大视频文件的存储、切割、转码、分段显示等问题的研究

• 视频压缩标准

　　目前比较流行的压缩标准有两大系：ISO 与 IEC 联合成立的运动图像及伴音标准化小组制定的 MPEG 系列标准和 ITU 针对多媒体通信制定的 H.26x 系列视频标准和 G.7 系列音频标准。
　　ISO/IEC 实现的音视频压缩标准有：
　　MJPEG, Motion JPEG 2000, MPEG-1, MPEG-2 (Part 2), MPEG-4 (Part 2/ASP, Part10/AVC), HVC。
　　ITU 实现的音视频压缩标准有：
　　H.120, H.261, H.262, H.263, H.264, H.265。

 

• 视频编码压缩方式

　　按照视频帧之间的参考关系，视频压缩可以分为帧内压缩和帧间压缩。帧内压缩仅仅考虑本帧的数据，不考虑帧间的冗余信息。经过这种压缩的帧可以独立解码，不必参考其他帧，但帧内压缩一般不能达到很高的压缩效率。要获得更高的压缩率，可以考虑利用帧间的相关性去除冗余信息。帧间压缩利用了视频帧之间的相关性，帧间压缩一般采用记录相邻视频帧之间
　　目标帧和参考帧某一个块的坐标差值即运动矢量。帧间压缩的帧不能独立解码，必须参考其他的帧。一般视频编码标准会整合两种压缩方式。以 MPEG 系列为例，MPEG 定义了三种类型的视频帧。I 帧，P 帧和 B 帧。I 帧是以帧内压缩方式编码的，不参考其他帧；P 帧是前向预测帧，参考 I 帧或者 P 帧进行编码；B 帧是双向预测帧，同时参考I帧和P帧，如下图所示（下图是截取自论文基于Hadoop视频转码系统设计与实现）。

　　

　　GOP是画面组的意思，是MPEG用来定义三种帧的排列方式。一个GOP必须以I帧开始，接下来以一定的距离插入P帧，余下的用B帧填充。因为I帧包含一个帧的所有信息，所以可以独立解码，所以当前一个GOP解码出现错误时，不会影响到下一个GOP。如果一个GOP中所有帧的参照帧都在GOP内，则称为闭合GOP，反之称为开放GOP，比如一个GOP最后一个B帧参考了下一帧的I帧。