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何謂先進的壓縮格式~H.264
2011-05-01 01:56:01
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影音傳輸蓬勃發展 視訊壓縮標準與時並進 ( 第一篇 1/3 終 ) 分類:工作相關資料PERCENT (WEB)JV3V Th*MO
2008/03/04 20:40
影音傳輸蓬勃發展 視訊壓縮標準與時並進 |
新電子 2008 年 1 月號 262 期 |
文.Marco Jacobs |
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現 在的生活中幾乎每個人每天都會使用很多次視訊壓縮,不論是看電視上的歐普拉脫口秀、YouTube的爆笑影片、迪士尼DVD或自製的家庭影片,所有的視訊 儲存和傳播機制都與壓縮技術息息相關。早在1929年,Ray Davis Kell就發明一種視訊壓縮格式並取得專利,他曾寫道,過去大家都認為必須完整傳送影片當中的每一個影格,但是透過這項發明,只要傳送接續影像之間的差異 資訊就可以了。 |
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雖然這項技術經過許多年後才真正實現,但其仍為現今許多視訊壓縮規格奠定基礎。本文將簡單介紹電視訊號之後的視訊壓縮標準發展,接著探討支援這些標準之視訊子系統設計挑戰。 CRT/交錯掃描打造早期視訊系統 B(|-[%{2M0第一種視訊系統是從示波器演進而來,其本質上仍是一台示波器,但能在螢幕上顯示多重線條,這些系統屬於類比式,並採用俗稱映像管的陰極射線管 (Cathode Ray Tube, CRT)。採用CRT的顯示器可用來呈現一個在射頻載波之上調變的訊號,這就是電視機的誕生。 PERCENT (WEB)azW\$_o.KZ-K 彩色電視機是由RCA公司在1940年代後期率先開發,之後相當長的一段時間大多數消費者家中仍然只有黑白電視機,因此技術的向下相容性就變得很重要。彩 色資訊是在相同的訊號上聰明的進行調變,讓黑白電視機能從一個包含彩色資訊的視訊訊號呈現明暸的黑白影像。1935年,英國政府定義的高畫質電視 (HDTV)至少必須具備兩百四十條掃描線,時至今日,高畫質電視的實質標準至少需七百二十條掃描線。 P~R#_(G0早期著名的壓縮格式其實就是交錯掃描(Interlacing),也就是交替傳輸偶數和奇數掃描線,交錯掃描的兩項優點在於其可減少一半頻寬需求或加倍垂 直解析度。早期CRT的磷輝光持續的時間不夠長,因此無法在較低訊框速率(Frame Rate)顯示清晰影像,交錯掃描技術藉由傳送間隔的掃描線,讓螢幕能在可用的時間內達到部分更新。這種方法其實是利用人類視覺系統中傾向將部分影像整合 成一個一致整體影像的原理,交錯掃描也從那時成為一項實質標準,並沿用迄今,雖然主要是基於既有的老舊系統應用理由。 :LF'GN*p0第一代保存視訊媒體--盤式磁帶 vk3oI6y,Q"F%wo%B0視訊最初於1955年由BBC利用盤式磁帶做為收錄保存的媒體,易於使用的卡式磁帶於1970年代標準化,並於1980年代獲得家庭娛樂裝置採納,掀起第 一場由消費者的需求解決錄影帶(VHS)和Beta兩種標準的爭議。1970年代,廣播業者控告錄影機製造商,因為錄影機讓消費者不經授權就能收錄廣播內 容,結果,美國最高法院判決內容錄製能力屬於合理的使用並且合法。 RMZU'r#jGi0數位視訊壓縮標準多元化 PERCENT (WEB)5W
G$}gIO7UN%L 開發數位視訊處理技術是為處理包括廣播、交錯掃描、視訊收錄及Kell的預測壓縮(Predictive Compression)等技術,由於現今存在各式各樣的數位視訊壓縮標準,因此電視和數位視訊裝置製造商發現,在設計內使用ARC視訊子系統的可程式數 位視訊處理器較符合他們的需求。以下將簡單介紹數種知名的壓縮標準和技術: PERCENT (WEB)m\,d:dO
y K6`bC3x H.120採混合視訊編碼 (cW2VG(yw@/P5\01984年國際電信聯盟(International Telecommunication Union, ITU)通過H.120標準提案,成為第一個數位視訊編碼標準。H.120採用差分脈波編碼調變(Differential Pulse Code Modulation, DPCM)、數值量化(Scalar Quantization)和可變長度編碼技術,在專用的點對點資料通訊線路之上傳輸NTSC或PAL視訊。當時及之後所有ITU H.xxx標準的目標應用為視訊會議,但H.120現在已經過時。 PERCENT (WEB)Xq1s4}G4gQ+|-Le7a 第一個數位視訊編碼標準--H.261 PERCENT (WEB)V4E(bGwQw)a2E 實用的數位視訊壓縮起源於1990年的ITU H.261標準,目標是要在ISDN線路上傳輸視訊,提供以64kbit/s為單位的倍數資料傳輸率和352×288畫素的CIF或176×144畫素的 QCIF解析度,H.261在當時是一項先進的標準,採用混合的視訊編碼體系,迄今仍是許多視訊編碼標準的基礎。
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