音视频数据压缩与传输.pptx

数智创新变革未来音视频数据压缩与传输1.音视频数据压缩概述1.有损压缩与无损压缩的原理与区别1.常用音视频编码标准（如H.264、H.265、VP8、VP9）1.音频编码标准（如AAC、MP3）1.视频编码标准（如H.264、H.265、VP8、VP9）1.编解码器的实现与优化技术1.音视频传输协议（如RTMP、RTSP、HTTPLiveStreaming、WebSocket）1.传输过程中的抗丢包与网络抖动处理技术Contents Page目录页 音视频数据压缩概述音音视频视频数据数据压缩压缩与与传输传输音视频数据压缩概述音视频数据压缩概述：1.数字音视频数据具有数据量大的特点,以DVD影视为例,其原始数据大小约为6-10GB,播放时需要连续传输约10Mbps的比特流,单个画面数据量约为3-5MB,视频帧率为24帧/秒2.音视频数据压缩技术是对音视频数据进行编码,减少其数据量,使之可以在更窄的信道中传输或存储,同时保持原始数据的质量3.音视频数据压缩技术主要分为有损压缩和无损压缩两大类,有损压缩可以有效地减少数据量,但会产生失真,无损压缩可以不产生失真,但压缩比较低视频压缩编码技术：1.视频压缩编码技术是指将视频数据编码成更紧凑的形式,以便于传输和存储。

2.视频压缩编码技术通常采用宏块运动补偿、帧内预测、帧间预测、离散余弦变换(DCT)、量化、熵编码等技术来实现3.运动补偿技术通过分析视频序列中相邻帧之间的运动信息,来预测当前帧的图像内容,从而减少冗余信息帧内预测技术通过分析当前帧内部的图像信息,来预测当前帧的图像内容,从而减少帧内冗余信息帧间预测技术通过分析视频序列中相邻帧之间的运动信息,来预测当前帧的图像内容,从而减少帧间冗余信息音视频数据压缩概述音频压缩编码技术：1.音频压缩编码技术是指将音频数据编码成更紧凑的形式,以便于传输和存储2.音频压缩编码技术通常采用线性预测编码(LPC)、增量幅度预测编码(ADPCM)、脉冲编码调制(PCM)、梅尔滤波器组、小波变换等技术来实现3.线性预测编码技术通过分析音频信号的时域相关性,来预测当前样本的值,从而减少冗余信息增量幅度预测编码技术通过分析音频信号的时域相关性,来预测当前样本的增量,从而减少冗余信息脉冲编码调制技术通过将音频信号量化为离散的脉冲信号,来减少冗余信息梅尔滤波器组技术通过模拟人耳对声音的频率响应特性,来对音频信号进行滤波,从而减少冗余信息音视频数据压缩标准：1.音视频数据压缩标准是指规定音视频数据压缩编码和解码算法的技术规范。

2.音视频数据压缩标准通常由国际标准化组织(ISO)、国际电信联盟(ITU)、电子产品工程协会(EIA)、美国电影电视工程师协会(SMPTE)等组织制定3.常见的音视频数据压缩标准包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263、H.264、HEVC等音视频数据压缩概述音视频数据压缩系统：1.音视频数据压缩系统是指采用音视频数据压缩技术对音视频数据进行压缩、存储、传输和播放的系统2.音视频数据压缩系统通常包括音视频数据源、音视频数据压缩编码器、音视频数据压缩解码器、音视频数据存储设备、音视频数据传输设备、音视频数据播放设备等3.音视频数据压缩系统可以应用于广播电视、视频会议、视频监控、数字家庭等领域音视频数据压缩技术的发展趋势：1.音视频数据压缩技术的发展趋势主要包括压缩比的提高、失真的降低、复杂度的降低、应用范围的扩大等2.随着计算机技术和集成电路技术的发展,音视频数据压缩技术将不断进步,压缩比将不断提高,失真将不断降低,复杂度将不断降低,应用范围将不断扩大有损压缩与无损压缩的原理与区别音音视频视频数据数据压缩压缩与与传输传输有损压缩与无损压缩的原理与区别1.无损压缩的基本思想是通过识别和消除数据中的冗余信息，减少数据量，同时保持数据内容不变。

2.无损压缩最常用的一种算法是霍夫曼编码，它的基本思想是给数据中出现的不同符号分配不同的编码，符号出现的频率越高，其编码长度越短，频率越低，编码长度越长3.无损压缩还可以通过算术编码、Lempel-Ziv-Welch(LZW)算法和Burrows-WheelerTransform(BWT)算法来实现有损压缩原理1.有损压缩的基本思想是通过舍弃数据中某些细节，降低数据质量来实现压缩，从而减少数据量2.有损压缩最常用的一种算法是JPEG，它的基本思想是将图像分为多个块，对每个块进行离散余弦变换(DCT)，然后对变换后的系数进行量化和编码3.有损压缩还可以通过MPEG、H.264和HEVC等算法来实现无损压缩原理有损压缩与无损压缩的原理与区别有损压缩与无损压缩的区别1.无损压缩可以保证数据内容完全不变，而有损压缩则会损失部分数据内容2.无损压缩的压缩率通常较低，而有损压缩的压缩率通常较高3.无损压缩通常用于压缩文本、源代码等数据，而有损压缩通常用于压缩图像、音频、视频等数据常用音视频编码标准（如 H.264、H.265、VP8、VP9）音音视频视频数据数据压缩压缩与与传输传输常用音视频编码标准（如H.264、H.265、VP8、VP9）1.H.264，又称为高级视频编码，是一种视频压缩标准，由ITU-T和ISO/IEC联合开发。

H.264基于块匹配和运动估计的混合编码技术，能够在保持较高质量的同时大幅度降低视频的比特率2.H.264支持多种帧类型，包括I帧、P帧和B帧I帧是独立帧，不依赖于其他帧进行解码；P帧是预测帧，依赖于前一帧进行解码；B帧是双向预测帧，依赖于前一帧和后一帧进行解码3.H.264还支持多种编码模式，包括CAVLC和CABACCAVLC是一种简单的编码模式，适用于低复杂度的应用；CABAC是一种复杂的编码模式，适用于高复杂度的应用，能够实现更高的压缩率H.2651.H.265，又称为高效视频编码，是H.264的下一代视频压缩标准H.265由ITU-T和ISO/IEC联合开发，于2013年发布2.H.265基于块匹配和运动估计的混合编码技术，采用了更多的预测模式和参考帧，能够在保持较高质量的同时进一步降低视频的比特率3.H.265还支持多种编码模式，包括CAVLC和CABAC，并且增加了帧内并行处理技术，能够提高编码效率H.264常用音视频编码标准（如H.264、H.265、VP8、VP9）VP81.VP8是一种开源的视频压缩标准，由Google开发，于2010年发布VP8基于块匹配和运动估计的混合编码技术，支持多种帧类型和编码模式。

2.VP8是WebM视频格式的默认视频编码器，也是YouTube上最受欢迎的视频编码格式之一3.VP8的压缩效率与H.264相当，但编码复杂度更低，更适合在移动设备和嵌入式系统上使用VP91.VP9是VP8的下一代视频压缩标准，由Google开发，于2013年发布VP9基于VP8的编码技术，采用了更多的预测模式和参考帧，能够在保持较高质量的同时进一步降低视频的比特率2.VP9是WebM视频格式的最新视频编码器，也是YouTube上支持的最新的视频编码格式之一3.VP9的压缩效率高于H.264和VP8，但编码复杂度也更高常用音视频编码标准（如H.264、H.265、VP8、VP9）AV11.AV1是一种开源的视频压缩标准，由AOMediaVideo（AllianceforOpenMediaVideo）联盟开发，于2018年发布AV1基于块匹配和运动估计的混合编码技术，支持多种帧类型和编码模式2.AV1是WebM视频格式的最新视频编码器之一，也是YouTube上支持的最新的视频编码格式之一3.AV1的压缩效率高于H.264、VP8和VP9，但编码复杂度也更高趋势与前沿1.音视频编码标准的发展趋势是朝着更高的压缩效率、更低的编码复杂度和更广泛的应用领域方向发展。

2.目前，业界正在研究新的视频编码标准，如VVC（VersatileVideoCoding）、EVC（EssentialVideoCoding）和SSC（ScalableVideoCoding）这些新的标准有望进一步提高视频压缩效率，降低编码复杂度，并支持更多的应用领域3.随着人工智能技术的发展，人工智能技术正在被应用到音视频编码领域，以提高编码效率和降低编码复杂度音频编码标准（如 AAC、MP3）音音视频视频数据数据压缩压缩与与传输传输音频编码标准（如AAC、MP3）音频编码标准概述1.音频编码标准是指为数字音频数据进行压缩存储和传输而制定的标准，以实现数据量减小和提高传输效率2.音频编码标准有多种，包括有损编码标准和无损编码标准有损编码标准通过去除数字音频数据中不会对听觉造成明显影响的冗余信息来实现压缩，而无损编码标准则不会丢失任何音频数据3.最常见的音频编码标准包括MP3、AAC、WMA、Opus、FLAC等这些编码标准各有优缺点，适用于不同的应用场景MP3编码标准1.MP3（MovingPictureExpertsGroup-1AudioLayerIII）是世界上使用最广泛的音频编码标准之一，由德国弗劳恩霍夫协会（FhG）于1991年提出。

2.MP3采用有损编码技术，通过移除对听觉不重要的音频信息来实现数据压缩，压缩率一般为1:10到1:123.MP3编码后的音频文件体积小、音质较好，适合于互联网传输和便携式音乐播放器使用音频编码标准（如AAC、MP3）AAC编码标准1.AAC（AdvancedAudioCoding）是MPEG-2标准的一部分，由杜比实验室、索尼和AT&T于1997年联合提出的高级音频编码标准2.AAC采用有损编码技术，与MP3相比，AAC具有更高的压缩率和更好的音质，压缩率一般为1:20到1:303.AAC编码后的音频文件体积较小、音质优良，适用于高品质音频传输和流媒体应用WMA编码标准1.WMA（WindowsMediaAudio）是微软公司于1999年提出的音频编码标准2.WMA采用有损编码技术，与MP3和AAC相比，WMA具有更高的压缩率但音质略差，压缩率一般为1:10到1:203.WMA编码后的音频文件体积小、适用于音乐传输和流媒体应用音频编码标准（如AAC、MP3）Opus编码标准1.Opus是一个开放且免费的音频编码标准，由Xiph.Org基金会于2012年提出2.Opus采用有损编码技术，与MP3、AAC和WMA相比，Opus具有更高的压缩率和更好的音质，压缩率一般为1:12到1:16。

3.Opus编码后的音频文件体积小、音质优良，适用于高品质音频传输和流媒体应用FLAC编码标准1.FLAC（FreeLosslessAudioCodec）是一个免费的开源的无损音频编码标准，由Xiph.Org基金会于2001年提出2.FLAC采用无损编码技术，编码后的音频文件与原始音频文件完全相同，不会丢失任何信息3.FLAC编码后的音频文件体积较大，但音质优良，适用于高品质音频保存和归档视频编码标准（如 H.264、H.265、VP8、VP9）音音视频视频数据数据压缩压缩与与传输传输视频编码标准（如H.264、H.265、VP8、VP9）H.264（高级视频编码）1.H.264是一种基于块的视频编码标准，采用宏块大小为16x16像素的编码方式，支持多种帧类型，包括I帧、P帧和B帧2.H.264具有较高的编码效率，能够在保持较好图像质量的前提下，大幅度降低视频数据的比特率，从而降低视频传输和存储的成本3.H.264广泛应用于各种视频应用领域，包括广播电视、网络视频、视频会议和移动视频等H.265（高效视频编码）1.H.265是H.264的继任者，采用更先进的编码技术，能够在保持相同图像质量的前提下，进一步降低视频数据的比特率。

2.H.265具有更高的编码效率，比H.264能够节省一半以上的比特率，同时保持相同的图像质量3.H.265广泛应用于各种视频应用领域，包括4K和8K超高清视频、虚拟现实和增强现实。