高清视频采集编码格式MPEG系列视频编码技术

　　图像采集卡高清视频捕获卡是目前在高清网络传输、高清视频会议、高清远程教学、高清医疗录像等行业领域中，　视频采集卡的主要功能是将视频源的视频信号采集、传输到计算机中成为可以压缩和编码的格式文件，由于视频质量和网络带宽占用时相互矛盾的，所以通常都需要对采集的视频信号压缩，其中编码技术就是以zui小的损失压缩成zui小的格式，其中视频采集图像编码是非常重要的一个步骤，直接关系到zui重视频效果以及文件大小，目前视频行业的编码技术主要有H.264系列和MPEG系列，即现在高清视频采集卡常用的编码格式有MPEG2-TS、MPEG4、H.264和VC-1这四种算法。

　　视频编码定义

　　所谓视频编码方式就是指通过特定的压缩技术，将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。

　　视频采集卡它的主要功能是将视频源信号传输采集到计算机中，再利用第三方软件进行编码处理。如同三维系列高清视频采集卡中，其都能兼容各种Directshow标准开发的视频应用软件，包括微软Amcap、Media Encoder等，这样就能使用用户需求的软件进行操作处理。T200AE高清VGA采集卡，其随卡配有专业的视频录播软件，录制格式包括RMS文件-（H.264,AAC）、RMS文件-（MPEG-4,MP3）、HTML课件（MPEG-4,MP3）等，这样满足了各种行业用户的需求。

　　视频编码技术

　　目前主要有MJPEG、MPEG1/2、MPEG4（SP/ASP）、H.264/AVC等几种视频编码技术。相对于MPEG2，VC-1的压缩比更高;但相对于H.264而言，编码解码的计算则要稍小一些。同三维视频的高清视频采集卡、高清VGA采集卡、高清DVI采集卡、高清HDMI采集卡，在media encoder下表现尤为出现，可达到1920*1080的1080P全高清效果，同时在VGA采集下还能采集任意自定义分辨率。对于zui终用户来言他zui为关心的主要有：清晰度、存储量（带宽）、稳定性还有价格。采用不同的压缩技术，将很大程度影响以上几大要素。

　　视频编码原理

　　视频图像数据有*的相关性，也就是说有大量的冗余信息。其中冗余信息可分为空域冗余信息和时域冗余信息。压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉（去除数据之间的相关性），压缩技术包含帧内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和熵编码压缩技术。

　　高清视频采集卡结合软件其功能也越来越强，应用范围也越来越广，如采集电脑屏幕信号，可以通过同三维T200AE高清VGA采集卡来实现，其能逐行采集1080P的VGA信号，通过软件可以对信号进行压缩编码处理，直接保存为各种视频文件格式，zui终在网络上传输等。随着近年来软件编码压缩技术的不断进步，高清视频编码格式也越来越多，如MPEG2-TS、WMV-HD、H.264和VC-1都已经在各种流媒体视频中应用。

　　目前视频行业的编码技术主要有MPEG系列和H.264系列：

　　MPEG是活动图像专家组（Moving Picture Exports Group）的缩写，于1988年成立，是为数字视/音频制定压缩标准的专家组，目前已拥有300多名成员，包括IBM、SUN、BBC、NEC、IN、AT&T等世界公司。MPEG组织zui初得到的*是制定用于“活动图像”编码的各种标准，随后扩充为“及其伴随的音频”及其组合编码。后来针对不同的应用需求，解除了“用于数字存储媒体”的限制，成为现在制定“活动图像和音频编码”标准的组织。MPEG组织制定的各个标准都有不同的目标和应用，目前已提出MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21标准。

　　MPEG-1/2

　　MPEG-1标准用于数字存储体上活动图像及其伴音的编码，其数码率为1.5Mb/s。 MPEG-1的视频原理框图和H.261的相似。

　　MPEG-1视频压缩技术的特点：1. 随机存取;2. 快速正向/逆向搜索;3 .逆向重播;4. 视听同步;5. 容错性;6. 编/解码延迟。MPEG-1视频压缩策略：为了提高压缩比，帧内/帧间图像数据压缩技术必须同时使用。帧内压缩算法与JPEG压缩算法大致相同，采用基于DCT的变换编码技术，用以减少空域冗余信息。帧间压缩算法，采用预测法和插补法。预测误差可在通过DCT变换编码处理，进一步压缩。帧间编码技术可减少时间轴方向的冗余信息。

　　MPEG-2被称为“21世纪的电视标准”，它在MPEG-1的基础上作了许多重要的扩展和改进，但基本算法和MPEG-1相同。ITU-T的H.264标准和ISO/IECMPEG-4第10部分（正式名称是ISO/IEC 14496-10）在编解码技术上是相同的，这种编解码技术也被称为AVC,即视频编码（Advanced Video Coding）。H.264编码方式的视频效果明显优于MPEG-2。

　　MPEG-4

　　MPEG-4标准并非是MPEG-2的替代品，它着眼于不同的应用领域。MPEG-4的制定初衷主要针对视频会议、超低比特率压缩（小于64Kb/s）的需求。在制定过程中，MPEG组织深深感受到人们对媒体信息，特别是对视频信息的需求由播放型转向基于内容的访问、检索和操作。

　　MPEG-4与前面提到的JPEG、MPEG-1/2有很大的不同，它为多媒体数据压缩编码提供了更为广阔的平台，它定义的是一种格式、一种框架，而不是具体算法，它希望建立一种更自由的通信与开发环境。于是MPEG-4新的目标就是定义为：支持多种多媒体的应用，特别是多媒体信息基于内容的检索和访问，可根据不同的应用需求，现场配置解---码--器。编码系统也是开放的，可随时加入新的有效的算法模块。应用范围包括实时视听通信、多媒体通信、远地监测/监视、VOD、家庭购物/娱乐等。

　　对于现在高清行业的高速普及，流媒体的广泛应用，视频编码处理技术变得尤为重要，直接关系到视频行业的发展方向。同三维作为专业高清视频采集卡生产厂家，推出了多款高清视频采集卡，并且其都支持标准的Directshow进行开发可以在各种流媒体软件中直接应用。

　　通过以上知识介绍，相信大家现在对视频编码技术和MPEG系列都有了较为清楚的认识，选择上主要根据自己的需求和软件方式进行选择，目前同三维推出的多款专业视频采集卡，其在兼容性上都具有强大的优势，不仅支持各种标准Directshow进行开发的视频软件，还可以在微软Amcap、Media Encoder，Real公司Real Producer等各种常用使用软件下使用，并带有的二次开发包SDK。

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