影音光碟之视频压缩规格比较
新一代的压缩规格WMV-9与H.264之压缩效能远高于DVD-Video规格所用之MPEG-2规格。WMV-9视频编码技术具有优于H.264等级规格之压缩编码效能,却没有H.264之高运算复杂性,目前已在PC平台广泛使用。视频压缩标准之趋势已进入以H.264与WMV-9为主流之时代,本文将针对MPEG-2、H.264与WMV-9之技术效能差异进行比较。
现在是一个资讯爆炸的时代,因为科技日新月异,通讯越来越发达,透过视频与声音的传递使人与人间的距离越来越近,声音与视频将穿透每一个人之生活圈。但声音与视频的数据量相当庞大,比如说标准NTSC视频解析度为720×480、24bits真彩色16777216色之画面所占之存储容量为：
720×480×24×8=8294400 Bits=1013 KBytes
如果按目前视频播放的标准,每秒播放30个画面的计算,每秒钟所播放的数据为：1013K×30×8=242.4Mbps。面对如此庞大的数据量之储存与传输问题,压缩的技术就显得相当的重要了,各种压缩技术就由此发展出来。
图1 视频压缩标准之演变
各种影音光碟之物理容量皆有其上限,例如单面单层之DVD容量为4.7GB,单面单层之CD-ROM容量为650MB;只有透过视频压缩技术才能将视频数据量降低,才有办法使有限之碟片容量容纳135分钟之影片数据。因此,DVD与VCD采用了MPEG1&2压缩标准做为其视频数据之储存格式。本文将就各种视频压缩技术之压缩原理与效能做一简单介绍。
影音光碟规格与视频压缩规格之演变
过去十余年间,如图1所示,有微软、ITU与ISO/MPEG-Committee等两个国际组织推出不同之视频压缩标准。ITU先后制定了H.261、H.263与H.263++等规格,ISO/MPEG-Committee也曾推出MPEG-1/4等技术,1994年ITU与ISO/MPEG-Committee合作推出MPEG-2/H.262规格,成为DVD影音光碟与ATSC广播系统所采用之压缩标准。2002年,ITU与ISO/MPEG-Committee再度合作推出H.264/MPEG-4-Part10规格,其压缩效能可达MPEG-2之三倍,是目前学界与工业界竞相研究使用之先进影音压缩标准。在ITU与ISO/MPEG-Committee推出H.264/MPEG-4-Part10规格时,微软也将其所研发之WMV-9压缩技术搭配Window Media player播放软件,在个人电脑平台大量使用。
在1993年MPEG-1规格制定完成时,使用MPEG-1压缩标准之VCD影音光碟规格也同时推出;1994年MPEG-2压缩标准推出,1996年使用MPEG-2压缩标准之DVD-Video规格诞生,而延用至今。2002年H.264与WMV-9压缩规格推出后,FVD-Video、HD-DVD-Video与BD-Video等高画质影音光碟规格相继采用此两种压缩标准。由此可见,视频压缩标准与影音光碟规格之发展有高度之相关;今日之趋势已进入以H.264与WMV-9为主流之时代;本文接着也将针对MPEG-2、H.264与WMV-9之技术效能差异进行比较。
MPEG-2、WMV-9与H.264压缩规格所使用之基本技术比较
视频压缩方法是用于去除空间轴与时间轴上的多余资讯,以达成数据量缩减之目的。不同的压缩规格,使用不同的技术以去除多余资讯,而MPEG-2、WMV-9与H.264等规格之差异在于使用不同之基本压缩技术。兹就不同压缩规格所使用之基本压缩技术比较如表1所示。
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