自己建设购物网站,互联网有创意的公司名字大全,网站建设需要注意事项,重庆森林电影完整版一 基础篇 1.1 图形、图像和视频图形#xff08;graphic#xff09;#xff1a;和图像与视频不同#xff0c;有一种说法是图形就是自然界的客观世界不存在的图案。对于计算机中的图形研究#xff0c;有专门的计算机图形学#xff0c;主要的 研究对象是点、线、面等抽象事…一 基础篇 1.1 图形、图像和视频图形graphic和图像与视频不同有一种说法是图形就是自然界的客观世界不存在的图案。对于计算机中的图形研究有专门的计算机图形学主要的 研究对象是点、线、面等抽象事物。目前所谓的计算机显卡3D技术支持主要就是图形技术相关的范畴。关于图形方面的开发好象OpenGL是其中比较有名 的3D图形库。 图像image和图形相反图像可以定位为自然界中客观存在的图案。图像处理和我们有关系的大致是图像滤波处理和图像压缩。目前用得最多的静止图像 压缩算法就是jpeg了大家应该都很熟悉。而对图像的其他处理一般称之为对图像进行滤波图像处理方面photoshop软件很多人应该都很熟悉 它图像处理的功能十分强大。在视频行业主要是关注消隔行滤波器、去除摄像头白噪声滤波器、去除块效应deblock滤波器等。 视频video视频我的理解就是连续的图像被称为视频。对视频图像的处理核心是压缩其他的就是采集、传输、显示和录像了。视频图像如果不压缩的话传输和录像的成本都太高了。 1.2 视频的采集、压缩、传输、解码显示和存储视频采集最重要的设备就是摄像头了它将自然界中的客观场景转化为模拟的电信号输出。如果是数字视频应用系统还需要专门的设备或者器件完成图像信号的模 拟到数字转换这也是摄像头很难直接接入PC机的原因。早期的接入方式是通过PC上用户自己配的采集卡来完成这种方式现在也有现在有专门通过USB接 口接入PC机的USB摄像头它是在摄像头内完成了模拟到数字的转换输出数字信号到USB接口。视频的压缩是视频处理的核心按照是否实时性可以分为非实时压缩和实时压缩。实时性与否区别其实很大一般来说制作DVD等影片可以算作非实时性压 缩此时算法的选择应该是要提高压缩算法效率而不是性能因为即使一天完成一部影片的压缩的话大多数时候问题可能也不大。而对于类似网上直播这 样的应用则属于实时性压缩应用了此时在算法选择上算法的性能可能是第一位的。目前看实时性压缩的应用更广泛些。关于视频压缩部分详细的介绍我们 放在后面的章节进行介绍。视频的传输分为两种一种是模拟视频的传输也就是摄像头电信号进行远距离传输这种主要是在传统的视频监控系统中应用它的成本比较高传输距离也有限 制而且随着距离的增大会出现信号衰减和信道噪声等问题另一种传输是和互联网技术结合起来先把数字视频信号压缩后得到码流数据然后通过网络传输到 远端。随着互联网的高速发展后一种应用方式越来越普遍最早期应该算是视频会议系统现在的应用就更多了最新的比如手机上网观看视频等。其实抽象 看互联网它其实就是一个信息平台而在这个信息平台上传输的信息相当大比例就是多媒体数据。可以想象今后随着互联网带宽的不断提高视频的应用将越 来越广。对于互联网传输过来的视频信息首先是要进行解码然后才是显示。解码的芯片有一定的性能要求比编码器低些但是毕竟是视频数据处理通用的芯片不支 持MMX等多媒体指令可能会比较吃力。显示设备主要有电视、监视器和显示器他们的信号接口是不一样的电视监视器是模拟的电信号显示器的输入应该是 数字信号。另外多说一句现在的显卡似乎普遍支持电视输出。 1.3 视频相关行业介绍以视频技术为基础结合其他领域的技术突破满足了人们各种各样的需求形成了很多视频相关的行业。这些行业之中我们来了解一下如下四个方向。 1.3.1 多媒体消费类应用多媒体消费类应用在技术上主要是视频压缩技术和媒体存储技术的结合主要的产品形式是VCD早期和DVD偏向消费类的家庭应用。这几年随着DVD光 驱的普及在PC上观看DVD也逐步流行起来。该行业的视频压缩属于非实时压缩追求的是高清晰度一般的分辨率都是D1720*576而且它的 音频品质也要求很高采样频率和采样精度都非常高。DVD的视频压缩算法是mpeg-2而它的音频是LPCM、DOLBYAC3、mp3或者aac。 DVD的存储技术表现形态就是DVD光盘目前市面上常用的DVD光盘最大容量可达4.7GB。目前DVD技术最发达的是日本他们的专利最多技术也最领先基本上处于垄断地位了。中国也有自己的DVD标准叫做EVD这个公司很久前就在努力的推广他们的标准了不过客观的评价进展不能算很乐观还需要努力。多媒体技术在家庭中的应用这几年也出现了一些很好的亮点比如家用电视支持网络和媒体功能、电视支持录像功能等不过总体评价这些都还远远没有普及还需要进一步发展。个人更看好以机顶盒这样的方式来满足多媒体需求。 1.3.2 视频会议视频会议可以说是视频技术应用最古老的行业了之所以这么说是因为第一个视频压缩标准H.261就是为了视频会议而制定的。视频会议行业是实时音视频压缩技术和网络通信技术结合的产物。目前视频会议系统的发展除了满足人们基本的语音和图像信息交流外还包括了强大的数据信息共享、开展协同工作等功能。视频会议系统主要包括的产品有语音输入输出设备mic、音箱等、摄像头、电视、视频会议终端、MCU等。视频会议专用的摄像头日本索尼公司市场占有 率无可争议的是第一。而视频会议终端和MCU市场目前排第一的是美国的polycom公司polycom的音频技术非常强大它在中低端市场优势很明 显而挪威的泰德tandberg在高端市场则做得更好一些。视频会议系统对音视频技术和网络技术要求都比较高。从实际应用来说相对视频视频会议 系统对音频要求更高一些。随着现在视频技术的发展和网络带宽的不断改善人们对视频的要求也越来越高不过音频方面的处理始终是关键比如回声消除技术 等。 1.3.3 视频监控根据目前比较流行的划分方法视频监控行业已历经三代。第一代被称为CCTV监控也就是一个摄像头加一个监视器组成一个最简单的视频监控系统很多时候 还只是黑白的监控画面目前采用第一代监控系统的客户已经很少了不过在一些很小的便利店、超市我们还是可以看到这样的监控系统。第二代视频监控系统典 型的产品形态是板卡和DVR即使到现在这种监控系统也还很流行在第二代监控系统中表现最好的企业是杭州海康他们几乎垄断了板卡市场DVR市场占 有率也连续几年排名第一了第二代监控系统核心是实时视频压缩技术把摄像头拍摄下来的画面进行压缩和存储到本地硬盘。目前视频监控行业已经发展到了第 三代也就是远程视频监控它把网络技术和视频压缩技术结合起来不过和视频会议系统不同的是监控行业对音频的要求不高但是对图像的要求却高很多 从传统的要求来说视频监控不仅要求图像能够更清晰对帧率的要求也很高这也是从监控的安全考虑的需求。远程监控系统的主要产品是视频服务器IPVS也有产商叫DVS和网络摄像机ip camera这两种产品都具备实时压缩和网络传输的功能功能上的区别是IP camera自带摄像头而IPVS需要用户自己配摄像头当然IPVS在满足监控市场的需求上比IP camera更强大一些一般来说图像的压缩效果也更好些而且它一般还支持所谓的报警输入输出接口当然在价格上网络摄像机有比较大的优势。 1.3.4 流媒体行业流媒体也是网络技术和视频压缩技术结合的产物它的具体应用形式很多比如网上直播、手机流媒体、IPTV网络电视等等都是比较新的东西再比如现在网络上流行的所谓播客我也把它归类为流媒体行业。流媒体应用对编码器的要求可能是最高的了这是因为每台流媒体服务器都会有很多用户来连接访问媒体数据压缩率如果提高的话同等图像质量下同等图像带宽可以支持更多的用户这点很重要流媒体行业应用的最大瓶颈就是服务器支持的用户数了。为了解决服务器的这一瓶颈最近几年出现了一种叫做P2P的网络传输技术它号称是用户越多用户欣赏视频会越流畅而需要的服务器仍然只是一台。这个技 术最成功的产品案例就是skype软件了好像是2005年它被ebay以26亿美元成功收购这即使到现在也被称为一个互联网历史上不可复制的奇迹。 除了skype其他应用P2P技术的直播软件还有pplive等现在也都比较流行。 IPTV算是流媒体在家庭的一个应用形式前两年在国内也很火过一阵子。我的感觉单纯从技术上评价IPTV也还有点早了现在可能还不太成熟我的理 由有如下几点目前家庭用户上网主要的带宽还是2兆或者以下在这个带宽下目前主流的压缩技术压缩出来的效果可能和有线电视比还相差很明显要想进一 步提高可能还需要H.264的普及应用。如果要升级到H.264的话也就是说目前的IPTV机顶盒在技术上还不够成熟并不能一步到位解决问题。所 以感觉IPTV在技术上要可行可能还需要再等3-5年吧。 1.3.5 视讯行业所谓的视讯行业就是视频和通讯技术结合的行业上面所说的视频会议、远程视频监控和流媒体行业都属于视讯行业的范畴。还有一个很有影响的产品就是IP电话这个产品大家应该都很熟悉了几年前也有过一段时间的炒作现在看好像也还没普及和IPTV类似个人也是感觉还是有点早了可能再过几年会有机会起来。它应该算是视频会议的家庭应用产品形态吧。二 知识篇 2.1 音视频协议、通讯协议介绍 2.1.1 两大标准制定组织这里的标准主要指的是音视频压缩标准。两大组织分别是国际标准化组织ISO和国际电信联盟ITU相信IT行业的从业者没听说过这两个行业的人很少。在音视频压缩标准方面mpeg系列的协议是ISO制定的标准而H系列的协议则是ITU制定的标准。 2.1.2 视频协议目前主要的视频压缩协议有H.261、H.263、H.264和mpeg-1、mpeg-2和mpeg-4。第一个视频压缩标准是H.261它的算法 现在来看非常简单但是它的很多视频压缩的思想一直影响到现在最新的压缩标准H.264。H.264单看名字感觉是ITU组织制定的其实它还有 一个名字叫mpeg-4 Part 10翻译过来叫mpeg-4 第十部分这是因为H.264是ISO和ITU组织共同制定的版权共享。其实一直以来H系列的标准制定者和mpeg系列的标准制定者基本上就是同一 群人而且这两个系列的算法思想基本上都差不多唯一有一点不同的协议是mpeg-4它在它的高级profile中提出了小波变换等算法来实现视频压 缩从实际发展看个人感觉不是很成功采用小波变换的商用codec很少这可能和这些算法的达不到实时性有关系。从应用的角度看mpeg系列在消费类应用更广些大家也更熟悉些我们熟悉的VCD格式视频主要是mpeg-1DVD的视频则是mpeg-2早期大 家看的电影在电脑上存盘文件格式都是*.mpg基本上也都是mpeg做的压缩了。在行业上国内的监控行业也是从mpeg-1到mpeg-2到前两 三年的mpeg-4再到最近的H.264。而H系列的标准用得最多的是视频会议从H.261到H.263再到H.263、H.263等再 到现在的H.264。从技术角度说H系列的协议对网络的支持更好些这点mpeg系列要差一些但是mpeg它每一代都比H系列同一代的协议要出得晚些算法也相对更先进些因此它用来做存储协议是很合适的这也就是为什么普通消费类产品用户很少了解到H系列协议的原因。 H.264是两大组织最新的算法成果它在算法层面应该说是非常先进了有人评价H.264是视频压缩技术的一个里程碑在可预见的5到10年内出现新的视频压缩协议可能性很小除非压缩理论有重大突破。中国也有自己的视频压缩协议叫做AVS搞了好多年了不过搞得不是很好。从市场分析消费类电子、视频会议和流媒体行业现在要再想进去可能很困难了。不过最近听说AVS又有点火起来了有消息称IPTV指定要支持AVS这可能是它的最后机会了吧。除了上面说的协议还有很多公司也有自己的压缩算法不过基本上都是不公开的了他们这些算法也都非常好不过和开发人员关系倒不是很大了典型的是微软的wmv、realplay公司的rm和rmvb等他们的使用者也很多而且他们都偏向流媒体应用。 2.1.3 音频协议音频协议也分两大类ITU组织的主要是用于视频会议的G系列协议包括g.711、g.722、g.723、g.726、g.728、g.729等。这 些协议主要有两大特点第一是比较关注语音压缩毕竟开会主要是要听人讲话对音乐的压缩效果可能就不是太好了第二是压缩率都比较大码率都比较低典 型的g.723支持5.9k/s这样的码率而且语音音质还很不错。ISO的音频可能更为人熟知一些最流行的就是mp3它的全称是mpeg-1 Audio layer 3意思是mpeg-1的音频第三层另外最新的音频算法被称为aac也称为mp4它定义在mpeg-2或mpeg-4的音频部分。他们的特点是 音质好支持多声道高采样精度和采样频率尤其对音乐的压缩效果比G系列要好太多。当然这也是因为它们的应用领域侧重点不同造成的。同样的很多大公司也有自己的语音压缩标准效果也非常好。不过都是他们自己的知识产权和算法通用市场用的还是少。 2.1.4 上层通讯协议在视频会议系统中目前最流行的有H.323和SIP协议在流媒体应用中ISMA rtsp应用得比较多它属于开源项目而很多流媒体产商有自己的流媒体传输协议比如微软的mms等。 H.323主要用于视频会议被称为协议簇我们前面提到的H系列视频压缩协议和G系列音频压缩协议都属于它的子协议。除了音视频编解码器外它还定义了 各种数据应用包括T.120、T.84、T.434等另外还包括H.245控制信道、H.225.0呼叫信令信道以及RAS信道。详细的H.323的 知识这里就不深入介绍了。 SIP是由IETF提出来的一个应用控制信令协议。正如名字所隐含的–用于发起会话。它可用来创建、修改以及终结多个参与者参加的多媒体会话进程。参与会话的成员可以通过组播方式、单播连网或者两者结合的形式进行通信。 H.323和SIP分别是通信领域与因特网两大阵营推出的建议。 H.323企图把IP电话当作是众所周知的传统电话只是传输方式发生了改变由电路交换变成了分组交换。而SIP协议侧重于将IP电话作为因特网上的一 个应用较其实应用如FTPE-mail等增加了信令和QoS的要求它们支持的业务基本相同也都利用RTP作为媒体传输的协议。但H.323是 一个相对复杂的协议。 RTSP主要用于流媒体传输它的英文全称是real time streaming protocol。典型的应用就是网络电视的应用由客户向服务器进行点播如果在监控行业应用的话建议当用户进行远程回放录像时可采用RTSP协议。 原文地址 http://www.zooyoo.org/?p8
