编解码学习笔记（二）：codec类型

　　资料（港台将information翻译为资料）压缩是透过去除资料中的冗余资讯而达成。就视讯资料而言，资料中的冗余资讯可以分成四类：

时间上的冗余资讯（temporal redundancy）
　　在视讯资料中，相邻的帧（frame）与帧之间通常有很强的关连性，这样的关连性即为时间上的冗余资讯。这即是上一次学习中的帧间压缩。

空间上的冗余资讯（spatial redundancy）
　　在同一张帧之中，相邻的像素之 间通常有很强的关连性，这样的关连性即为空间上的冗余资讯。这即是上一次学习中的帧内压缩。

统计上的冗余资讯（statistical redundancy）
　　统计上的冗余资讯指的是欲编码的符号（symbol）的机率分布是不均匀（non-uniform）的。

感知上的冗余资讯（perceptual redundancy）
　　感知上的冗余资讯是指在人在观看视讯时，人眼无法察觉的资讯。

　　视讯压缩（英文：Video compression）是指运用资料压缩技术将数位视讯资料中的冗余资讯去除，降低表示原始视讯所需的资料量，以便视讯资料的传输与储存。实际上，原始视讯资料的资料量往往过大，例如未经压缩的电视品质视讯资料的位元率高达216Mbps，绝大多数的应用无法处理如此庞大的资料量，因此视讯压缩是必要的。目前最新的视讯编码标准为ITU-T视讯编码专家组（VCEG）和ISO／IEC动态图像专家组（MPEG）联合组成的联合视讯组（JVT，Joint Video Team）所提出的H.264/AVC。

　　一个典型的视讯编码器：在进行当前信号编码时，编码器首先会产生对当前信号做预测的信号，称作预测信号（predicted signal），预测的方式可以是时间上的预测（inter prediction），亦即使用先前帧的信号做预测，或是空间上的预测 （intra prediction），亦即使用同一张帧之中相邻像素的 信号做预测。得到预测信号后，编码器会将当前信号与预测信号相减得到残余信号（residual signal），并只对残余信号进行编码，如此一来，可以去除一部份时间上或是空间上的冗余资讯。接着，编码器并不会直接对残余信号进行编码，而是先将残 余信号经过变换（通常为离散余弦变换）然后量化以 进一步去除空间上和感知上的冗余资讯。量化后得到的量化系数会再透过熵编码，去除统计上的冗余资讯。

视讯编码标准发展

年份

标准

制定组织

解除版权保护
（DRM-free）

主要应用

1984

H.120

ITU-T

是

 

1990

H.261

ITU-T

是

视讯会议、视讯通话

1993

MPEG-1 第二部份

ISO／IEC

是

影音光碟（VCD）

1995

H.262/MPEG-2 第二部份

ISO／IEC、ITU-T

否

DVD影碟（DVD-Video）、蓝光（Blu-Ray）影碟、数位视讯广播（DVB）、SVCD

1996

H.263^[6]

ITU-T

 

视讯会议、视讯通话、3G手机视讯（3GP）

1999

MPEG-4 第二部份

ISO／IEC

否

 

2003

H.264/MPEG-4 AVC^[1]

ISO／IEC、ITU-T

否

蓝光（Blu-Ray）影碟、数位视讯广播（DVB）、iPod视讯、高画质DVD（HD DVD）

常见的编解码见下表，在以后会分类论述：

视频codec

ISO/IEC

MJPEG · Motion JPEG 2000 · MPEG-1 · MPEG-2 (Part 2) · MPEG-4 (Part 2/ASP · Part 10/AVC) · HVC

ITU-T

H.120 · H.261 · H.262 · H.263 · H.264 · H.265

其它

AMV · AVS · Bink · CineForm · Cinepak · Dirac · DV · Indeo · Microsoft Video 1 · OMS Video · Pixlet · RealVideo · RTVideo · SheerVideo · Smacker ·Sorenson Video & Sorenson Spark ·  Theora ·  VC-1 ·  VP3 ·  VP6 ·  VP7 ·  VP8 ·  WMV

音频codec

ISO/IEC MPEG

MPEG-1 Layer III (MP3) · MPEG-1 Layer II · MPEG-1 Layer I · AAC ·HE-AAC · MPEG-4 ALS · MPEG-4 SLS · MPEG-4 DST

ITU-T

G.711 · G.718 · G.719 · G.722 · G.722.1 · G.722.2 · G.723 · G.723.1· G.726 · G.728 · G.729 · G.729.1

其它

AC-3 · AMR · AMR-WB · AMR-WB+ · Apple Lossless · ATRAC · DRA · DTS · FLAC ·GSM-HR · GSM-FR · GSM-EFR · iLBC · Monkey's Audio · TTA (True Audio) · MT9 · μ-law · Musepack · Nellymoser · OptimFROG · OSQ  · RealAudio · RTAudio  · SD2  · SHN · SILK · Siren · Speex · TwinVQ · Vorbis · WavPack · WMA

图像压缩

ISO/IEC/ITU-T

JPEG · JPEG 2000 · JPEG XR · lossless JPEG · JBIG · JBIG2 · PNG · WBMP

Others

APNG · BMP · DjVu · EXR · GIF · ICER · ILBM · MNG · PCX · PGF · TGA · TIFF

媒体容器

通用

3GP · ASF · AVI · Bink · BXF · DMF · DPX · EVO · FLV · GXF · M2TS · Matroska · MPEG-PS · MPEG-TS · MP4 · MXF  · Ogg · QuickTime  · RealMedia · RIFF · Smacker · VOB

只用于音频

AIFF · AU · WAV

 

上面的表格，查看某个具体的codec，可以在中文的wiki中查找，但是英文的wiki咨询更为丰富，见下表

 

Multimedia compression formatsVideo compression

ISO/IEC

MJPEG · Motion JPEG 2000 · MPEG-1 · MPEG-2 (Part 2) · MPEG-4 (Part 2/ASP · Part 10/AVC) · HEVC

ITU-T

H.120 · H.261 · H.262 · H.263 · H.264 · HEVC

Others

AMV · AVS · Bink · CineForm · Cinepak · Dirac · DV · Indeo · Microsoft Video 1 · OMS Video · Pixlet · RealVideo · RTVideo · SheerVideo · Smacker · Sorenson Video & Sorenson Spark · Theora · VC-1 · VP3 · VP6 · VP7 · VP8 · WMV

Audio compression

ISO/IEC

MPEG-1 Layer III (MP3) · MPEG-1 Layer II · MPEG-1 Layer I · AAC · HE-AAC · MPEG-4 ALS · MPEG-4 SLS · MPEG-4 DST · MPEG-4 HVXC · MPEG-4 CELP

ITU-T

G.711 · G.718 · G.719 · G.722 · G.722.1 · G.722.2 · G.723 · G.723.1 · G.726 · G.728 · G.729 · G.729.1

Others

AC-3 · AMR · AMR-WB · AMR-WB+ · Apple Lossless · ATRAC · DRA · DTS · FLAC · GSM-HR · GSM-FR · GSM-EFR · iLBC · Monkey's Audio · TTA (True Audio) · MT9 · μ-law · Musepack · Nellymoser · OptimFROG · OSQ  · RealAudio · RTAudio  · SD2  · SHN · SILK · Siren · Speex · TwinVQ · Vorbis · WavPack · WMA

Image compression

ISO/IEC/ITU-T

JPEG · JPEG 2000 · JPEG XR · lossless JPEG · JBIG · JBIG2 · PNG · WBMP

Others

APNG · BMP · DjVu · EXR · GIF · ICER · ILBM · MNG · PCX · PGF · TGA · QTVR · TIFF

Media containers

ISO/IEC

MPEG-PS · MPEG-TS · MPEG-4 Part 12/JPEG 2000 Part 12 · MPEG-4 Part 14

ITU-T

H.222.0

Others

3GP and 3G2 · ASF · AVI · Bink · DivX Media Format · DPX · EVO · Flash Video · GXF · M2TS · Matroska · MXF · Ogg · QuickTime · RealMedia · REDCODE RAW · RIFF · Smacker · MOD and TOD · VOB · WebM

Audio only

AIFF · AU · WAV

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