爲什麼要編碼
對於視頻數據而言，視頻編碼的最主要目的是數據壓縮。這是因爲動態圖像的像素形式表示數據量極爲巨大，存儲空間和傳輸帶寬完全無法滿足保存和傳輸的需求。 例如，圖像的每個像素的三個顏色分量RGB各需要一個字節表示，那麼每一個像素至少需要3字節，分辨率1280×720的圖像的大小爲2.76M字節。如果幀率爲25幀/秒，那麼傳輸所需的碼率將達到553Mb/s，如果對於更高清的視頻，如1080P、4k、8k視頻，其傳輸碼率更是驚人
爲什麼可以壓縮
視頻信息之所以存在大量可以被壓縮的空間，是因爲其中本身就存在大量的數據冗餘 時間冗餘：視頻相鄰的兩幀之間內容相似，存在運動關係 空間冗餘：視頻的某一幀內部的相鄰像素存在相似性 編碼冗餘：視頻中不同數據出現的概率不同 視覺冗餘：觀衆的視覺系統對視頻中不同的部分敏感度不同
MPEG-1
- MPEG組織制定的第一個視頻和音頻有損壓縮標準，視頻壓縮算法於1990年定義完成。
- 1992年底，MPEG-1正式被批准成爲國際標準。
- MPEG－1曾經是VCD的主要壓縮標準 MPEG1最大清晰度僅爲352 X 288
- 視頻壓縮率爲26：1
缺陷
- 壓縮比還不夠大
- 圖像清晰度還不夠高
- 傳輸圖像的帶寬有一定的要求，不適合網絡傳輸
- MPEG1的錄像幀數固定爲每秒25幀，不能丟幀錄像，使用靈活性較差
MPEG-2
- MPEG-2制定於1994年，設計目標是高級工業標準的圖象質量以及更高的傳輸率
- MPEG-2主要用於DVD，同時也使用HDTV，應用於各種高清視頻，有線電視等
- MPEG1最大清晰度720X486 傳輸速率在3 Mbit/s~10 Mbit/s之間
- 視頻壓縮率爲60-100倍
MPEG-4
- 已成爲掌上媒體的常見格式MPEG4於1998 年11 月公佈。
- MPEG-4利用很窄的帶寬，通過幀重建技術，壓縮和傳輸數據，以求以最少的數據獲得最佳的圖像質量。低比特率下的多媒體通信
- 與MPEG-1和MPEG-2相比，MPEG-4的特點是其更適於交互AV服務以及遠程監控
- 壓縮倍數爲450倍(靜態圖像可達800倍)
- 分辨率輸入可從320 ×240到1280 ×1024
應用：
- 應用於因特網視音頻廣播
- 應用於無線通信
- 應用於靜止圖像壓縮
- 應用於電視電話
- 應用於計算機圖形、動畫與仿真
- 應用於電子遊戲
- 硬件產品上面的應用
MPEG-7
- MPEG-7將擴展現有標識內容的專用方案及有限的能力，包含更多的多媒體數據類型。換句話說，它將規範一組“描述子”，用於描述各種多媒體信息，也將對定義其他描述子以及結構(稱爲“描述模式”)的方法進行標準化。
- MPEG-7將標準化一種語言來說明描述模式，即“描述定義語言”。帶有MPEG-7數據的 AV資料可以包含靜止圖像、圖形、3D模型、音頻、語音、視頻，以及這些元素如何在多媒體表現中組合的信息。這些通用數據類型的特例可以包含面部表情和個人化特性。
- MPEG-7的功能與其他MPEG標準互爲補充，MPEG-7是有關內容的信息，是數據的數據(data about data)。
MPEG-7潛在的應用主要分爲三大類：
- 第一類是索引和檢索類應用，視頻數據庫的存儲檢索；向專業生產者提供圖像和視頻；商用音樂；音響效果庫；歷史演講庫；根據聽覺提取影視片段；商標的註冊和檢索
- 第二類是選擇和過濾類應用，用戶代理驅動的媒體選擇和過濾；個人化電視服務；智能化多媒體表達；消費者個人化的瀏覽、過濾和搜索；向殘疾人提供信息服務
- 第三類是專業化應用， 遠程購物；生物醫學應用；通用接入；遙感應用；半自動多媒體編輯；教學教育；保安監視；基於視覺的控制。
MPEG-21
- MPEG-21致力於爲多媒體傳輸和使用定義一個標準化的、可互操作的和高度自動化的開放框架
- MPEG-21標準其實就是一些關鍵技術的集成，通過這種集成環境對全球數字媒體資源進行增強，實習內容描述、創建、發佈、使用、識別、收費管理、版權保護、用戶隱私權保護、終端和網絡資源擷取及事件報告等功能
制定目的：
- 1.將不同的協議、標準和技術等有機地融合在一起。
- 2.制定新的標準。
- 3.將這些不同的標準集成在一起。
H261,H263,H264,H265
- H.261的概述：H.261是1990年ITU-T制定的一個視頻編碼標準，屬於視頻編解碼器。使用幀間預測來消除空域冗餘，並使用了運動矢量來進行運動補償
- H.263的概述：H.263是由ITU-T制定的視頻會議用的低碼率視頻編碼標準，屬於視頻編解碼器。H.263的運動補償使用半像素精度，而H.261則用全像素精度和環路濾波
- H.264的概述：H.264同時也是MPEG-4第十部分，是由ITU-T視頻編碼專家組（VCEG）和ISO/IEC動態圖像專家組（MPEG）聯合組成的聯合視頻組（JVT，Joint Video Team）提出的高度壓縮數字視頻編解碼器標準。
- H.265是ITU-T VCEG繼H.264之後所制定的新的視頻編碼標準。H.265標準圍繞着現有的視頻編碼標準H.264，保留原來的某些技術，同時對一些相關的技術加以改進。新技術使用先進的技術用以改善碼流、編碼質量、延時和算法複雜度之間的關係，達到最優化設置。提高壓縮效率、提高魯棒性和錯誤恢復能力、減少實時的時延、減少信道獲取時間和隨機接入時延、降低複雜度等。
H.265的優勢：
- 1.低帶寬
- 2.低存儲
- 3.低延時
AVS
AVS是我國具備自主知識產權的第二代信源編碼標準，是《信息技術 先進音視頻編碼》系列標準的簡稱，其包括系統、視頻、音頻、數字版權管理等四個主要技術標準和符合性測試等支撐標準。
AVS的三大特點
- 1. 我國牽頭制定的、技術先進的第二代信源編碼標準——先進；
- 2. 領導國際潮流的專利池管理方案，完備的標準工作組法律文件——自主；
- 3. 制定過程開放、國際化——開放
