1.2.2  视频的编码和解码

视频编码是指通过特定的压缩技术，将某视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的过程，实现这个过程的格式被称为视频编码格式。视频压缩的目标是，在尽可能保证视觉效果的前提下减少视频数据率。视频压缩比是指压缩后的数据量与压缩前的数据量的比例，由于视频是连续的静态图像，因此其压缩编码算法与静态图像的压缩编码算法有某些共同之处，但是运动的视频还有其自身的特性，因此在压缩时还应考虑其运动特性才能达到高压缩的目标。

1．主流编解码标准

当前市面中最为重要的编解码标准有如下3种：

国际电联的H.261和H.263。

运动静止图像专家组的M-JPEG。

国际标准化组织运动图像专家组的MPEG系列标准。

除此之外，随着互联网的普及，Real Networks的RealVideo、微软的WMV以及Apple公司的QuickTime等在网络中被广泛应用。

2．压缩技术

当前主流的压缩技术分为两大类，具体说明如下。

(1) 无损压缩和有损压缩

无损压缩和有损压缩是数码图像文件压缩的两种类型。

无损压缩针对文件本身进行压缩，与其他数据文件的压缩一样，具有实现优化文件数据存储方式的功能。使用某种算法表示重复的数据信息，文件可以完全被还原，并且不会影响文件的内容。对于数码图像而言，不会对图像的细节造成任何损失。

有损压缩是对图像本身的改变，在保存图像时保留了较多的亮度信息，并将色相和色纯度的信息与周围的像素进行合并。随着合并的比例不同，压缩的比例也不相同。因为信息量减少了，所以可以有很高的压缩比，对应的图像质量也会下降。

(2) 帧内压缩和帧间压缩

帧内压缩也称为空间压缩，使用此压缩方式一般不能实现很高的压缩效果。当在帧内压缩一帧图像时，仅考虑本帧的数据，而不考虑相邻帧之间的冗余信息。帧内一般采用有损压缩算法，因为在帧内压缩时各个帧之间没有相互关系，所以压缩后的视频数据仍可以以帧为单位进行编辑。

当许多视频或动画的连续前后两帧具有很大的相关性，或者前后两帧信息变化很小时，此时一般采用帧间压缩。根据上述特性，通过压缩相邻帧之间的冗余量就可以提高压缩量，从而减小压缩比。

帧间压缩也称为时间压缩，通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩。通过帧差值(Frame Differencing)算法可以比较本帧与相邻帧之间的差异，仅记录本帧与其相邻帧的差值，这样可以大大减少数据量。

3．对称和不对称编码

对称性是压缩编码的一个重要特征。对称表明压缩和解压缩使用相同的计算处理能力和时间。对称算法特别适用于实时压缩和传送视频的领域，例如视频会议就采用了对称的压缩编码算法。在电子出版等其他应用中，因为通常先预先压缩处理好视频，然后再播放，所以此时可以采用不对称编码。

不对称或非对称表示压缩时需要花费大量的处理能力和时间，在解压缩时能够很好地实现回放处理，即以不同的速度进行压缩和解压缩。通常来说，压缩一段视频的时间比解压缩该视频的时间要多。