圖形圖像的基礎知識二

二   知識篇
2.1   音視頻協議、通訊協議介紹
2.1.1   兩大標準制定組織
這裏的標準，主要指的是音視頻壓縮標準。兩大組織分別是國際標準化組織（ISO）和國際電信聯盟（ITU），相信IT行業的從業者沒聽說過這兩個行業的人很少。
在音視頻壓縮標準方面，mpeg系列的協議是ISO制定的標準，而H系列的協議則是ITU制定的標準。

2.1.2   視頻協議
目前主要的視頻壓縮協議有：H.261、H.263、H.264和mpeg-1、mpeg-2和mpeg-4。第一個視頻壓縮標準是H.261，它的算法現在來看，非常簡單，但是，它的很多視頻壓縮的思想，一直影響到現在最新的壓縮標準H.264。H.264單看名字，感覺是ITU組織制定的，其實它還有一個名字叫mpeg-4   Part   10，翻譯過來叫mpeg-4   第十部分，這是因爲H.264是ISO和ITU組織共同制定的，版權共享。其實，一直以來，H系列的標準制定者和mpeg系列的標準制定者基本上就是同一羣人，而且，這兩個系列的算法思想基本上都差不多，唯一有一點不同的協議是mpeg-4，它在它的高級profile中提出了小波變換等算法來實現視頻壓縮，從實際發展看，個人感覺不是很成功，採用小波變換的商用codec很少，這可能和這些算法的達不到實時性有關係。
從應用的角度看，mpeg系列在消費類應用更廣些，大家也更熟悉些，我們熟悉的VCD格式視頻主要是mpeg-1，DVD的視頻則是mpeg-2，早期大家看的電影在電腦上存盤文件格式都是*.mpg，基本上也都是mpeg做的壓縮了。在行業上，國內的監控行業，也是從mpeg-1到mpeg-2，到前兩三年的mpeg-4，再到最近的H.264。而H系列的標準，用得最多的是視頻會議，從H.261到H.263，再到H.263+、H.263++等，再到現在的H.264。
從技術角度說，H系列的協議對網絡的支持更好些，這點mpeg系列要差一些，但是，mpeg它每一代都比H系列同一代的協議要出得晚些，算法也相對更先進些，因此，它用來做存儲協議是很合適的，這也就是爲什麼普通消費類產品用戶很少了解到H系列協議的原因。
H.264是兩大組織最新的算法成果，它在算法層面應該說是非常先進了，有人評價，H.264是視頻壓縮技術的一個里程碑，在可預見的5到10年內，出現新的視頻壓縮協議可能性很小，除非壓縮理論有重大突破。
中國也有自己的視頻壓縮協議，叫做AVS，搞了好多年了，不過搞得不是很好。從市場分析，消費類電子、視頻會議和流媒體行業，現在要再想進去可能很困難了。不過最近聽說AVS又有點火起來了，有消息稱，IPTV指定要支持AVS，這可能是它的最後機會了吧。
除了上面說的協議，還有很多公司也有自己的壓縮算法，不過基本上都是不公開的了，他們這些算法也都非常好，不過和開發人員關係倒不是很大了，典型的是微軟的wmv、realplay公司的rm和rmvb等，他們的使用者也很多，而且他們都偏向流媒體應用。

2.1.3   音頻協議
音頻協議也分兩大類，ITU組織的主要是用於視頻會議的G系列協議，包括g.711、g.722、g.723、g.726、g.728、g.729等。這些協議主要有兩大特點，第一是比較關注語音壓縮，畢竟開會主要是要聽人講話；對音樂的壓縮效果可能就不是太好了；第二是壓縮率都比較大，碼率都比較低，典型的g.723支持5.9k/s這樣的碼率，而且語音音質還很不錯。ISO的音頻可能更爲人熟知一些，最流行的就是mp3，它的全稱是mpeg-1   Audio   layer   3，意思是mpeg-1的音頻第三層；另外，最新的音頻算法被稱爲aac（也稱爲mp4），它定義在mpeg-2或mpeg-4的音頻部分。他們的特點是音質好，支持多聲道，高採樣精度和採樣頻率，尤其對音樂的壓縮效果比G系列要好太多。當然，這也是因爲它們的應用領域側重點不同造成的。
同樣的，很多大公司也有自己的語音壓縮標準，效果也非常好。不過都是他們自己的知識產權和算法，通用市場用的還是少。

2.1.4   上層通訊協議
在視頻會議系統中，目前最流行的有H.323和SIP協議，在流媒體應用中，ISMA   rtsp應用得比較多，它屬於開源項目，而很多流媒體產商有自己的流媒體傳輸協議，比如微軟的mms等。
H.323主要用於視頻會議，被稱爲協議簇，我們前面提到的H系列視頻壓縮協議和G系列音頻壓縮協議都屬於它的子協議。除了音視頻編解碼器外；它還定義了各種數據應用，包括T.120、T.84、T.434等；另外還包括H.245控制信道、H.225.0呼叫信令信道以及RAS信道。詳細的H.323的知識，這裏就不深入介紹了。
SIP是由IETF提出來的一個應用控制（信令）協議。正如名字所隱含的--用於發起會話。它可用來創建、修改以及終結多個參與者參加的多媒體會話進程。參與會話的成員可以通過組播方式、單播連網或者兩者結合的形式進行通信。
H.323和SIP分別是通信領域與因特網兩大陣營推出的建議。   H.323企圖把IP電話當作是衆所周知的傳統電話，只是傳輸方式發生了改變，由電路交換變成了分組交換。而SIP協議側重於將IP電話作爲因特網上的一個應用，較其實應用（如FTP，E-mail等）增加了信令和QoS的要求，它們支持的業務基本相同，也都利用RTP作爲媒體傳輸的協議。但H.323是一個相對複雜的協議。
RTSP主要用於流媒體傳輸，它的英文全稱是real   time   streaming   protocol。典型的應用就是網絡電視的應用，由客戶向服務器進行點播，如果在監控行業應用的話，建議當用戶進行遠程回放錄像時，可採用RTSP協議。