视频编解码器技术的发展历程以及未来的方向

       任何一种产品的设计和生产以及发展都会有一个漫长的过程，视频编解码器也是如此，随着技术的革新和网络的迅速普及，视频编解码技术从最初应用在视频监控安防领域到现在越来越广泛的应用在网络视频这块，如网络视频会议、网上可视商务、网上政务、网校、远程医疗等等。需求的增加，市场上对视频、音频服务质量的期望也在不断提升，因此音视频编解码技术也在近十几年飞速的发展起来了。今天九视电子科技就为大家介绍下音视频编码器的发展历程，以及未来的一个整体方向

       音视频编解码技术种类

       过去音视频技术主要应用在视频监控领域，所以对最终用户而言，他们更为关心的主要是：清晰度、存储量（带宽）、稳定性还有价格，根据不同的要求也发展出了很多不同的编解码技术主要有以下几种

       MJPEG：MJPEG制定于1992年，为工业级标准而设计。此编码技术主要应用于非线性编辑领域可精确到帧编辑和多层图像处理，把运动的视频序列作为连续的静止图像来处理，这种压缩方式单独完整地压缩每一帧，在编辑过程中可随机存储每一帧，可进行精确到帧的编辑，此外M-JPEG的压缩和解压缩是对称的，可由相同的硬件和软件实现。但M-JPEG只对帧内的空间冗余进行压缩。不对帧间的时间冗余进行压缩，故压缩效率不高。

       MPEG1/2：MPEG-2制定于1994年，设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率。MPEG-2所能提供的传输率在3-10Mbits/sec间,其在NTSC制式下的分辨率可达720X486，MPEG-2也可提供并能够提供广播级的视像和CD级的音质。MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道，和多达7个伴音声道(DVD可有8种语言配音的原因)。由于MPEG-2在设计时的巧妙处理，使得 大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据，如VCD。

       MPEG4（SP/ASP）：MPEG4于1998年11月公布，原预计1999 年1月投入使用的国际标准MPEG4不仅是针对一定比特率下的视频、音频编码，更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。MPEG专家组的专家们正在为MPEG-4的制定努力工作。MPEG-4标准主要应用于视像电话(Video Phone)，视像电子邮件(Video Email)和电子新闻(Electronic News)等，其传输速率要求较低，在4800-64000bits/sec之间，分辨率为176X144。MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求得最少的数据获得最佳的图象质量。

       H.264/AVC：主要目标是与其它现有的视频编码标准相比，在相同的带宽下提供更加优秀的图象质量。通过该标准，在同等图象质量下的压缩效率比以前的标准（MPEG2）提高了2倍左右。

而其中H.264由于编解码更简单、画质效果也更好所以在其他方面的应用更为广泛。

       网络音视频业务的发展
 

       不同的是现在基于网络的音视频业务越来越多，要实现这些业务如网络视频会议等都必须进行视频编解码，但是音视频在编码传输过程中的数据量仍然非常大，所以在传输的时候有两种方法解决，第一种扩展存储器容量，增加通信干线。第二种对音视频信息进行压缩。但是单纯扩展存储器容量、增加通信干线也不现实。所以需借助特殊技术对庞大的音视频信息进行处理，而数据压缩技术就是个行之有效的解决办法。通过高效的数据压缩技术，可以把信息数据量有效降低。以压缩形式进行存储、传输，既节约了存储空间和成本，也提高了通信干线的传输效率，可节省网络带宽。就好比直径1米的气球要挤进直径50厘米的管道，管道不够变宽的情况下气球很难挤进去。而这时可以将气球的空气放出来一些，气球也就能通过管道了。也就是通过编解码技术可完成几乎无损的高质量视频、音频输出和呈现，以达到实时处理的音频、视频信息的目的。由此可见多媒体数据压缩是非常必要的。

       未来的发展
 

       对质量的期望催动着音视频技术领域的发展，在2013年2月，国际电联（ITU）就正式批准通过了HEVC/H.265标准，该标准全称为高效视频编码（HighEfficiencyVideoCoding），H.265标准以现有的视频编码标准H.264为基础，在保留原来的某些技术的前提下，对一些相关的技术加以改进。新技术的使用可以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系，达到最优化的设置。简而言之HEVC/H.265标准可以提高压缩效率、提高鲁棒性和错误恢复能力、减少实时的时延、减少信道获取时间和随机接入时延、降低复杂度等。

       但是由于H.265算法的编码复杂度较高，如果使用DSP、x86等通用处理器进行软件编码并希望获得明显超过H.264的性能，还需要选择较为高端的产品平台与之相配合，这就需要未来芯片公司推出支持原生H.265解码芯片才能解决这一问题。而对于大众消费者来说，最为关心的肯定是如何买到支持H.265/HEVC解码的廉价设备，这一问题取决于很多因素，显卡巨头目前正在整合H.265，而H.265自身还有许多新功能需进一步完善和增加，如产品性能的稳定性以及配套的显示系统情况等。目前H.265的主要问题在于编码复杂度较高，产品的性能与成本还没有达到平衡。

      通过以上内容，相信大家应该也都知道音视频编码器的历程，在未来，随着算法的优化，肯定也会有越来越好的产品。九视电子科技目前推出的视频编解码器都是基于目前主流的H.264算法的，如有需要请联系我们。