿
足其數(shù)據(jù)吞吐,因此顯存至少需要64M以上,建議128M。由于是2D顯示,所以對(duì)顯卡核心的運(yùn)算能力要求反而不是很高。
九,為什么我播放HDTV時(shí)會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)畫面和語音停頓的現(xiàn)象?
一些采用了WMV-HD重新編碼的HDTV文件,因?yàn)橛兄^高的壓縮率,在播放時(shí)就需要非常高的CPU運(yùn)算能力來進(jìn)行實(shí)時(shí)解碼,一般來說P4
2.0G/AMD 2000+ 以上及同級(jí)別的CPU可達(dá)到這個(gè)要求。同時(shí),由于HDTV的數(shù)據(jù)流較大,需要足夠的內(nèi)存來支持,推薦在256M以上。如果你的電
腦滿足不了這樣的配置,就可能會(huì)在播放過程中產(chǎn)生畫面與語音不同步、畫面經(jīng)常停頓、爆音等現(xiàn)象。嚴(yán)重的話甚至無法順利觀看。如果 這種
現(xiàn)象不太嚴(yán)重,則可以通過優(yōu)化系統(tǒng)和一些小技巧來改善。
十,如何優(yōu)化系統(tǒng)以保證順利地播放HDTV?
除非你的電腦硬件配置的確很強(qiáng),否則就很可能需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一些優(yōu)化,以便可以順利地播放HDTV。首先是在播放HDTV前關(guān)閉所有沒有用的
后臺(tái)程序或進(jìn)程,盡量增加系統(tǒng)的空閑資源為播放HDTV服務(wù);其次是選擇一款占用系統(tǒng)資源較低的軟件來播放HDTV 。Windows Media Player、
WINDVD等軟件占用系統(tǒng)資源較多,在硬件配置本就不高的系統(tǒng)上會(huì)影響HDTV的播放效果,這時(shí)可以選擇使用BSPlayer。 BSPlayer是一款免費(fèi)軟
件,最大的特點(diǎn)就是占用系統(tǒng)資源很小,尤其在播放HDTV文件時(shí),與其它幾個(gè)資源占用大戶相比效果更為明顯。另外,運(yùn)行播放軟件后立即打
開任務(wù)管理器(僅在Windows 2000/XP中有效),將播放軟件的進(jìn)程級(jí)別設(shè)置為最高,這樣也可以為HDTV的播放調(diào)用更多的系統(tǒng)資源。除此之外
,安裝更高版本的 DirectX,也能更好地支持HDTV的播放。
十一,還有什么其它的技巧?
如果你的PC可以流利地播放HDTV,那么你唯一會(huì)感到遺憾的,可能就是抱怨顯示器太小和音箱太不夠勁了。音箱的問題沒有好的方法可以解決
,必竟PC音箱和家庭影院的音箱兩者是不可同比的,然而我們可以通過調(diào)高顯示器的分辨率來提高畫面的清晰度和細(xì)節(jié)感。 現(xiàn)在主流的顯示器
為17寸純平CRT(因?yàn)楦淖儤?biāo)準(zhǔn)分辨率只會(huì)給LCD帶來負(fù)面影響,因此這種方法只針對(duì)普通的CRT顯示器),中低檔的17寸顯示器很難達(dá)到1600×
1200以上的分辨率,即使達(dá)到了其水平掃描率也在60Hz以下,但是請(qǐng)不要忘了,電視 信號(hào)的水平掃描率也就是在這個(gè)水平上。720P的水平掃描
率為60Hz,1080i則有50Hz和60Hz兩種,分別為我國和美國地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。也就是說,即使你在顯示器水平掃描率為60Hz的狀態(tài)下全屏觀看HDTV或
DVD等其它視頻,你是感覺不到晃眼的 ,這主要是由于人眼對(duì)于動(dòng)態(tài)和靜態(tài)物體的感應(yīng)不同造成的。因此你可以在觀看HDTV的時(shí)候,放心地將
顯示器水平掃描率設(shè)為60Hz,進(jìn)而將分辨率調(diào)高,平時(shí)使用再調(diào)回標(biāo)準(zhǔn)分辨率即可。
存放HDTV文件的硬盤分區(qū)必須轉(zhuǎn)換為NTFS格式,因?yàn)橐徊縃DTV電影通常是幾個(gè)4.3GB的視頻文件組成(為了方便刻錄在DVD上面),而FAT32是無
法管理2GB以上的文件的,因此務(wù)必轉(zhuǎn)換分區(qū)格式。
H.264
JVT(Joint Video Team,視頻聯(lián)合工作組)于2001年12月在泰國Pattaya成立。它由ITU-T和ISO兩個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的有關(guān)視頻編碼的專家聯(lián)
合組成。JVT的工作目標(biāo)是制定一個(gè)新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),以實(shí)現(xiàn)視頻的高壓縮比、高圖像質(zhì)量、良好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性等目標(biāo)。目前JVT的工作已被
ITU-T接納,新的視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)稱為H.264標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)也被ISO接納,稱為AVC(Advanced Video Coding)標(biāo)準(zhǔn),是MPEG-4的第10部分。
H.264標(biāo)準(zhǔn)可分為三檔:
基本檔次(其簡單版本,應(yīng)用面廣);
主要檔次(采用了多項(xiàng)提高圖像質(zhì)量和增加壓縮比的技術(shù)措施,可用于SDTV、HDTV和DVD等);
擴(kuò)展檔次(可用于各種網(wǎng)絡(luò)的視頻流傳輸)。
H.264不僅比H.263和MPEG-4節(jié)約了50%的碼率,而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持功能。它引入了面向IP包的編碼機(jī)制,有利于網(wǎng)絡(luò)中的分組傳
輸,支持網(wǎng)絡(luò)中視頻的流媒體傳輸。H.264具有較強(qiáng)的抗誤碼特性,可適應(yīng)丟包率高、干擾嚴(yán)重的無線信道中的視頻傳輸。H.264支持不同網(wǎng)絡(luò)
資源下的分級(jí)編碼傳輸,從而獲得平穩(wěn)的圖像質(zhì)量。H.264能適應(yīng)于不同網(wǎng)絡(luò)中的視頻傳輸,網(wǎng)絡(luò)親和性好。
H.261是最早出現(xiàn)的視頻編碼建議,目的是規(guī)范ISDN網(wǎng)上的會(huì)議電視和可視電話應(yīng)用中的視頻編碼技術(shù)。它采用的算法結(jié)合了可減少時(shí)間冗余的
幀間預(yù)測和可減少空間冗余的DCT變換的混合編碼方法。和ISDN信道相匹配,其輸出碼率是p×64kbit/s。p取值較小時(shí),只能傳清晰度不太高的
圖像,適合于面對(duì)面的電視電話;p取值較大時(shí)(如 p>6),可以傳輸清晰度較好的會(huì)議電視圖像。H.263 建議的是低碼率圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn),在
技術(shù)上是H.261的改進(jìn)和擴(kuò)充,支持碼率小于64kbit/s的應(yīng)用。但實(shí)質(zhì)上H.263以及后來的H.263+和H.263++已發(fā)展成支持全碼率應(yīng)用的建議,從
它支持眾多的圖像格式這一點(diǎn)就可看出,如Sub-QCIF、QCIF、CIF、4CIF甚至16CIF等格式。
MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)的碼率為1.2Mbit/s左右,可提供30幀CIF(352×288)質(zhì)量的圖像,是為CD-ROM光盤的視頻存儲(chǔ)和播放所制定的。MPEG-l標(biāo)準(zhǔn)視頻
編碼部分的基本算法與H.261/H.263相似,也采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸g預(yù)測、二維DCT、VLC游程編碼等措施。此外還引入了幀內(nèi)幀(I)、預(yù)測幀(P
)、雙向預(yù)測幀(B)和直流幀(D)等概念,進(jìn)一步提高了編碼效率。在MPEG-1的基礎(chǔ)上,MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)在提高圖像分辨率、兼容數(shù)字電視等方
面做了一些改進(jìn),例如它的運(yùn)動(dòng)矢量的精度為半像素;在編碼運(yùn)算中(如運(yùn)動(dòng)估計(jì)和DCT)區(qū)分“幀”和“場”;引入了編碼的可分級(jí)性技術(shù),
如空間可分級(jí)性、時(shí)間可分級(jí)性和信噪比可分級(jí)性等。近年推出的MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)引入了基于視聽對(duì)象(AVO:Audio-Visual Object)的編碼,大
大提高了視頻通信的交互能力和編碼效率。 MPEG-4中還采用了一些新的技術(shù),如形狀編碼、自適應(yīng)DCT、任意形狀視頻對(duì)象編碼等。但是MPEG
-4的基本視頻編碼器還是屬于和H.263相似的一類混合編碼器。
總之,H.261建議是視頻編碼的經(jīng)典之作,H.263是其發(fā)展,并將逐步在實(shí)際上取而代之,主要應(yīng)用于通信方面,但H.263眾多的選項(xiàng)往往令使用
者無所適從。MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)從針對(duì)存儲(chǔ)媒體的應(yīng)用發(fā)展到適應(yīng)傳輸媒體的應(yīng)用,其核心視頻編碼的基本框架是和H.261一致的,其中引人注目的
MPEG-4的“基于對(duì)象的編碼”部分由于尚有技術(shù)障礙,目前還難以普遍應(yīng)用。因此,在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新的視頻編碼建議H.264克服了兩者
的弱點(diǎn),在混合編碼的框架下引入了新的編碼方式,提高了編碼效率,面向?qū)嶋H應(yīng)用。同時(shí),它是兩大國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的共同制定的,其應(yīng)用
前景應(yīng)是不言而喻的。
JVT的H.264
H.264是ITU-T的VCEG(視頻編碼專家組)和ISO/IEC的MPEG(活動(dòng)圖像編碼專家組)的聯(lián)合視頻組(JVT:joint video team)開發(fā)的一個(gè)新的
數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。1998年1月份開始草案征集,1999年9月,完成第一個(gè)草案,
2001年5月制定了其測試模式TML-8,2002年6月的 JVT第5次會(huì)議通過了H.264的FCD板。2003年3月正式發(fā)布。
H.264和以前的標(biāo)準(zhǔn)一樣,也是DPCM加變換編碼的混合編碼模式。但它采用“回歸基本”的簡潔設(shè)計(jì),不用眾多的選項(xiàng),獲得比H.263++好得多
的壓縮性能;加強(qiáng)了對(duì)各種信道的適應(yīng)能力,采用“網(wǎng)絡(luò)友好”的結(jié)構(gòu)和語法,有利于對(duì)誤碼和丟包的處理;應(yīng)用目標(biāo)范圍較寬,以滿足不同
速率、不同解析度以及不同傳輸(存儲(chǔ))場合的需求;它的基本系統(tǒng)是開放的,使用無需版權(quán)。
在技術(shù)上,H.264標(biāo)準(zhǔn)中有多個(gè)閃光之處,如統(tǒng)一的VLC符號(hào)編碼,高精度、多模式的位移估計(jì),基于4×4塊的整數(shù)變換、分層的編碼語法等。
這些措施使得H.264算法具有很的高編碼效率,在相同的重建圖像質(zhì)量下,能夠比H.263節(jié)約50%左右的碼率。H.264的碼流結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng),
增加了差錯(cuò)恢復(fù)能力,能夠很好地適應(yīng)IP和無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。
H.264的技術(shù)亮點(diǎn)
(1) 分層設(shè)計(jì)
H.264的算法在概念上可以分為兩層:視頻編碼層(VCL:Video Coding Layer)負(fù)責(zé)高效的視頻內(nèi)容表示,網(wǎng)絡(luò)提取層(NAL:Network
Abstraction Layer)負(fù)責(zé)以網(wǎng)絡(luò)所要求的恰當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打包和傳送。在VCL和NAL之間定義了一個(gè)基于分組方式的接口,打包和相應(yīng)的
信令屬于NAL的一部分。這樣,高編碼效率和網(wǎng)絡(luò)友好性的任務(wù)分別由VCL和NAL來完成。
VCL層包括基于塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償混合編碼和一些新特性。與前面的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)一樣,H.264沒有把前處理和后處理等功能包括在草案中,這樣可
以增加標(biāo)準(zhǔn)的靈活性。
NAL負(fù)責(zé)使用下層網(wǎng)絡(luò)的分段格式來封裝數(shù)據(jù),包括組幀、邏輯信道的信令、定時(shí)信息的利用或序列結(jié)束信號(hào)等。例如,NAL支持視頻在電路交
換信道上的傳輸格式,支持視頻在Internet上利用RTP/UDP/IP傳輸?shù)母袷?。NAL包括自己的頭部信息、段結(jié)構(gòu)信息和實(shí)際載荷信息,即上層的
VCL數(shù)據(jù)。(如果采用數(shù)據(jù)分割技術(shù),數(shù)據(jù)可能由幾個(gè)部分組成)。
(2) 高精度、多模式運(yùn)動(dòng)估計(jì)
H.264支持1/4或1/8像素精度的運(yùn)動(dòng)矢量。在1/4像素精度時(shí)可使用6抽頭濾波器來減少高頻噪聲,對(duì)于1/8像素精度的運(yùn)動(dòng)矢量,可使用更為復(fù)
雜的8抽頭的濾波器。在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)時(shí),編碼器還可選擇“增強(qiáng)”內(nèi)插濾波器來提高預(yù)測的效果。
在H.264的運(yùn)動(dòng)預(yù)測中,一個(gè)宏塊(MB)可以按圖2被分為不同的子塊,形成7種不同模式的塊尺寸。這種多模式的靈活和細(xì)致的劃分,更切合圖
像中實(shí)際運(yùn)動(dòng)物體的形狀,大大提高了運(yùn)動(dòng)估計(jì)的精確程度。在這種方式下,在每個(gè)宏塊中可以包含有1、2、4、8或16個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量。
在H.264中,允許編碼器使用多于一幀的先前幀用于運(yùn)動(dòng)估計(jì),這就是所謂的多幀參考技術(shù)。例如2幀或3幀剛剛編碼好的參考幀,編碼器將選擇
對(duì)每個(gè)目標(biāo)宏塊能給出更好的預(yù)測幀,并為每一宏塊指示是哪一幀被用于預(yù)測。
(3) 4×4塊的整數(shù)變換
H.264與先前的標(biāo)準(zhǔn)相似,對(duì)殘差采用基于塊的變換編碼,但變換是整數(shù)操作而不是實(shí)數(shù)運(yùn)算,其過程和DCT基本相似。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于:
在編碼器中和解碼器中允許精度相同的變換和反變換,便于使用簡單的定點(diǎn)運(yùn)算方式。也就是說,這里沒有“反變換誤差”。變換的單位是4×
4塊,而不是以往常用的8×8塊。由于用于變換塊的尺寸縮小,運(yùn)動(dòng)物體的劃分更精確,這樣,不但變換計(jì)算量比較小,而且在運(yùn)動(dòng)物體邊緣處
的銜接誤差也大為減小。為了使小尺寸塊的變換方式對(duì)圖像中較大面積的平滑區(qū)域不產(chǎn)生塊之間的灰度差異,可對(duì)幀內(nèi)宏塊亮度數(shù)據(jù)的16個(gè)4×
4塊的DC系數(shù)(每個(gè)小塊一個(gè),共16個(gè))進(jìn)行第二次4×4塊的變換,對(duì)色度數(shù)據(jù)的4個(gè)4×4塊的DC系數(shù)(每個(gè)小塊一個(gè),共4個(gè))進(jìn)行2×2塊的變
換。
H.264為了提高碼率控制的能力,量化步長的變化的幅度控制在12.5%左右,而不是以不變的增幅變化。變換系數(shù)幅度的歸一化被放在反量化過
程中處理以減少計(jì)算的復(fù)雜性。為了強(qiáng)調(diào)彩色的逼真性,對(duì)色度系數(shù)采用了較小量化步長。
(4) 統(tǒng)一的VLC
H.264中熵編碼有兩種方法,一種是對(duì)所有的待編碼的符號(hào)采用統(tǒng)一的VLC(UVLC :Universal VLC),另一種是采用內(nèi)容自適應(yīng)的二進(jìn)制算術(shù)
編碼(CABAC:Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)。CABAC是可選項(xiàng),其編碼性能比UVLC稍好,但計(jì)算復(fù)雜度也高。UVLC使用一個(gè)
長度無限的碼字集,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)非常有規(guī)則,用相同的碼表可以對(duì)不同的對(duì)象進(jìn)行編碼。這種方法很容易產(chǎn)生一個(gè)碼字,而解碼器也很容易地識(shí)
別碼字的前綴,UVLC在發(fā)生比特錯(cuò)誤時(shí)能快速獲得重同步。
圖3顯示了碼字的語法。這里,x0,x1,x2,…是INFO比特,并且為0或1。圖4列出了前9種碼字。如:第4號(hào)碼字包含INFO01,這一碼字的設(shè)計(jì)
是為快速再同步而經(jīng)過優(yōu)化的,以防止誤碼。
(5) 幀內(nèi)預(yù)測
在先前的H.26x系列和MPEG-x系列標(biāo)準(zhǔn)中,都是采用的幀間預(yù)測的方式。在H.264中,當(dāng)編碼Intra圖像時(shí)可用幀內(nèi)預(yù)測。對(duì)于每個(gè)4×4塊(除了
邊緣塊特別處置以外),每個(gè)像素都可用17個(gè)最接近的先前已編碼的像素的不同加權(quán)和(有的權(quán)值可為0)來預(yù)測,即此像素所在塊的左上角的
17個(gè)像素。顯然,這種幀內(nèi)預(yù)測不是在時(shí)間上,而是在空間域上進(jìn)行的預(yù)測編碼算法,可以除去相鄰塊之間的空間冗余度,取得更為有效的壓
縮。
如圖4所示,4×4方塊中a、b、...、p為16 個(gè)待預(yù)測的像素點(diǎn),而A、B、...、P是已編碼的像素。如m點(diǎn)的值可以由(J+2K+L+2)/ 4 式來
預(yù)測,也可以由(A+B+C+D+I+J+K+L)/ 8 式來預(yù)測,等等。按照所選取的預(yù)測參考的點(diǎn)不同,亮度共有9類不同的模式,但色度的幀內(nèi)預(yù)測只
有1類模式。
(6) 面向IP和無線環(huán)境
H.264 草案中包含了用于差錯(cuò)消除的工具,便于壓縮視頻在誤碼、丟包多發(fā)環(huán)境中傳輸,如移動(dòng)信道或IP信道中傳輸?shù)慕研浴?br />為了抵御傳輸差錯(cuò),H.264視頻流中的時(shí)間同步可以通過采用幀內(nèi)圖像刷新來完成,空間同步由條結(jié)構(gòu)編碼(slice structured coding)來支
持。同時(shí)為了便于誤碼以后的再同步,在一幅圖像的視頻數(shù)據(jù)中還提供了一定的重同步點(diǎn)。另外,幀內(nèi)宏塊刷新和多參考宏塊允許編碼器在決
定宏塊模式的時(shí)候不僅可以考慮編碼效率,還可以考慮傳輸信道的特性。
除了利用量化步長的改變來適應(yīng)信道碼率外,在H.264中,還常利用數(shù)據(jù)分割的方法來應(yīng)對(duì)信道碼率的變化。從總體上說,數(shù)據(jù)分割的概念就是
在編碼器中生成具有不同優(yōu)先級(jí)的視頻數(shù)據(jù)以支持網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)質(zhì)量QoS。例如采用基于語法的數(shù)據(jù)分割(syntax-based data partitioning)
方法,將每幀數(shù)據(jù)的按其重要性分為幾部分,這樣允許在緩沖區(qū)溢出時(shí)丟棄不太重要的信息。還可以采用類似的時(shí)間數(shù)據(jù)分割(temporal data
partitioning)方法,通過在P幀和B幀中使用多個(gè)參考幀來完成。
在無線通信的應(yīng)用中,我們可以通過改變每一幀的量化精度或空間/時(shí)間分辨率來支持無線信道的大比特率變化??墒?#xff0c;在多播的情況下,要求
編碼器對(duì)變化的各種比特率進(jìn)行響應(yīng)是不可能的。因此,不同于MPEG-4中采用的精細(xì)分級(jí)編碼FGS(Fine Granular Scalability)的方法(效
率比較低),H.264采用流切換的SP幀來代替分級(jí)編碼。
H.264的性能測試
TML-8為H.264的測試模式,用它來對(duì)H.264的視頻編碼效率進(jìn)行比較和測試。測試結(jié)果所提供的PSNR已清楚地表明,相對(duì)于MPEG-4(ASP:
Advanced Simple Profile)和H.263++(HLP:High Latency Profile)的性能,H.264的結(jié)果具有明顯的優(yōu)越性,如圖5所示。
H.264的PSNR比MPEG-4(ASP)和H.263++(HLP)明顯要好,在6種速率的對(duì)比測試中,H.264的PSNR比MPEG-4(ASP)平均要高2dB,比H.263
(HLP)平均要高3dB。6個(gè)測試速率及其相關(guān)的條件分別為:32 kbit/s速率、10f/s幀率和QCIF格式;64 kbit/s速率、15f/s幀率和QCIF格式;
128kbit/s速率、15f/s幀率和CIF格式;256kbit/s速率、15f/s幀率和QCIF格式;512 kbit/s速率、30f/s幀率和CIF格式;1024 kbit/s速率、
30f/s幀率和CIF格式。
實(shí)現(xiàn)難度
對(duì)每個(gè)考慮實(shí)際應(yīng)用的工程師而言,在關(guān)注H.264的優(yōu)越性能的同時(shí)必然會(huì)衡量其實(shí)現(xiàn)難度。從總體上說,H.264性能的改進(jìn)是以增加復(fù)雜性為
代價(jià)而獲得的。目前全球也只有中國杭州??低晹?shù)字技術(shù)有限公司在安防領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了H.264的實(shí)際應(yīng)用,這一次我們走到了世界的前端!
1080p
1080P是標(biāo)準(zhǔn)層面上的HDTV或者硬件層面上FULL HD的最高標(biāo)準(zhǔn)之一,而FULL HD就是能夠完全顯示1920*1080像素或者說物理分辨率達(dá)到
1920*1080的平板電視機(jī)。需要注意的是,FULL HD和先前很多廠家宣傳的1080P并不是同樣的概念。
但是我們走進(jìn)賣場會(huì)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)品牌商家都打著1080P的旗幟對(duì)外宣傳,多少對(duì)我們的選購產(chǎn)生了阻礙.其實(shí)目前市場中的大多數(shù)平板電視都不是
FULL HD,所謂的1080P只是支持1080P信號(hào)的接收并通過計(jì)算演變?cè)谄聊簧巷@示,大多數(shù)大屏幕平板電視都為1366*768,等離子中的部分產(chǎn)品更低,
要達(dá)到FULL HD的概念,就必須屏幕達(dá)到1920*1080的物理分辨率以及至少30Hz的刷新率.
WAF
We Are Family 的簡稱 [我們是一家人]
WAF是韓國的一個(gè)影視制作小組,他們制作的DVDRIP是目前網(wǎng)上除了HDTV之外質(zhì)量最好的,清晰度和音質(zhì)都是上乘之作。
WAF的作品有以下特點(diǎn):
1:嚴(yán)格控制每CD的容量,每CD的容量大小一般不超過0.05M(大家見過不少CD1是702M,CD2卻是698M的現(xiàn)象吧)。
2:經(jīng)過控制的容量,利于刻盤,(有些小組制作的容量經(jīng)??梢猿^702M,一CD盤的容量,這時(shí)候超刻技術(shù)就受重視了^_^)
3:分割片子時(shí)注意場景轉(zhuǎn)換,極少造成一段場景有分裂感(例如4CD的《特洛伊》和4CD的《黑鷹》)。
4:每個(gè)片子壓制的尺寸都以O(shè)AR為準(zhǔn),即導(dǎo)演原始版。
5:尺寸統(tǒng)一,幾乎都是800線。(例:WAF20CD DTS版BOB,800*448,見過15CD的HDTVRIP版,居然有兩種尺寸!)我不清楚,一部大片為什么
大家會(huì)忍受得了分辨率為640甚至以下的版本?
6:有極強(qiáng)的負(fù)責(zé)任的制作態(tài)度,發(fā)現(xiàn)有瑕疵的一般都會(huì)推出修復(fù)版.
7:喜歡WAF的DTS和AC3音頻和高碼率壓縮的視頻.
8:WAF每部片分割成的CD數(shù)一般都比別的小組制作的要多,這是為了保證必要的畫質(zhì)和音質(zhì)的質(zhì)量。試想想有個(gè)加長版《角斗士》使用DTS音軌
,卻只分割成2CD,每CD有70多分鐘長,不知這樣壓縮出來的片子畫質(zhì)能好到什么程度?
所以說,WAF小組出品的DVDRip一般都是網(wǎng)上最清晰的版本。
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問題補(bǔ)充:
普通家用電視的分辨率是多少?是不是屏幕越大分辨率越高?
電視的NTSC標(biāo)準(zhǔn)為720x480 刷新率為60Hz , PAL為720x576,刷新率為50Hz。 我國電視廣播采用 PAL制。
逐行電視接收隔行信號(hào)經(jīng)過差補(bǔ)后可以達(dá)到逐行輸出,同時(shí)75Hz刷新率 ,或者隔行輸出,同時(shí)100Hz刷新率。
雖然PAL制可達(dá)576線,但普通電視的實(shí)際可分辨水平線數(shù)只有300~500。高清電視理論上可達(dá)720P 和1080i,就是說最多逐行720線。所以按理
論來說,搞清電視用1024x768的VGA輸入也勉強(qiáng)可以表現(xiàn)出來了,但實(shí)際因?yàn)榫劢共粶?zhǔn),文字顯示比能顯示1024x768的顯示器差很多,畫面顯示
則沒什么問題。
HDTV是不是沒有經(jīng)過壓縮,最原始的視頻?
網(wǎng)絡(luò)中流傳的HDTV主要以兩類文件的方式存在,一類是經(jīng)過MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)壓縮,以.tp和.ts為后綴的視頻流文件,一類是經(jīng)過WMV-HD (Windows
Media Video High Definition)標(biāo)準(zhǔn)壓縮過的.wmv文件,還有少數(shù)文件后綴為.avi或.mpg,其性質(zhì)與.wmv是完全一樣的。
H.264等壓縮格式是不是為了方便網(wǎng)上傳播?
在技術(shù)上,H.264標(biāo)準(zhǔn)中有多個(gè)閃光之處,如統(tǒng)一的VLC符號(hào)編碼,高精度、多模式的位移估計(jì),基于4塊的整數(shù)變換、分層的編碼語法等。這些措施
使得H.264得算法具有很高的編碼效率,在相同的重建圖像質(zhì)量下,能夠比H.263節(jié)約50%左右的碼率。H.264的碼流結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng),增加了差錯(cuò)
恢復(fù)能力,能夠很好地適應(yīng)IP和無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。
H.264能以較低的數(shù)據(jù)速率傳送基于聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)的視頻流,在視頻質(zhì)量、壓縮效率和數(shù)據(jù)包恢復(fù)丟失等方面,超越了現(xiàn)有的MPEG-2、MPEG-4和
H.26x視頻通訊標(biāo)準(zhǔn),更適合窄帶傳輸。
網(wǎng)上流傳的Rip格式是什么意思?DVDRip
DVDRip理解:其實(shí)就是一種DVD的備份技術(shù)。
DVD我們都知道,目前非常優(yōu)秀的媒體格式,MPEG2編碼的視頻;AC3、DTS的音軌。但是我們也知道DVD載體是DVD光盤,D5一張就有4.7G。顯然
,直接將DVD文件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳送毫無實(shí)際價(jià)值可言,將這樣的文件打包傳到服務(wù)器上只會(huì)占用服務(wù)器的硬盤和大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬。還沒有多少人的
網(wǎng)絡(luò)帶寬可以讓他毫不動(dòng)容地去下載一個(gè)7、8GB的文件只為了看兩個(gè)小時(shí)電影,更不要說將它們保存下來,DVD刻錄機(jī)這樣的產(chǎn)品目前也不是一
般人能擁有的。
這就需要rip了,將DVD的視頻、音頻、字幕剝離出來,再經(jīng)過壓縮或者其他處理,然后重新合成成多媒體文件。在更小的文件尺寸上達(dá)到DVD的
是視聽享受。
總結(jié)
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