高清視頻解碼技術(shù)研究

楊富豪

摘要：近年來(lái)，電子科學(xué)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，而是高清技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了我國(guó)家電領(lǐng)域的全面進(jìn)入。通過(guò)對(duì)高清技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析可以發(fā)現(xiàn)，其在PC領(lǐng)域也有了廣泛的應(yīng)用，這對(duì)人們的工作和生活具有十分重要的影響。例如當(dāng)使用電子計(jì)算機(jī)播放高清的視頻文件時(shí)，一般情況下CPU的占用率是比較高的，對(duì)顯卡具有一定的要求，而為了充分了解和認(rèn)識(shí)高清視頻解碼技術(shù)，接下來(lái)本文將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)地分析和介紹，以供今后參考使用。

關(guān)鍵詞：高清視頻解碼 技術(shù) 領(lǐng)域

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）05-0000-00

1高清數(shù)字電視概述

對(duì)于現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，高清數(shù)字電視已經(jīng)進(jìn)入到了人們的日常生活中，這離不開(kāi)高清視頻解碼技術(shù)的支持。高度清晰度數(shù)字電視簡(jiǎn)稱高清數(shù)字電視，即HDTV，其技術(shù)發(fā)展基于DTV技術(shù)，從專(zhuān)業(yè)角度來(lái)說(shuō)，HDTV技術(shù)是DTV技術(shù)的一個(gè)進(jìn)步，且兩者也存在一定的共性，即都是采用的數(shù)字信號(hào)，這與之前的電視技術(shù)相比較具有了巨大的進(jìn)步。一般來(lái)說(shuō)，高清數(shù)字電視主要有以下幾個(gè)部分構(gòu)成，第一，高清晰度的電視節(jié)目的視頻；第二將高清的視頻信號(hào)壓縮并進(jìn)行編碼，通過(guò)一定的技術(shù)手段將壓縮的數(shù)據(jù)傳送給用戶，一般來(lái)說(shuō)，傳輸信號(hào)的主要途徑就是通過(guò)有線或者是無(wú)線等使還視頻信號(hào)傳輸至客戶端；第三將壓縮的視頻信號(hào)進(jìn)行重新的解碼，并在高清數(shù)字電視中播放。通過(guò)這三部分就實(shí)現(xiàn)了高清視頻信號(hào)的整個(gè)傳輸，并且使用戶收看到高質(zhì)量的視頻節(jié)目。總而言之高清數(shù)字電視視頻節(jié)目無(wú)論是從制作還是到最終的顯示器顯示，這整個(gè)過(guò)程中，都必須使用高清的技術(shù)設(shè)備，這也是保證視頻信號(hào)的清晰度的根本保證。

2高清視頻編碼概述

通過(guò)上面的介紹分析可以知道，如果想要實(shí)現(xiàn)高清晰度視頻的觀看離不開(kāi)高清視頻編碼技術(shù)的支持，它在視頻信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中具有十分重要的作用，但是對(duì)于現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，較為常見(jiàn)的高清視頻編碼技術(shù)主要包括了三種格式，即MPEG-2TS、WMA-HD以及H.264。這幾種常用的高清編碼技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中存在一定差異的，例如在視頻壓縮比例和畫(huà)面質(zhì)量等方面有著一定的區(qū)別，為了更加充分的了解這三種編碼技術(shù)之間的差異，接下來(lái)本文將對(duì)其進(jìn)行一一的介紹說(shuō)明。

2.1MPEG-2TS編碼技術(shù)介紹

對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)字電視來(lái)說(shuō)，即DTV視頻其使用視頻編碼技術(shù)是MPEG-2這種格式，與高清視頻所使用的視頻編碼技術(shù)是不同的，通常來(lái)說(shuō)，HDTV視頻使用的是MPEG-2TS這是，這屬于一種視頻流的格式，它的使用可以實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目的實(shí)施傳送，且信號(hào)強(qiáng)度較好，這就在一定程度上保證了用戶的觀看質(zhì)量，因此這些年MPEG-2T這種視頻格式得到了廣泛的應(yīng)用。另外MPEG-2TS不僅僅應(yīng)用在了高清數(shù)字電視的視頻節(jié)目中，同時(shí)也在網(wǎng)絡(luò)的視頻文件中得到了一定的應(yīng)用，用戶在網(wǎng)絡(luò)視頻文件中可以根據(jù)文件的后綴進(jìn)行識(shí)別，一般情況下其文件后綴采用的是mpg、tp以及ts等。因此網(wǎng)絡(luò)用戶可以根據(jù)視頻文件的名稱來(lái)選擇高清晰度的視頻，以滿足視覺(jué)上的享受。但是利用MPEG-2TS編碼技術(shù)進(jìn)行視頻文件壓縮時(shí)，其壓縮文件一般比使用MPEG-2技術(shù)壓縮所得到壓縮文件大，這就占據(jù)了較大的內(nèi)存空間，例如90分鐘的電影，使用MPEG-2TS編碼技術(shù)進(jìn)行壓縮，得到的文件至少在8GB以上，甚至有的都達(dá)到了15GB。因此部分用戶可能受到內(nèi)存空間的限制，有時(shí)不會(huì)下載高清的視頻文件，而是下載標(biāo)清的視頻文件。

2.2 WMV-HD編碼技術(shù)說(shuō)明

對(duì)于WMV-HD 這種視頻編碼技術(shù)來(lái)說(shuō)，它是由微軟公司所創(chuàng)立的一種視頻信號(hào)壓縮的格式，因而這就在一定程度上限制了這種視頻編碼技術(shù)的應(yīng)用范圍。一般來(lái)說(shuō)Windows的操作系統(tǒng)對(duì)WM這一類(lèi)型的視頻處理格式比較實(shí)用，因此在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，WMV-HD這一視頻編碼技術(shù)應(yīng)用PC系統(tǒng)中的情況較多，且其極大地滿足了PC端的視頻要求。

2.3H.264編碼技術(shù)說(shuō)明

H.264編碼技術(shù)，也被稱之為MPEG-4AVC編碼技術(shù)，它是由國(guó)際電信聯(lián)盟所研發(fā)的視頻編碼技術(shù)，它在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中具有其他視頻編碼技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，其中H.264的壓縮比是其在使用過(guò)程中的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，這也就是說(shuō)，視頻圖像的質(zhì)量一樣的情況下，H.264視頻編碼技術(shù)的壓縮比是MPEG-2的3到4倍，是MPEG-4的2.5到3倍，而正是這一情況的存在，由H.264編碼技術(shù)處理過(guò)的視頻文件所得到的視頻數(shù)據(jù)，其在互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)倪^(guò)程中所使用的寬帶較少，其經(jīng)濟(jì)效應(yīng)比較明顯。另外雖說(shuō)其使用的寬帶較少，但是這并不影響其的傳輸速率，一般情況下H.264編碼技術(shù)的傳輸速率為1-2Mbit/s。正因?yàn)镠.264編碼技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中具有這些優(yōu)勢(shì)，因而其已經(jīng)在DVD Forum和Blu-ray DiscAssociation中得到了廣泛的使用。但是H.264編碼技術(shù)在對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的過(guò)程中其算法相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，同時(shí)其文件的后綴一般是avi，而用戶可能會(huì)與微軟的avi的格式產(chǎn)生歧義，為用戶增加了一定的困難，為了保證識(shí)別的準(zhǔn)確性一般只能使用解碼器來(lái)進(jìn)行解決。

3高清設(shè)備接口概述

3.1高清晰數(shù)字多媒體接口

所謂的高清晰數(shù)字多媒體接口也就是通常所說(shuō)的HDMI，這是一套專(zhuān)用于數(shù)字視頻和音頻的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，它是由索尼、日立、松下等7家公司聯(lián)合制定的。這一接口制定的根本目的就是為了代替原有的DVD影碟機(jī)、電視和其他的視頻輸出設(shè)備的多媒體接口，這樣以來(lái)就使得用戶終端的接線變得相對(duì)比較簡(jiǎn)單，用戶使用起來(lái)也比較方便，同時(shí)也進(jìn)一步提高了視頻信號(hào)的傳輸質(zhì)量和保證了傳輸?shù)乃俣?，這對(duì)于高清視頻解碼技術(shù)來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的進(jìn)步。對(duì)于HDMI來(lái)說(shuō)，其在進(jìn)行音頻和視頻信號(hào)的傳輸過(guò)程中具有一定的特點(diǎn)，例如音頻信號(hào)可以不經(jīng)過(guò)壓縮編碼而直接進(jìn)行傳送，對(duì)于高分辨率的視頻信號(hào)也可以不經(jīng)過(guò)處理直接傳輸?shù)接脩舻慕K端，除此之外各種音頻、視頻信號(hào)在進(jìn)行傳輸之前不需要進(jìn)行數(shù)/模、模/數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換，但同時(shí)其傳輸?shù)馁|(zhì)量依然可以得到保證。其實(shí)質(zhì)上來(lái)說(shuō)，HDMI研制基礎(chǔ)就是DVI接口技術(shù)，它可以看做是DVI技術(shù)的一個(gè)進(jìn)步，同時(shí)也一點(diǎn)也是兩者接頭之間可以進(jìn)行直接轉(zhuǎn)換的原因。因此為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化高清數(shù)字電視的接口，一般在生產(chǎn)的過(guò)程中，將DVI接口省去，而是直接使用HDMI接口。

而對(duì)于現(xiàn)階段我國(guó)所生產(chǎn)的所謂的高清數(shù)字電視來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部都沒(méi)有設(shè)置相應(yīng)的解碼設(shè)備，因此高清數(shù)字電視的用戶變得不購(gòu)買(mǎi)機(jī)頂盒來(lái)進(jìn)行高清視頻節(jié)目的觀看。其實(shí)質(zhì)上當(dāng)下市面上所售的高清電視，其就發(fā)揮了一個(gè)顯示器的作用而已，并不是真正意義上的高清數(shù)字電視。

3.2DisplayPort接口說(shuō)明

通過(guò)上面的介紹可以知道HDMI接口在高清數(shù)字家電領(lǐng)域中的應(yīng)用具有十分重要的作用，且由于其在進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程中具有一定的優(yōu)勢(shì)，因此其未來(lái)地發(fā)展方向也正在朝PC領(lǐng)域進(jìn)行發(fā)展。而DisplayPort的研制在一定程度上阻礙了HDMI向PC 端的發(fā)展，這主要是由于DisplayPort在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)。

第一，傳輸過(guò)程中的傳輸速率較高。對(duì)于DisplayPort1.0來(lái)說(shuō)，其可以提供的寬帶達(dá)到了10.8Gbit/s，而即使是最新的HDMI1.3可以提供的寬帶也才達(dá)到了10.2Gbit/s。這也就是說(shuō)DisplayPort在應(yīng)用過(guò)程中比HDMI具有一定的優(yōu)勢(shì)。另外DisplayPort可以支持分辨率也比較高，例如其可以支持WQXGA+（2560╳1600）、QXGA（2048╳1536）等不同的高分辨率。這就為在一定程度上滿足了今后家電對(duì)其的要求。

第二，對(duì)內(nèi)外接口都適用。一般來(lái)說(shuō)對(duì)于DisplayPort來(lái)說(shuō)，其外接的接頭具有兩種類(lèi)型，即標(biāo)準(zhǔn)型和低矮型。其中標(biāo)準(zhǔn)型的接頭與USB、HDMI等接頭具有一定的相似性，而對(duì)于低矮型的接頭來(lái)說(shuō)，其主要適用于連接面積較小的接頭，比如說(shuō)超薄型的筆記本。另外除了這兩種外接型的接口外，DisplayPort還具備了內(nèi)部接口，其主要用于設(shè)別內(nèi)部之間的連接，有時(shí)還可以應(yīng)用在芯片與芯片之間的連接。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)下高清視頻解碼技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)極大的推動(dòng)了我國(guó)高清數(shù)字電視的發(fā)展，同時(shí)也對(duì)PC領(lǐng)域產(chǎn)生了一定積極的影響，但是據(jù)目前我國(guó)高清數(shù)字電視的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，其應(yīng)用的技術(shù)與其他國(guó)家相比較還是具有一定差距的，因此應(yīng)當(dāng)加大對(duì)高清視頻解碼技術(shù)的研究力度，切實(shí)提高我國(guó)高清技術(shù)的應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn)

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